Лабраб1-7 / Лабраб №4

Лабораторная работа №6.

Определение параметров и исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении потребителей звездой.

СОЕДИНЕНИЕ ЗВЕЗДОЙ

Схемы соединения звездой в четырех- и трехпроводных цепях приведены на рис где указаны и общепринятые условные положительные направления токов, напряжений и ЭДС.

На электрических схемах: N и n — нейтральные точки источника к приемника соответственно;

N - n — нейтральный (в соответствии с ГОСТ 13109 нулевой рабочий) провод; А - а, В - Ь, С - с — линейные провода;

Ia,Ib,Ic - комплексные фазные и линейные токи одновременно, их совокупность представляет собой трехфазную систему токов; In — комплексный ток в нейтральном проводе;

Uав, Uвс, Uса ~ линейные напряжения источника; например, U_AB — линейное напряжение между линейными проводами А и В или началами фаз А и В источника; U_A=U_AN, U_B=U_BN , U_C=U_CN фазные напряжения источника;

U_ab, U_bc, U_ca— линейные напряжения приемника; U_a,U_b,U_c — фазные напряжения приемника; U_Nn— напряжение между нейтральными точками; ΔU — падение напряжения на линейных проводах; Z_a,Z_b,Z_c - комплексные фазные сопротивления приемника.

Рис. 1 Схемы соединения звездой в четырех и трехпроводных цепях

Цель работы:

• Исследование трехфазной цепи при соединении потребителей звездой.

• Изучение методов расчета трехфазных цепей при соединении потребителей звездой.

Порядок выполнения лабораторной работы.

Исследование симметричной резистивной нагрузки при наличии нейтрального провода.

1. собрать схему, приведенную на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1

2. Перед включением стенда убедится, что все переключатели находятся в начальном положении (выключены).

3. Включить стенд тумблерами QF1, QF2, QF3.

4. При помощи Задатчика выбрать профиль отображения приборов L3.

5. Включить тумблер SA15.

6. Включить тумблер SA14.

7. Убедиться, что ток в нейтрали (прибор PA31 приблизительно равен нулю). Следовательно нагрузка симметричная R37 = R39 = R40;.

8. Выключть тумблер SA14.

9. Выключить стенд автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3.

10. Изменить схему по рисунку 6.2 (переключить приборы PA31 и PV31).

Рисунок 6.2

11. Включить стенд автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3.

12. При помощи Задатчика выбрать профиль отображения приборов L4.

13. Включить тумблер SA14.

14. Снять показания приборов:

• PV31 – U_A1;

• PA31 ‑ I_A1;

• PV21 – U_B1;

• PA21 ‑ I_B1;

• PV11 – U_C1;

• PA11 – I_C1;

• PW1 ‑ мощность всех трех фаз A1, B1, C1.

15. Выключить тумблер SA14.

16. Выключить тумблер SA15.

17. Выключить стенд автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3.

18. Определить значения сопротивлений резисторов R37, R39, R40 по Закону Ома:

19. Определить значение мощности, потребляемой симметричной нагрузкой, по формуле:

Сравнить расчетную мощность с показаниями прибора PW1.

Исследование равномерной нагрузки без нейтрального провода

В качестве равномерной нагрузки в фазы A, B и C добавляются соответственно R38, C11 и L2+R18.

1. Для получения равномерной нагрузки рассчитать величину емкости С11 из условия:

Приняв Z_а = Z_b определяют значение С11 для получения равномерной нагрузки:

где R18 и X_L2 из лабораторной работы №5.

2. Изменить схему по рисунку 6.3. (разомкнуть элементы R38, C11, L2+R18)

Рисунок 6.3.

3. Установить расчетное значение конденсатора С11 необходимыми переключателями в блоке 11.

4. Включить стенд автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3.

5. При помощи Задатчика выбрать профиль отображения приборов L4.

6. Включить тумблер SA14.

7. Снять показания приборов:

• PV31 – U_A1;

• PA31 ‑ I_A1;

• PV21 – U_B1;

• PA21 ‑ I_B1;

• PV11 – U_C1;

• PA11 – I_C1;

• PW1 ‑ мощность всех трех фаз A1, B1, C1.

8. Выключить тумблер SA14.

9. Выключить тумблер SA15.

10. Выключить стенд автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3.

11. Рассчитать значение сопротивления резистора R38 определяется из соотношения:

Т.к. нагрузка в данной фазе носит резистивный характер.

12. Рассчитать напряжение смещения нейтрали:

Рисунок 6.4.

Исследование равномерной нагрузки с нейтральным проводом.

1. Изменить схему по рисунку 6.5 для подключения нейтрального провода.

2. Включить стенд автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3.

3. При помощи Задатчика выбрать профиль отображения приборов L3.

4. Включить тумблер SA15.

5. Включить тумблер SA14.

6. Снять показания прибора PА31=I_N.

7. Выключить тумблер SA14.

8. Выключить стенд автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3.

9. Изменить схему по рисунку 6.6 (переключить приборы PA31 и PV31).

10. Включить стенд автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3.

11. При помощи Задатчика выбрать профиль отображения приборов L4.

12. Включить тумблер SA14.

Рисунок 6.5

13. Считая: Определить токи в фазах:

14. Рассчитать активную мощность, потребляемую нагрузкой:

15. Для практического измерения изменить схему по рисунку 6.4 (переключить приборы PA31 и PV31).

16. Включить стенд автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3.

17. При помощи Задатчика выбрать профиль отображения приборов L3.

18. Включить тумблер SA14.

19. Снять показания прибора PV31=U_nN.

20. Выключить тумблер SA14.

21. Выключить стенд т автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3.

13. Сравнить все расчетные значения со снятыми показаниями приборов.

14. Снять показания приборов:

• PV31 – U_A1;

• PA31 ‑ I_A1;

• PV21 – U_B1;

• PA21 ‑ I_B1;

• PV11 – U_C1;

• PA11 – I_C1;

• PW1 ‑ мощность всех трех фаз A1, B1, C1.

15. Выключить стенд в следующем порядке:

• Выключить тумблер SA14.

• Выключить тумблер SA15.

• Выключить стенд автоматическими выключателями QF1, QF2, QF3.

• Убрать перемычки;

• Тумблеры блока 11 конденсатора С11 вернуть в первоначальное положение (вниз);

• Убедится, что все остальные переключатели в начальном состоянии.

Рисунок 6.6

16. Рассчитать токи в фазах и нейтрали по формулам:

ток в нейтральном проводе:

17. Сравнить расчетные значения токов с экспериментальными.

Вопросы к защите.

1. Каковы соотношения между линейными и фазными токами и напряжениями при соединении нагрузки звездой ?

2. Чем отличается режим симметричной нагрузки от равномерной нагрузки?

3. Каковы соотношения между фазными токами и напряжениями в симметричном режиме ?

4. Каковы соотношения между фазными токами и напряжениями в равномерном режиме ?

5. Как определить напряжение между точками нейтралей источника и приемника в трехпроводной системе звезда-звезда?

6. Как определить токи в фазах при соединении звезда-звезда с нейтральным проводом при равномерногй нагрузке?

7. Как рассчитать мощность потребляемую нагрузкой в трехфазной системе звезда-звезда ?