ППЭЭС_1 / 1.5_прил

Приложение Д

Методическое пособие по лабораторной работе № 1.5

1. «Переходный процесс при обрыве фазы в электрической сети, питающейся от источника практически бесконечной мощности»

Содержание

1.1.«Переходный процесс при обрыве фазы в электрической сети, питающейся от источника практически бесконечной мощности» 1

Цель работы: 2

Программа изучения устройства и принципа работы: 2

Краткие теоретические сведения: 3

Данные по проведению эксперимента: 5

Электрическая схема соединений 5

Перечень аппаратуры: 7

Указания по проведению эксперимента: 9

1.3.Содержание отчета: 11

1.4.Контрольные вопросы: 11

Цель работы:

изучение переходного процесса при обрыве одной фазы в электрической сети, питающейся от источника практически бесконечной мощности.

Программа изучения устройства и принципа работы:

- Моделирование нормального режима работы сети ;

- Моделирование аварийного режима работы сети;

- Моделирование режима работы нейтралей трансформаторов исследуемой сети;

- Работа с программой “Многоканальный осциллограф”;

- Определение значений установившихся токов и напряжений;

- Определение влияния удаленности точки короткого замыкания от генератора.

Краткие теоретические сведения:

Классификация обрывов фазы:

1). Обрыв фазы в шлейфе (петле) на анкерной опоре.

2). Обрыв провода у гирлянды изоляторов, как правило, на анкерной опоре в натяжном зажиме с односторонним замыканием на землю.

3). Обрыв провода в пролете с падением концов (частей) провода на землю и замыканием на землю с двух сторон.

4). Обрыв фазы в коммутационном аппарате вследствие нарушения контакта при различных дефектах контактной системы выключателей и разъединителей. [1]

На рис. 1 графически изображен разрыв фазы:

Рисунок 1 - Разрыв одной фазы.

Граничные условия в месте разрыва:

(1)

(2)

(3)

Из условий (2) и (3) можно получить равенства:

(4)

Ток прямой последовательности:

(5)

Ток обратной и нулевой последовательности:

(6)

(7)

Токи в повреждённых фазах выражаются через симметричные составляющие тока фазы А :

(8)

(9)

Падение напряжения в месте разрыва:

(10)

Векторные диаграммы напряжений и токов показаны на рис. 2. Для определения напряжения с одной стороны обрыва вычисляют составляющие этих напряжений. Прибавив к ним определяют симметричные составляющие напряжений с другой стороны обрыва. Суммируя симметричные составляющие напряжений одноименных фаз, находят напряжения фаз в месте разрыва. Очевидно, что напряжения здоровых фаз по краям разрыва равны между собой. [2]

Рисунок 2 - Векторные диаграммы при разрыве одной фазы: а, б – напряжений в точках разрыва; в – токов в месте разрыва.

Данные по проведению эксперимента:

Электрическая схема соединений

Электрическая схема соединений

Перечень аппаратуры:

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
A1, А4	Блок однофазных трансформаторов	325	3 х 160 ВА; 115, 127, 133, 220, 230, 240 В
А2, А3	Модель линии электропередачи	313	400 В~; 3х0,5 А 0…1,5 Гн/0…50 Ом 0…20,45 мкФ 0…250 Ом
А5	Активная нагрузка	306	220/380 В; 50Гц; 30…50 Вт
А6	Индуктивная нагрузка	324	220/380 В; 50Гц; 3х40 Вар
А7	Блок измерительных трансформаторов тока и напряжения	401	3 трансформатора напряжения 600 / 3 В; 3 трансформатора тока 0,3 А / 3 В
А8	Коннектор	309	8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выхода; 8 цифр. входов/выходов
А9	Персональный компьютер		IBM совместимый, Windows XP, плата сбора информации PCI 6024E
G1	Трехфазный источник питания	201	400 В ~; 16 А
Р1	Блок мультиметров	508	3 цифровых мультиметра

Указания по проведению эксперимента:

1. Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

2. Соедините гнезда защитного заземления "" устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" трехфазного источника питания G1.

3. Соедините вилки питания 220 В устройств, используемых в эксперименте, сетевыми шнурами с розетками удлинителя.

4. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

5. Смоделируйте режим работы сети – соедините точки К1 и К2 для нормального режима работы сети, разъедините их – для аварийного режима (обрыв фазы).

6. Соедините точки К1 (К2) и К3 для фиксации напряжения в точке разрыва с той или другой стороны от него.

7. Смоделируйте режим работы нейтралей трансформаторов исследуемой сети. Для моделирования глухозаземленной нейтрали соедините точки N1 и N2, N3 и N4. Для случая изолированной нейтрали оставьте эти точки несоединенными.

8. Номинальные фазные напряжения трансформаторов А1 и А4 выберите равными 127 В.

9. Выберите мощность индуктивной нагрузки А6 – 100 % от 40 Вар во всех фазах, активной А5 – 10% от 50 Вт во всех фазах.

10. Установите следующие параметры моделей линий электропередачи А2 и А3: R = 0 Ом, L/R = 1,2/40 Гн/Ом, C = 0,15 мкФ.

11. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А9 и запустите программу “Многоканальный осциллограф”.

12. Включите автоматические выключатели и устройство защитного отключения источника G1.

13. Включите ключ-выключатель источника G1.

14. С помощью выпадающих списков выберите каналы, подлежащие сканированию. Для измерения токов и напряжений схемы также можно использовать блок мультиметров P1.

15. Нажмите кнопки «ВКЛ» включения сканирования используемых каналов виртуального осциллографа.

16. Нажмите кнопку «ВКЛ» источника G1. Включите выключатель «СЕТЬ» трехполюсного выключателя А5.

17. По цифровым индикаторам определите значения установившихся токов и напряжений. Измените режим работы сети (с нормального на аварийный или наоборот). Вновь определите значения установившихся токов и напряжений.

18. Занесите полученные данные в таблицу:

0. Таблица 1 Данные экспериментов

Нормальный режим			Аварийный режим
Iуст, А	Uуст, В	Iуст, А		Uуст, В

19. Для анализа влияния удаленности точки короткого замыкания от генератора можно изменять положение точки КЗ и параметры моделей элементов.

20. По окончании эксперимента отключите все блоки, задействованные в нем.

2. Содержание отчета:

1. титульный лист

2. цель работы

3. данные полученные при выполнении эксперимента

4. вывод о проделанной работе

1. Контрольные вопросы:

1. Чем характеризуются переходные процессы аварийного режима работы сети?

2. Как моделировали режим работы нейтралей трансформаторов исследуемой сети?

3. Какие обрывы фазы существуют и по каким признакам классифицируются?

4. Чем характеризуется обрыв фазы?

5. Поясните векторную диаграмму напряжений и токов.

6. В чем заключается зависимость установившихся токов и напряжений?

7. Как влияет положение точки короткого замыкания и параметры моделей элементов на значения установившихся токов и напряжений?