2 Описание испытательной установки

Исследования ведутся на модели сети (рис. 5), состоящей из трансформатора, набора емкостей, имитирующих емкости фаз на землю, и набора индуктивностей для моделирования регулируемой индуктивности дугогасящего реактора.

Автоматический выключатель QF подключает модель к сети. Выключатель Q2 служит для замыкания фазы А на землю, выключатель Q3 - для включения дугогасящего реактора в нейтраль. Выключатель Q5 - переключатель для фазных и линейных напряжений. Q6 и Q7 - переключатели отпаек дугогасящего реактора. Q8 - переключатель для создания симметрии или несимметрии емкостей фаз относительно земли. Амперметры РА_А, РА_B, РА_C измеряют фазные токи, вольтметр РV1 - фазные и линейные напряжения (для измерения линейного напряжения заземленный конец вольтметра отсоединяется от земли и присоединяется к соответствующей фазе с помощью переключателя Q5). Амперметр РА₄ измеряет ток в дугогасящем реакторе, вольтметр РV2 - смещение нейтрали, ваттметр РW - потери мощности в дугогасящем реакторе. Все переключения в схеме (изменение величины емкостей фаз и индуктивности реактора) производятся при отключенном выключателе Q3.

Исследования всех режимов сети проводятся при симметричной и несимметричной емкостной нагрузке.

3 Содержание и порядок проведения исследований

3.1 Нормальный режим работы сети с изолированной нейтралью

Выключатели Q2 и Q3 отключены. Измеряются фазные и линейные напряжения, напряжение смещения нейтрали и емкостные токи фаз для двух случаев:

а) емкости фаз одинаковы (С_А = С_B = С_C = 30 мкФ);

б) емкости фаз различны С_А = 20 мкФ, С_B = 30 мкФ, С_C = 40 мкФ.

Результаты измерений свести в табл. 1

.

Таблица 1 - Нормальный режим работы сети с изолированной нейтралью

№ опыта

СА, мкФ

СВ, мкФ

СС, мкФ

UА, В

UВ, В

UС, В

UАВ, В

UВС, В

UСА, В

UН, В

IА, А

IВ, А

IС, А

1

30

30

30

2

20

30

40

По данным опытов построить векторные диаграммы напряжений и токов.

Рисунок 5 – Схема модели сети с заземлением нейтрали через дугогасящий реактор

3.2 Замыкание на землю одной фазы сети с изолированной нейтралью (без дугогасящего реактора)

Выключатель Q2 включен (фаза А замкнута на землю), выключатель Q3 разомкнут (дугогасящий реактор отключен). Измеряются фазные напряжения, напряжение нейтрали, емкостные токи неповреженных фаз и емкостный ток замыкания на землю для двух случаев:

а) С_В = С_С = 30 мкФ;

б) С_В = 30 мкФ, С_С = 40 мкФ.

Рассчитать токи однофазного замыкания на землю и сопоставить экспериментальные и расчетные данные. Результаты измерений и расчетов свести в табл. 2.

Таблица 2 - Замыкание на землю одной фазы сети с изолированной нейтралью

№ опыта	СВ, мкФ	СС, мкФ	UВ, В	UС, В	UН, В	IА= IЗ, А		IВ, А	IС, А
						эксп.	расч.
1	30	30
2	30	40

По данным опытов построить векторные диаграммы.

3.3 Замыкание на землю одной фазы сети с компенсированной нейтралью при различных значениях индуктивности дугогасящего реактора

Дугогасящий реактор включен, фаза А замкнута на землю, емкости фаз берутся одинаковыми (С_В = С_С = 30 мкФ). Индуктивность дугогасящего реактора, соединяющего нейтраль трансформатора с землей, изменяется в соответствии с положением переключателей Q6 и Q7, подключающих определенные ответвления реактора. Измеряются фазные напряжения, емкостные токи неповреженных фаз, ток в месте замыкания (в заземленной фазе) I_ЗР, напряжение на дугогасящем реакторе, ток и потери мощности в дугогасящем реакторе. По данным опытов вычисляются индуктивное и активное сопротивления дугогасящего реактора. Результаты измерений и вычислений сводятся в табл. 3.

Таблица 3 – Замыкание на землю одной фазы сети с компенсированной нейтралью С_В=С_С = 30 мкФ

№ опыта

Ответвления реактора

Эксперимент

Расчет

UВ, В

UС, В

IА= IЗР, А

IВ, А

IС, А

UL, В

IL, А

PL, Вт

cos 

XL, Ом

RL, Ом

Опыты выполнить при следующих ответвлениях реактора: Ф - И; М - Т; НО - Т; НО - РС; ЖЗ - П; И - П. По данным опытов построить кривые I_ЗР = f(I_L) и I_ЗР = f(Х_L). Для трех значений I_L соответствующих режиму недокомпенсации (I_З > I_L), компенсации (I_З = I_L) и перекомпенсации (I_L > I_З) построить диаграммы напряжений и токов, полагая токи I_А, I_B, I_L, I_ЗР чисто реактивными.

Ввиду того, что угол сдвига между напряжением и током дугогасящего реактора (катушки) близок к 90⁰, индуктивное и активное сопротивления дугогасящего реактора без большой погрешности могут быть определены по формулам:

соs φ = P/(U_LI_L), Х_L = U_L/I_L, R_L = Х_L соs φ .

3.4 Нормальный режим работы сети с компенсированной нейтралью при несимметрии емкостей фаз на землю и различных величинах индуктивности дугогасящего реактора

Дугогасящий реактор включен (выключатель Q3 замкнут), выключатель Q2 разомкнут (нормальный режим). Емкости фаз берутся неодинаковыми (С_А = 20 мкФ, С_В = 30 мкФ, С_С = 40 мкФ). Индуктивность дугогасящего реактора изменяется в соответствии с положением переключателей Q6 и Q7, подключающих определенные ответвления реактора. Опыты выполнить при следующих ответвлениях реактора: НО - Х; НО - У; НО-Т; М-РС; НО-РС; А-П; Е-П; ЖЗ-П; И-П; КП-П.

Измеряются фазные и линейные напряжения, напряжение на дугогасящем реакторе, емкостные токи фаз, ток и потери мощности в дугогасящем реакторе. По данным измерений вычисляются индуктивное и активное сопротивления дугогасящего реактора. Результаты опытов и расчетов сводятся в табл. 4.

Таблица 4 - Нормальный режим работы сети с компенсированной нейтралью при С_А = 20 мкФ, С_В = 30 мкФ, С_С = 40 мкФ

№ опы­та

Ответ­вле­ния реак­тора

Эксперимент

Расчет

UL, В

UА, В

UВ, В

UС, В

UАВ, В

UВС, В

UСА, В

IА, А

IВ, А

IС, А

IL, А

PL, Вт

cos 

XL, Ом

RL, Ом

По данным опытов построить диаграммы напряжений и токов для трех случаев:

а) (перекомпенсация),

б) (резонанс),

в) (недокомпенсация),

а также кривые U_L = f(I_L) и U_L = f(Х_L)