42186

ССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ С ПРИЕМНИКАМИ, СОЕДИНЕННЫМИ ЗВЕЗДОЙ ПРИ НЕОДНОРОДНОЙ НАГРУЗКЕ ФАЗ

Лабораторная работа

Физика

Опытная проверка соотношений между напряжениями и токами в трехфазной цепи с приемниками соединенными звездой при неоднородной нагрузке фаз. Общие теоретические сведения Общие элементы теории трехфазной системы с приемниками соединенными звездой приведены в описании лабораторной работы №9. Неоднородность нагрузки фаз в трехфазной системе вносит существенные изменения в режим работы трехфазной цепи по сравнению с однородной нагрузкой....

Русский

2013-10-27

172.5 KB

8 чел.

PAGE  7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ С ПРИЕМНИКАМИ, СОЕДИНЕННЫМИ ЗВЕЗДОЙ ПРИ НЕОДНОРОДНОЙ НАГРУЗКЕ ФАЗ

Цель работы: Опытная проверка соотношений между напряжениями и токами в трехфазной цепи с приемниками, соединенными звездой при неоднородной нагрузке фаз.

Общие теоретические сведения

Общие элементы теории трехфазной системы с приемниками, соединенными звездой, приведены в описании лабораторной работы №9. Неоднородность нагрузки фаз в трехфазной системе вносит существенные изменения в режим работы трехфазной цепи по сравнению с однородной нагрузкой. Даже при численно равных полных сопротивлениях трех фаз  цепь может оказаться в резко несимметричном режиме в отношении распределения напряжений, токов и мощностей по фазам.

Рис.10.1. Принципиальная схема неоднородной нагрузки, соединенной в звезду.

В лабораторной работе исследуется схема соединения приемников звездой, в одну фазу которой включается катушка индуктивности или конденсатор.

В качестве примера рассмотрим случай, когда в трехпроводной трехфазной системе (рис.10.1) в фазу a включен конденсатор С, а в фазы b и c включены резисторы с сопротивления  и , причем . Определим напряжение смещения нейтрали, приняв, что система фазных напряжений генератора симметричная и UФ=220В, а Ом.

Фазные напряжения будут равны:

В,   В,        В.

Проводимости фаз:

См,    См,    См.

Напряжение смещения нейтрали:

Комплексы напряжений на активных сопротивлениях:

В.

В.

Действующие значения напряжений:

В.

Рис.10.2. Векторная диаграмма для схемы указателя чередования фаз.

На рис.10.2 приведена векторная диаграмма напряжений, построенная по результатам расчета. На диаграмме:  - векторы напряжений на фазах приемника. - векторы фазных токов. Токи в фазах b и c совпадают по фазе с напряжениями, а ток в фазе a ток опережает напряжение фазы a на 900. Из рис 10.2 видно, что ток в фазе a можно найти и следующим образом:

Рассмотренная схема положена в основу устройства для определения порядка чередования фаз. Если в фазы b и c в качестве резисторов включить лампы накаливания Лb и Лc, то лампа Лb, включенная в фазу b, будет находиться под большим напряжением, чем лампа Лc, включенная в фазу c и накал лампы  Лb будет больше. Таким образом, если при включении этой схемы на зажимы исследуемой сети принять, что фаза к которой подключен конденсатор, является фазой a, то фаза с яркой лампой будет фазой b, а фаза с тусклой лампой будет фазой c. Разумеется, что лампы не перегорали, они должны быть рассчитаны не на фазное, а на линейное напряжение.

Рис.10.3. Принципиальная схема указателя чередования фаз в симметричной трехфазной системе.

Порядок выполнения работы

Схема для исследования трехфазной цепи, соединенной звездой с симметричными напряжениями сети при соединении приемников электрической энергии звездой с неоднородной нагрузкой фаз при наличии и отсутствии нейтрального провода приведена на рис.10.4. Параметры реостатов, катушки индуктивности и емкости конденсатора устанавливаются в соответствии с номером варианта, определяемого по двум последним цифрам шифра студента.

1.Исследовать работу трехфазной цепи, соединенной звездой с симметричными напряжениями сети отсутствии нейтрального провода (ключ В1  - разомкнут) в следующих режимах:

1.1. в фазе a нагрузка активно-индуктивная, (ключ  В2 – замкнут, а  В3   разомкнут), в фазах b  и  c – нагрузка активная;

1.2. в фазе a нагрузка емкостная (ключ В3 – замкнут , ключ  В2 разомкнут), в фазах  b  и  c – нагрузка активная;

Результаты измерений по  п.п. 1 и 2 записать в таблицу 10-1.

Таблица 10-1

п/п

UЛ

Ua

Ub

Uc

UnN

Pa

Ia

Ib

Ic

Примечание

В

В

В

В

В

Вт

А

А

А

L

C

2.Исседовать работу трехфазной цепи, соединенной звездой при неоднородной нагрузке фаз при наличии нейтрального провода (ключ В1 – замкнут), в тех же режимах, что и в  п.п. 1.1 и 1.2.

Рис.10.4. Вид активного окна  лабораторной работы №10. Трехфазная цепь, соединенная звездой при неоднородной нагрузке фаз.

Результаты измерений записать в таблицу 10-2.

Таблица 10-2

п/п

UЛ

Ua

Ub

Uc

Pa

Ia

Ib

Ic

IN

Примечание

В

В

В

В

Вт

А

А

А

А

L

C

  1.  По данным таблицы 10-2 определить параметры нагрузки и результаты записать в таблицу 10-3.

Таблица 10-3

п/п

Rb

Rc

ZL

ra

XL

XC

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Формулы для расчета:

  ;    ;  

Токи Ia  и Ib измеряются при минимальных значениях сопротивлений в фазах b и c (движки реостатов находятся в крайнем левом положении).

;  ;  ;  Ia – берется при включенной катушке индуктивности.

;   Ia – берется при включенном конденсаторе.

4. . Результаты расчетов (табл.10.3) при минимальных сопротивлениях занести для проверки в таблицу 10.3 в компьютере (вызвав ее из меню).

  1.  По данным таблиц  10-1  и  10-2  построить векторные диаграммы. Методика построения векторов фазных напряжений описана в работе №9. Направления токов в фазах b и c совпадает с направлением векторов напряжений этих фаз. При включении конденсатора ток в фазе a опережает напряжение на 900, а при включении в фазу a катушки индуктивности ток в ней отстает от напряжения на угол .
  2.  По указанию руководителя занятий определить коэффициент асимметрии e фазных и линейных токов для одного из случаев работы 3-х фазной системы при разомкнутом нейтральном проводе:

.

Здесь:  и  - поворотные множители.

  1.  Дать заключение о влиянии неоднородности нагрузки фаз трехпроводной системы на характер распределения напряжений и токов по фазам.
  2.  Дать заключение о назначении нейтрального провода.

Контрольные вопросы

1.Каким образом определяют порядок чередования фаз в трехфазной сети?

2. Каковы соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами в четырехпроводной цепи при неоднородной нагрузке, соединенной звездой?

3. Что произойдет с фазными напряжениями приемника, если при неоднородной нагрузке, соединенной звездой, отключить нейтральный провод?

4. Каким образом определяют напряжение смещения нейтрали и фазные напряжения приемника при отключении нейтрального провода?

5. Изменятся ли фазные напряжения приемника, если в схеме без нейтрального провода конденсатор в фазе a (рис.10.1) заменить катушкой индуктивности?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83124. Письмове віднімання чисел без переходу через десяток. Прості задачі на віднімання 224.5 KB
  Мета. Ознайомити учнів із прийомами письмового віднімання трицифрових чисел без переходу через розряд; удосконалювати вміння учнів розв’язувати прості задачі на дію віднімання та задачі, що включають суми двох і трьох доданків; розвивати логічне мислення, математичне мовлення...
83125. Число і цифра 8. Написання цифри 8. Порівняння чисел в межах 8 87 KB
  Мета. Ознайомити учнів із числом 8, пояснити утворення числа 8 додаванням одиниці до попереднього числа; закріпити знання взаємозв’язку між частиною і цілим; вчити користуватися у мовленні числівниками; розвивати логічні мислення учнів, пам’ять, уважність, спостережливість...
83126. Текст. Типи текстів 1.3 MB
  Мета: закріпити вміння учнів визначати тип тексту складати тексти різних типів удосконалювати навички побудови звязного тексту стимулювати пізнавальну активність; розвивати усне й писемне мовлення; розвивати уяву память увагу; вміння самоаналізу результатів роботи...
83127. Я и Украина. Гражданское образование 210 KB
  Цель: формировать у детей представление о добре, доброте, о хороших, добрых поступках; расширять знания учащихся о роли доброты в жизни каждого человека. Задачи урока Раскрыть смысл понятия «доброта». Помочь детям задуматься о разных сторонах жизни и свойствах человеческого характера.
83128. Заходь у гості, щедра осінь 371.5 KB
  Мета. Формувати читацькі інтереси. Вчити дітей бачити красу рідного краю, вміти милуватися нею. Збагачувати словниковий запас, розвивати спостережливість, бажання пізнавати й передавати словами красу осені. Виховувати інтерес до книги, любов і бережне ставлення до природи.
83129. Сучасний урок на свіжому повітрі. Лісові голоси 2.73 MB
  Мета: Формувати уявлення про красу навколишнього світу, сповненого розмаїття звуків, кольорів. Ознайомити з основними елементами художньо-образної мови, музики, з можливостями різних видів мистецтва створювати виразні образи. Дати поняття про тривалість звука, висоту...
83130. До джерела народної мудрості 5.17 MB
  Мета: залучати учнів до джерел і витоків народної мудрості, збагатити та дати ширші уявлення про фольклорні жанри, формувати вміння повноцінно орієнтуватися в літературі, розвивати логічне мислення, пошукові та пізнавальні інтереси; виховувати любов до рідного краю, мови, почуття гордості за свій народ.
83131. Надзвичайні ситуації природного і техногенного характеру, причини їх виникнення. Правила поведінки під час надзвичайних ситуацій 619.5 KB
  Мета: Сформувати поняття «надзвичайна ситуація», «аварія», «катастрофа», уявлення про причини виникнення та наслідки надзвичайних ситуацій, про правила поведінки під час надзвичайних ситуацій. Розвивати вміння поводити себе в надзвичайних ситуаціях; виробляти вольові якості...
83132. Приди, весна красная!... Е. Серова «Ландыш», «Гвоздика», «Незабудки» 227 KB
  Люди любят этот цветок называют его в легендах: фонарики гномов рассыпавшиеся бусы Белоснежки слезы царевны б Чтение учителем стихотворения Что представили себе Почему кажется что ландыш зазвенит Снежно-белые колокольчики словно из тончайшего фарфора с тонким нежным запахом.