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

13211. ЕТНОГЕНЕЗ РАННІХ СЛОВЯН 226.5 KB
  Валентин СЄДОВ ЕТНОГЕНЕЗ РАННІХ СЛОВ’ЯН Значний внесок у вивчення слов’янського етногенезу зробило мовознавство. Пошуки витоків слов’янства і розвитку праслов’янської мови були розпочаті лінґвістами у XIX ст. Узагалі мова надійна ознака всякої етнічної спільнос...
13212. Российская историческая хронология с древнейших времен до начала ХХ столетия 46.85 KB
  Российская историческая хронология с древнейших времен до начала ХХ столетия 800е Установились прямые связи между Хазарским каганатом столица в г. Итиль близ дельты Волги и скандинавами по речному пути ВолховИльменьМстаВолга 860 Русы варяги и славяне соверши
13213. Утворення та політичний устрій Російської централізованої держави 44.71 KB
  Тема: Утворення та політичний устрій Російської централізованої держави Необхідно зазначити що процес утворення Російської централізованої держави мав ряд особливостей: 1 проходив при наявності монголотатарського гноблення постійне відбирання матеріальних і лю
13214. Російська держава у ХVІ – XVII ст. 32.57 KB
  Російська держава у ХVІ – XVII ст. План. Росія у період правління Івана Грозного 1533 – 1584 рр.. Смута в Росії на початку XVII ст. Заснування і правління династії Романових у XVII ст. 1. Іван IV Грозний 1533–1584. Владу у малолітнього Івана оспорювали боярські угрупов
13215. Россия после Смуты (ИСТОРИЯ) 54.89 KB
  Россия после Смуты ИСТОРИЯ Возрождение самодержавия. Михаил Романов был молод и неопытен. Про него говорили что он был благоверен зело кроток же и милостив. Но расчеты бояр на то что юным царем легко будет управлять не оправдались. Вокруг Михаила сразу же спло
13216. Личность Петра І 26.12 KB
  Личность Петра І Петр I поражал современников масштабом своей личности. Поражает он и нас потомков. Таковы богатство и одаренность его натуры противоречивость и цельность его характера. Это был двухметровый гигант со стройной фигурой порывистыми движениями правильн
13217. Катерина ІІ. Внутрішня та зовнішня політика 41.26 KB
  Катерина ІІ Внутрішня політика Незаконне захоплення престолу Катериною як не парадоксально мало і свої плюси особливо в перші десятиліття правління коли вона €œповинна була важкою працею великими зусиллями і пожертвуваннямивикупити те що законні царі мають без...
13218. Олександр І (1801–1825) 19.3 KB
  Олександр І 1801–-1825 Прийшов до влади внаслідок двірцевого перевороту 11 березня 1801 р. На його виховання впливали фр. Лагарп граф В.П.Кочубей. Мав наміри звільнити Російську імперію від тиранії деспотичної регламентації російського життя за часів Павла І. значне поми
13219. Микола І (1825–1855) 18.19 KB
  Микола І 1825-–1855 Риси характеру: велика акуратність навіть педантизм у виконанні всіх норм та правил; любив всілякі технічні пристосування машини йому подобалась військова справа. виникнення нових міністерств Імператорського двору Державного майна; кодифіка...