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

10564. Философия древнего востока. Специфика и основные проблемы Китайской философии 69.5 KB
  Философия древнего востока. Общая характеристика древневосточной философии. Ортодоксальные и неортодоксальные школы древнеиндийской философии: принципы идеи и категории. Специфика и основные проблемы Китайской философии. Основные философские школы дре...
10565. Характер древнегреческой цивилизации и особенности античной философской традиции 66.5 KB
  Характер древнегреческой цивилизации и особенности античной философской традиции Периодизация античной философии. Космоцентризм античного философского мышления и проблема первоначал философия досократиков. Концепция атомизма и материалистические тен...
10566. Статус и функции философии в средневековой европейской культуре 40.5 KB
  Статус и функции философии в средневековой европейской культуре. Соотношение разума и веры в философской традиции средних веков. Исторические этапы развития средневековой философии. Принципы средневекового философского мышления. Соотношение разума и ве
10567. Философия эпохи Возрождения и Нового времени 54.5 KB
  Философия эпохи Возрождения и Нового времени. Гуманизм философской мысли Возрождения. Социальнополитические идеи Возрождения. Философия и наука: проблема самоопределения философии в новоевропейской культуре. Социально-политические идеи Возр
10568. Философия Просвещения и немецкая классическая философия 39 KB
  Философия Просвещения и немецкая классическая философия. Философия и идеология в эпоху Просвещения. Немецкая классическая философия и ее роль в развитии мировой философской традиции. Вопрос 1. Философия и идеология в эпоху Просвещения. Во второй по
10569. Зарождение становление постклассической философии 66 KB
  Зарождение становление постклассической философии. Основные принципы классической философии. Проблемное поле неклассической философии. Критика философской классики и иррационализация философии в творчестве С. Кьеркегора и Ф. Ницше. Основные черты мар...
10570. Религиозная, экзистенциально-феноменологическая и аналитическая философия XX в 35 KB
  Религиозная экзистенциально-феноменологическая и аналитическая философия XX в. Религиозная философия: неотомизм. Философские концепции экзистенциализма. Аналитическая философия. Основные идеи феноменологии. Религиозная философия: неотомизм...
10571. Современная философия запада на рубеже XX-XXI в 42.5 KB
  Современная философия запада на рубеже XX-XXI в. Философская герменевтика. Структурализм и постструктурализм. Философия постмодернизма. Философская герменевтика. Герменевтика греч.: hermeneutike толкование как способ систематического размышле
10572. Философия Беларуси и России: формирование национального самосознания 57.5 KB
  Философия Беларуси и России: формирование национального самосознания Философия и национальное самосознание. Истоки и основные этапы развития философской мысли Беларуси. Основные направления и типологические характеристики русской философии. 1. Фи...