66561

ДОСЛІДЖЕННЯ ТРИФАЗНОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО КОЛА ПРИ 3’ЄДНАННІ СПОЖИВАЧІВ ТРИКУТНИКОМ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Дослідити трифазне електричне коло при з’єднанні фаз споживачів трикутником при різних режимах роботи та різних навантаженнях. Перевірити основні співвідношення між лінійними і фазними напругами та струмами.

Украинкский

2014-08-22

877.5 KB

4 чел.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

ДОСЛІДЖЕННЯ ТРИФАЗНОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО КОЛА ПРИ 3’ЄДНАННІ СПОЖИВАЧІВ ТРИКУТНИКОМ

Мета роботи:

Дослідити трифазне електричне коло при з’єднанні фаз споживачів трикутником при різних режимах роботи та різних навантаженнях. Перевірити основні співвідношення між лінійними і фазними напругами та струмами. Навчитися будувати векторні діаграми напруг і струмів трифазних кіл при з’єднанні споживачів трикутником для різних режимів роботи та різних за характером навантажень.

1 Основні теоретичні відомості

Якщо три однофазних споживачі з опорами Zаb, Z, Zса з’єднати так, що  кінець першого опору буде з’єднаний  з початком другого, кінець другого з початком третього, кінець третього з початком першого, а до точок з’єднання під’єднати живлення від трифазної мережі, то отримаємо з’єднання приймачів трикутником (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1  Електрична схема трифазної систем

споживачів, з’єднаних трикутником

Проводи, які з'єднують фази генератора і споживача називаються лінійними (А а, В b, С с), а проводи, які з'єднують

споживачі з точками а-b, b-с, с-а – фазними (рисунок 6.1) .

Лінійні напруги мережі живлення UАВ, UВС, UСА (напруги між лінійними проводами) і фазні напруги Uаb, U, Uса трифазного споживача, з’єднаного трикутником, рівні (лінійні напруги дорівнюють фазним UЛ = UФ).

Струми Іа, Іb, Іс в лінійних проводах називають лінійними струмами – ІЛ, а струми Іаb, І, Іса в фазах споживача називають фазними струмами Іф.

Вектори лінійних струмів Īа, Īb, Īс визначають через вектори фазних струмів Īаb, Ī, Īса з рівнянь, складених на основі першого закону Кірхгофа (рисунок 6.1):

Īа = Īаb  Īса;

Īb= Ī  Īаb;

Īс = Īса  Ī .

При з’єднанні споживачів трикутником справедливі  наступні співвідношення:

;                   ;

cosφФ = RФ/ZФ;            sin φФ = ХФ/ZФ;            φФ= arctq (ХФ/RФ),

де RФ, ХФ, ZФ – відповідно активний, реактивний та повний опори фази.

Векторні діаграми напруг і струмів для симетричного активного навантаження фаз ZФ = RФ (Rаb = R= Rcа) та активно-індуктивного навантаження при з’єднанні споживачів трикутником, зображені на рисунку 6.2,а,б. Як видно з діаграм, вектори лінійних струмів Īа, Īb, Īc  відстають за фазою від векторів фазних струмів Īаb, Ī, Īcа на кут 30°, а ІЛ =Іф. Вказані співвідношення справедливі тільки для симетричного навантаження.

Рисунок 6.2 Векторні діаграми напруг і струмів трифазного кола при з’єднанні споживачів трикутником з симетричним активним а) та активно-індуктивним б) навантаженням

При несиметричному навантаженні (Zаb Z Zcа, φаb φφса) фазні струми будуть різними. Очевидно, неоднаковими будуть і лінійні струми. Векторна діаграма напруг і струмів для несиметричного активного навантаження (Rаb RRcа) зображена на рисунку 6.3.

Рисунок 6.3 Векторна діаграма напруг і струмів при  з’єднанні

фаз споживачів трикутником з несиметричним активним навантаженням 

При обриві фази, наприклад фази са (рисунок 6.4,а), трифазного споживача з активним навантаженням, вектори лінійних струмів в суміжних проводах будуть рівні векторам фазних струмів Īа = Īаb, Īс = Ī, а вектор лінійного струму Īb визначають за першим законом Кірхгофа, як різницю векторів фазних струмів Īb = Ī  Īаb. Для цього випадку векторна діаграма зображена на рисунку 6.4,б.

Рисунок 6.4 Електрична схема а) та векторна діаграма напруг і струмів б) при з’єднанні фаз споживачів трикутником з активним навантаженням та обриві фази

При обриві лінійного проводу А а трифазного споживача з активним навантаженням (рисунок 6.5,а), навантаження фази з опором Z буде ввімкнене на лінійну напругу U, а навантаження  двох інших фаз Zаb  та Zcа будуть  з’єднані  послідовно і до них буде прикладена лінійна напруга U. В цьому випадку  струми:

                                 

Īа = Īаb;

Īb = Ī  Īаb;

Īс = Ī.

Векторна діаграма для даного режиму роботи приведена на рисунку 6.5,б.

Рисунок 6.5 Електрична схема а) та векторна діаграма напруг і струмів б) при з’єднанні фаз споживачів трикутником з активним навантаженням та обриві лінійного проводу

Потужності трифазного споживача дорівнюють сумі потужностей окремих фаз:

а) активна: Р = Раb + Р+ Рса =

= Uаb Іаb cos φаb + U І cos φ + Uса Іса cos φса;

б) реактивна: Q = Qаb + Q   + Qса =

= Uаb Іаb sinφаb + U І sin φ + Uса Іса sin φса;

в) повна потужність: S =.

У випадку симетричного навантаження потужності визначають за формулами:

а) активна: Р = 3 РФ = 3 UФ ІФcos φ Ф =UЛ ІЛ cos φ Ф;

б) реактивна: Q = 3 Q Ф = 3 UФ ІФ sin φ Ф =UЛ ІЛ sin φ Ф;

в) повна:  S = 3 UФ ІФ = UЛ ІЛ = .

2 Опис лабораторної установки

Експериментальне дослідження трифазного електричного кола при з’єднанні споживачів зіркою виконують на установці, електрична схема якої приведена на рисунку 6.6,а. Установка живиться від трифазної електричної мережі змінної напруги через трифазний вимикач SF. Діючі значення лінійних струмів  вимірюють амперметрами РА1, РА2, РА3, а діючі значення фазних струмів РА4, РА5, РА6. Діючі значення лінійних UАВ, UВС, UСА (фазних Uаb, U, Uса) напруг вимірюють вольтметром РV. Частота змінної напруги мережі дорівнює 50 Гц. В якості навантаження Zаb, Z, Zса використовуються, вмонтовані в лабораторному стенді, лампи розжарення опір яких – активний (Z = R). Схема з’єднання лампи розжарення приведена на рисунку 6.6,б.

 

Рисунок 6.6   Електрична схема лабораторної  установки для

експериментального дослідження трифазного

електричного кола при з’єднанні споживачів трикутником а) та ввімкнення лампового реостату б)

3 Програма роботи

3.1 Скласти електричне коло, схема якого зображена на рисунку 6.6.

  1.   Після перевірки схеми викладачем, ввімкнути трифазний вимикач SF.

3.3 Виміряти вольтметром РV лінійні напруги (UАВ, UВС, UСА між затискачами А та В, ВС, С А) та фазні напруги Uаb, U, Uса між затискачами А' та В', В'– С ', С '– А') і переконатися, що UЛ = UФ.

3.4 Дослідити трифазне електричне коло, при з’єднанні споживачів трикутником (Zаb = Rаb, Zbс = Rbс, Zса = Rса) та вказаних викладачем різних режимах роботи електричного кола:

симетричному  активному навантаженні;

несиметричному активному навантаженні;

обриві фази;

обриві лінійного проводу.

Результати вимірювань записати в таблицю 5.1.

3.5 Дослідити трифазне електричне коло при з’єднанні споживачів трикутником та ввімкненні в одну із фаз конденсатора (замість ламп розжарення) і, змінюючи його ємність С, підібрати такий режим роботи електричного кола, при якому ємнісний опір конденсатора ХС = R. Покази амперметрів і вольтметра та значення ємності С записати в таблицю 6.1.

Таблиця 6.1 Результати досліджень та обчислень

№ п/п

Режим кола

Дослідні дані

Обчислити

Uаb, В

U, В

Uса, В

Іаb

І, А

Іса, А

Іа, А

Іb, А

Іс, А

Раb, Вт

Р, Вт

Рса, Вт

Р, Вт

Rаb, Ом

Rbс, Ом

Rса, Ом

cos φ аb

cos φ 

cos φ са

1

Сим.

нав.

2

Нес.

нав.

3

Обр.

фази

4

Обр.

лін.

5

Конд.С

Значення ємності С, мкФ

ХС, Ом

4 Опрацювання результатів дослідів

4.1 Обчислити всі величини, вказані в таблиці 6.1.

4.2 Для кожного із режимів роботи трифазної мережі побудувати в масштабі векторні діаграми напруг і струмів.

  1.  Визначити за допомогою векторних діаграм лінійні струми і порівняти їх із експериментальними значеннями.

4.4 Зробити висновки з проведеної роботи.

5 Контрольні запитання

5.1 Запишіть співвідношення  між  лінійними і фазними напругами при з’єднанні приймачів трикутником.

  1.   Як визначити активний, реактивний і повний опір фази споживача?
    1.   Поясніть, що таке симетрична і несиметрична система трифазного струму.
    2.    При яких навантаженнях справедливе співвідношення  ІЛ =Іф?

PAGE  51

EMBED CorelDRAW.Graphic.11  

EMBED CorelDRAW.Graphic.11  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69113. Багатовимірні масиви. Оголошення багатовимірних масивів. Доступ до елементів. Базові операції їх обробки двовимірних масивів. Двовимірні масиви в задачах 96.5 KB
  Як було зазначено вище, одновимірні масиви застосовуються для зберігання послідовностей. Проте для багатьох структур даних зображення у вигляді послідовності є неприйнятним. Наприклад, результати матчів футбольного чемпіонату найзручніше подавати у вигляді квадратної таблиці.
69114. Рядки. Поняття рядка та оголошення змінних рядкового типу. Операції над рядками та рядкові вирази. Процедури та функції обробки рядків 79 KB
  Один з різновидів одновимірних масивів — масив символів, або рядок, — посідає особливе місце у багатьох мовах програмування. І це не випадково, адже алгоритми перетворення рядків застосовуються для вирішення вкрай широкого кола задач: редагування та перекладу текстів, алгебричних перетворень формул...
69115. Записи. Запис та його оголошення. Доступ до компонентів та операцій над записами. Масиви записів. Записи з варіантами 100 KB
  Визначальною характеристикою масиву є однорідність, тобто однотипність його елементів. Проте реальний світ насичений неоднорідними структурами даних. Прикладами таких структур можуть стати: календарна дата, що скла-дається з номера дня, номера року та назви місяця...
69116. Множини. Поняття множин та множинного типу даних. Оголошення змінних множинного типу. Операції над множинами 96.5 KB
  Математичне поняття множини широко використовується в задачах, для яких існує ефективне програмне розв’язання. Так, у багатьох комбінаторних задач серед усіх підмножин деякої множини необхідно знайти ті, які задовольняють певну умову. При розв’язанні задач на графах користуються поняттями...
69117. Фізичний і логічний файли. Технологія роботи з файлами. Тинпи файлів і оголошення файлових змінних. Установка відповідності між фізичним і логічним файлами. Системні операції з файлами 141 KB
  Дані, що використовувались у задачах із попередніх розділів, існували протягом одного сеансу роботи певної програми. Такі дані зберігаються в оперативній пам’яті комп’ютера. Проте бльшість програм оперує із даними, що залишаються доступними як після завершення роботи програми, так і після перевантаження...
69118. Буферізація даних. Натипізовані файли 56 KB
  При зчитувані даних із файла зна чення його чергового компонента копіюється в поточний елемент буфера. У відповідь на цей запит операційна система виділяє буфер із буферного пула і в нього зчитується певна кількість блоків даних із фізичного файла.
69119. Динамічні змінні та динамічна пам’ять. Розподіл оперативної пам’яті. Поняття покажчика та його оголошення. Стандартні функції для роботи з адресами 93.5 KB
  Змінні величини, що розглядались у попередніх розділах, були статичними. Статичні змінні характеризуються тим, що їх значення зберігаютъся в ділянках оперативної пам’яті, які визначаються на етапі компіляції программ і не змінюються під час її виконання.
69120. Спискові структури даних. Визначення лінійного списку та його різновидів. Робота зі стеком, з чергою та лінійним списком 111 KB
  Визначення лінійного списку та його різновидів. Визначення лінійного списку та його різновидів 3. Визначення лінійного списку та його різновидів Як приклад розглянемо таку задачу. Кожен компонент списку крім останнього містить покажчик на наступний або на наступний попередній компонент.
69121. Дерева. Основні поняття. Алгоритм роботи з бінарними деревами 80 KB
  Розглянуті у розділі 10.2 списки, стеки та черги палежать до лінійних динамічних структур даних. Визначальною характеристикою лінійних структур є те, що зв’язок між іншими компонентами описується в терминах «попередній-наступний», тобто для кожного компонента лінійної структури...