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

76411. Определение величины перерегулирования по ВЧХ 17.81 KB
  Приближенное значение величины перерегулирования можно определить по виду графиков ВЧХ -если ВЧХ монотонно убывающая, то = О, -если ВЧХ не возрастающая, то максимальное значение перерегулирования если ВЧХ возрастающая, то максимальное значение перерегулирования ...
76412. Алгоритм построения логарифмической амплитудной характеристики последовательного соединения типовых звеньев 59.87 KB
  Построение асимптотической ЛАХ последовательного соединения типовых звеньев сводится к суммированию на графике отрезков прямых линий с наклонами кратными 20 дБ дек. Используем более эффективный способ построения ЛАХ последовательного соединения звеньев который не требует построения ЛАХ отдельно каждого звена и последующего суммирования этих ЛАХ. Очевидно что результирующая ЛАХ от такого перераспределения параметров должна остаться без изменений. Построим ЛАХ звеньевсомножителей из 4.
76413. Признаки переходного и установившегося режимов работы САР 49.49 KB
  Признаки переходного и установившегося режимов работы САР Можно ли изучая выходной сигнал САР определить работает она на данном отрезке времени в переходном или установившемся режиме Для этого нужно более точно сформулировать что такое переходный и что такое установившийся режимы с практической точки зрения. Красная кривая переходный процесс при идеальном ступенчатом воздействии. Нарастание воздействия со скоростью примерно 8 ед сек сопровождается заметным переходным процессом голубая линия при скорости 4 ед сек переходный процесс...
76415. Преобразование Лапласа и его свойства 89.59 KB
  Различают прямое и обратное преобразование Лапласа. Прямое преобразование Лапласа определяется уравнением. Обратное преобразование Лапласа определяют из решения.
76416. Частотные характеристики САУ 83.42 KB
  Если на вход подавать синусоидальные колебания 1 то на выходе после затухания переходных процессов этим заниматься не будем также возникают синусоидальные гармонические колебания с той же частотой но с другой амплитудой и сдвинутые по фазе относительно входных колебаний: где φ сдвиг по фазе выходных колебаний относительно входных.угол φ Зависимость модуля АФЧХ от частоты колебаний ω называется амплитудно-частотной характеристикой. Зависимость сдвига фаз входных и выходных колебаний φ от частоты ω называется фазочастотной...
76417. Дифференциальные уравнения и передаточные функции 38.88 KB
  Введем понятие звена автоматической системы. При математическом описании системы удобно разбить систему на звенья и для каждого звена записать свое уравнение. Уравнение такого звена связывает две величины: x входная величина или воздействие и y выходная величина или реакция. Пусть момент времени t=0 выбран так что начальные условия на выходе звена являются нулевыми.
76418. Типовые сигналы 139.87 KB
  Дельтафункция является четной функцией между функцией Хэвисайда и Дирака существует связь выраженная соотношением: или На практике считается что на вход объекта подана функция функция если время действия прямоугольно го импульса намного меньше времени переходного процесса. Сдвинутые элементарные функции К этим функциям относятся функции Хевисайда и Дирака с запаздыванием т. и Рисунок 4 при этом Все...
76419. Типовые динамические звенья 34.53 KB
  Преобразуемая физическая величина поступающая на вход динамического звена называется входной х а преобразованная величина получаемая на выходе звена выходнойy. Статической характеристикой звена называется зависимость между его выходной и входной величинами в установившемся состоянии. Динамические свойства звена могут быть определены на основании дифференциального уравнения описывающего поведение звена в переходном режиме. Решение дифференциального уравнения дает возможность получить переходную или иначе временную характеристику...