69887

Дослідження трифазної системи при з’єднанні споживачів трикутником

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Вивчити основні властивості і застосування трифазних кіл при з’єднанні джерела і споживачів трикутником. Дослідити режими роботи трифазних кіл при рівномірному і нерівномірному навантаженні фаз а також при обриві фази або одного із лінійних проводів.

Украинкский

2014-10-12

272.5 KB

0 чел.

Робота 9. Дослідження трифазної системи при з’єднанні споживачів трикутником

9.1. Мета роботи

Вивчити основні властивості і застосування трифазних кіл при з’єднанні джерела і споживачів трикутником. Дослідити режими роботи трифазних кіл при рівномірному і нерівномірному навантаженні фаз, а також при обриві фази або одного із лінійних проводів. Навчитися розраховувати трифазні кола при навантаженні фаз активними опорами.

9.2. Короткі теоретичні відомості

Якщо обмотки трифазного генератора (трансформатора) з’єднати між собою так, щоб кінець першої був з’єднаний з початком другої, кінець другої з початком третьої, а кінець третьої з початком першої і до точок з’єднань підключити лінійні провода, то одержимо з’єднання трикутником (рис. 9.1). Трикутником зєднуються і споживачі. В замкнутому контурі обмоток генератора при відсутності навантаження (режим холостого ходу) струм протікати не буде, бо сума миттєвих значень е.р.с. буде дорівнювати нулю, оскільки вони будуть рівні за амплітудою, але зміщені за фазою на кут .

Рис.9.1

 В схемі, наведеній на рис.9.1, трикутник повних опорів  з’єднаний з трикутником фазних обмоток генератора (трансформатора) лінійними проводами.

 Напруги між лінійними проводами дорівнюють напругам між початком і кінцем кожної фази, тобто

.                                 /9.1/

Лінійні струми ІA, ІB, ІC не дорівнюють фазним струмам. Співвідношення між ними можна знайти на підставі першого закону Кірхгофа, згідно з яким сума миттєвих значень струмів в будь-якому вузлі (розгалуженні) електричного кола дорівнює нулю. Згідно з цим законом запишемо, що

                                     /9.2/

Із рівнянь /9.2/ видно, що лінійні струми дорівнюють різниці суміжних фазних струмів:

                                        /9.3/

Замінивши в рівняннях /9.3/ миттєві значення струмів векторами, одержимо:

                                      /9.4/

На підставі рівнянь /9.4/ можна побудувати векторну діаграму струмів і знайти співвідношення між лінійними і фазними струмами. На рис.9.2 побудована векторна діаграма для випадку  і  

Фазні струми визначали за законом Ома: і .

                              а).              б).

Рис.9.2

Із трикутника струмів ВКМ знаходимо

Отже, при з’єднанні симетричного споживача трикутником лінійні струми більші за фазні у разів. Якщо система несиметрична, то фазні струми будуть різними, різними будуть і кути зсуву фаз, але методика побудови векторної діаграми і визначення лінійних струмів залишається такою ж самою.

На рис.9.2, б побудована векторна діаграма при нерівномірному навантаженні фаз активними опорами, що характерне при живленні освітлення лампами розжарювання житлових будинків.

Граничним випадком нерівномірного навантаження фаз є збільшення опору фази до безмежності (), що відповідає режиму обриву фази у місці з’єднання з лінійним проводом. У цьому випадку струму в обірваній фазі, наприклад, у фазі АВ, не буде (IAB=0). Струми в інших фазах не зміняться, бо не змінились фазні напруги. Проте лінійні струми IA і IB згідно з рівнянням /9.4/ зменшаться і стануть рівними відповідним фазним: IA=ICA і IB=IBC. Лінійний струм IC=ICAIBC не зміниться.

На рис. 9.3, а побудована векторна діаграма напруг і струмів при активному навантаженні і обриві фази АВ, яка відповідає рівнянням /9.4/ за умови IAB=0.

Якщо до обриву фази АВ добавити ще обрив фази ВС, то трифазна система перетвориться в однофазну і струм буде протікати тільки в фазі СА. Лінійні струми IA і IC будуть рівні за величиною і протилежні за напрямком, як витікає з рівнянь /9.4/ при підстановці IAB=IBC =0. Векторна діаграма для цього випадку побудована на рис. 9.3, б.

Окрім обриву фаз, може виникнути і обрив лінійного провода. У цьому випадку нормальний режим збережеться у фазі ВС, якщо обірвано лінійний провід А. Дві інші фази будуть зєднані послідовно і до них буде прикладена повна лінійна напруга. Тому падіння напруг в них розподілиться пропорційно опорам фаз.

На рис.9.3,в наведені діаграми напруг.і струмів при різних активних опорах фаз і обриві лінійного провода А. Як слідує із рис. 9.3,в у цьому випадку

                                    /9.5/

 

Як і при з’єднанні зіркою активна і реактивна потужності при з’єднанні трикутником дорівнюють відповідно сумі активних і реактивних потужностей фаз:

/9.7/

При симетричному навантаженні зсуви фазних струмів відносно фазних напруг однакові () і тому

     /9.8/

Повна потужність кола

                                     /9.9/

 Із порівняння співвідношень між лінійними та фазними напругами при з’єднанні трифазних кіл зіркою та трикутником виходить, що при однакових фазних напругах на споживачах лінійний струм при з’єднанні трикутником в раз більше, ніж при з’єднанні зіркою, а лінійні напруги мають співвідношення зворотне – в  разів менше. Потужність кола не змінюється.

 У зв’язку з більшим значенням струму в лінії для живлення споживачів, з’єднаних трикутником, необхідно використовувати провідники з більшим поперечним перерізом /а значить дорожчі/, ніж при живленні споживачів, з’єднананих зіркою. Тому трифазні кола, з’єднані трикутником, в низьковольтних мережах використовують лише тоді, коли за умов електробезпеки необхідна нижча (у  разів) напруга живлення споживачів.

9.3. Програма роботи

1. Дослідити роботу трифазної системи при нерівномірному навантаженні фаз активними і реактивними опорами.

2. Дослідити роботу трифазної системи при рівномірному і нерівномірному навантаженні фаз активними опорами.

3. Дослідити роботу трифазної системи при обриві однієї та двох фаз і нерівномірному їх навантаженні активними опорами.

4. Дослідити роботу трифазної системи при обриві одного лінійного провода.

5. Побудувати векторні діаграми для всіх режимів роботи і зробити висновки про перерозподіл струмів та напруг.

9.4. Опис лабораторної установки

Дослідження проводяться на лабораторному стенді УИЛС, в якому знаходяться:

- джерело трьох фазних регульованих напруг з виводами початків і кінців фазних обмоток трансформатора;

- блоки змінних і постійних опорів;

- цифрові вимірювальні прилади.

Схема електричного кола для дослідження трифазної системи при зєднанні джерела (трансформатора) і споживачів трикутником, наведена на рис. 9.4.

Для зєднання елементів кола використовують перемички, а для підключення вимірювальних приладів – провідники.

9.5. Порядок виконання роботи

1. Скласти коло згідно схеми рис. 9.4 зі всіма перемичками. В якості опорів ZAB використайте індуктивну котушку, ZBC – ємність і активний опір, ZCA - резистор. Величини їх виберіть такими, щоб при фазній напрузі 20 або 30В фазні струми не перевищували номінальних струмів опорів і ZABZBCZCA (режим 1).

Користуючись цифровими вольтметром і міліамперметром, виміряти лінійні напруги, фазні і лінійні струми. Дані вимірювань занести в табл. 1.

2. Замінити активно-реактивні опори ZAB  і ZBC активними так, щоб RAB був більшим за RAC приблизно на одну третину, а RBCменшим RCA на одну четверту. Після цього, не змінюючи напруги живлення, виміряти всі струми і напруги. Дані вимірювань занести в табл. 1 (режим 2).

                                                                                             Таблиця 1.

Режим

роботи

IA,

A

IB,

A

IC,

A

IAB,

A

IBC,

A

ICA,

A

UAB,

B

UBC,

B

UCA,

B

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Заміняють активні опори RAB і RBC на опори, рівні опорові RCA (режим рівномірного навантаження). Знову виміряти всі струми і напруги. Дані занести в табл. 1 (режим 3).

3. Знову встановити режим нерівномірного навантаження такий, який вказаний в п. 2. Зняти перемичку ПАВ і виміряти всі струми і напруги. Дані занести в табл. 1 (режим 4).

Додатково зняти перемичку ПВС і провести вимірювання струмів та напруг. Дані вимірювань занести в табл. 1 (режим 5).

4. Поставити перемичку ПАВ і ПВС і зняти перемичку ПА. Не змінюючи фазних опорів, виміряти струми і напруги в режимі обриву лінійного провода (режим 6).

5. На підставі експериментальних даних і вирахуваних опорах ZAB і ZBC визначити для режиму 1 активні потужності фаз і повну активну потужність трифазного кола, а також cosφ. Для режимів 2 – 6 обчислити потужності фаз і повну потужність кола. Дані обчислень занести в табл. 2.

                                                                                             Таблиця 2.

Режим

роботи

РАВ,

РВС,

РСА,

Р,

S,

cosφ

Вт

Вт

Вт

Вт

кВА

1.

2.

3.

4.

5.

6.

6. За даними вимірювань і обчислень побудувати в одному масштабі векторні діаграми для всіх режимів роботи трифазного кола.

9.6. Контрольні запитання

1. Як здійснити зєднання споживачів трикутником?

2. При зєднанні споживачів трикутником яке співвідношення буде між лінійними і фазними напругами?

3. .При з’єднанні споживачів трикутником яке буде співвідношення між лінійними і фазними струмами при рівномірному навантаженні фаз?

4. Як побудувати векторну діаграму напруг і струмів за відомими опорами фаз і фазними напругами?

5. Що зміниться в трифазній системі при обриві однієї фази?

6. Що зміниться в трифазній системі при обриві двох фаз?

7. Що зміниться в трифазній системі при обриві лінійного проводу?

8. Як визначити активну потужність трифазної системи при рівномірному навантаженні фаз?

9. Чому буде дорівнювати cosφ трифазної системи, яка живить три двигуни однакової потужності, якщо коефіцієнти потужності їх рівні і дорівнюють 0,85?

10. У яких випадках використовують зєднання трифазних споживачів трикутником?

97


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23222. Філософські ідеї психоаналізу 39 KB
  Психоаналітичний підхід є однією із найвидатніших теорій особистості. У анатомії особистості він виділяв три взаємодіючі компоненти: 1. Філософські ідеї психааналізу: 1Позитивні моменти: положення про складність та багатоплановість структури особистості; про свідоме та несвідоме; про внутрішні суперечності розвитку особистості. Далі виникла потреба у подоланні біологізаторських поглядів на особистість у соціалізації фрейдистської теорії особистості що і було здійснено неофрейдистами: К.
23223. Герменевтика як напрям сучасної філософії 31.5 KB
  Герменевтика як напрям сучасної філософії Принципове положення про історичну конкретність теоретичної діяльності та про облік широкого контексту різноманітного практичного життя суб'єкта в рамках теорії пізнання було вперше чітко сформульовано в марксистськоленінській філософії. Критикуючи вузький методологізм попередньої буржуазної філософії К. Одне з найбільш впливових в сучасної буржуазної філософії напрямків герменевтична філософія претендує на не менш ніж справді адекватне критичне розуміння наукового nізнання і самої проблеми...
23224. Структуралізм 58.5 KB
  Структуралізм методологія гуманітарних наук яка намагається аналізувати певну специфічну галузь наприклад міфологію як складну систему взаємопов'язаних частин. Таким чином структуралізм став не просто методом а інтелектуальним рухом який в 60х роках XXго століття прийшов на заміну екзистенціалізму. В 1970х роках структуралізм потрапив під вогонь критики. Проте чимало теоретиків структуралізму таких як Мішель Фуко йЖак Лакан продовжують впливати на європейську філософію .
23225. Світогляд як духовно-практичний спосіб освоєння світу 33 KB
  Світогляд як духовнопрактичний спосіб освоєння світу Філософія має органічний зв’язок зі світоглядом. Що ж таке світогляд Слід підкреслити що у визначенні цього поняття немає чіткості. У сучасних філософських працях про світогляд мовиться таке: €œсвітогляд– це форма суспільної відомості; €œсвітогляд– це форма самоусвідомлення особистості€; €œсвітогляд– це система поглядів на світ і на місце людини у цьому світі€; €œсвітогляд– це система принципів діяльності людини€; €œ світогляд– це погляд людини на світ як ціле€; світогляд– це...
23226. Поняття суспільного виробництва та його різновиди 35.5 KB
  Поняття суспільного виробництва та його різновиди. Продуктивні сили становлять лише одну сторону суспільного виробництва. Адже в процесі виробництва люди вступають у певні відносини не тільки з природою а й один з одним. Ці взаємовідносини людей у процесі виробництва дістали назву виробничі відносини і представляють другу складову способу виробництва.
23227. Поняття власності та її норми 31.5 KB
  Власність означає право на дії з речами які підлягають обміну. Важливі типи власності включають нерухомістьземля особисту власністьінша фізичне майно та інтелектуальну власністьправа на артистичні творінням винаходам і т. Право на власність пов'язано з власністю яка встановлює відношення між товарами послугами та іншими людьми або групами запевняючи власника на право обійтися без власності в манері яку він або вона вважає доцільною. Громадська власність це будьяка власність якою керує держава або ціле співтовариство.
23228. НТР:сутність, закономірності та соціальні наслідки 41 KB
  НТР це поступальний рух науки і техніки еволюційний розвиток усіх елементів продуктивних сил суспільного виробництва на основі широкого пізнання і освоєння зовнішніх сил природи це об'єктивна постійнодіюча закономірність розвитку матеріального виробництва результатом якої є послідовне вдосконалення техніки технології та організації виробництва підвищення його ефективності. Виявом науковотехнічної революції є до корінна перебудова всієї технічної і технологічної основи виробництва його організації й управління які здійснюються на...
23229. Поняття політики 32.5 KB
  Отже політична система як одна із частин або підсистем соціальної системи дає змогу виявити межі політики та політичних відносин їхні елементи та взаємозв’язок між ними функції. Як одна з форм соціального руху матеріїполітична система тісно пов’язана з особливою формою діяльності людей– політикою. На відміну від інших систем суспільного життя політична система має ряд особливостей: вона бере участь у розв’язанні таких загально соціальних завдань як інтеграція суспільства розподіл в ньому матеріальних і духовних цінностей. Важливим...
23230. Поняття політичної системи та її структури 39 KB
  Поняття політичної системи та її структури Політична система це цілісна інтегрована сукупність політичних суб'єктів структур і відносин що відображає інтереси всіх політичних і соціальних сил. Ознаки політичної системи: 1. Структура політичної системи: 1. Політизовані або невласне політичні організаціїучасть у здійсненні політичної влади для яких є лише одним з аспектів їх функціонування.