Методичні вказівки до роботи №10.

" Дослідження трифазного кола при з¢ єднанні навантаження " зіркою"

1. Мета роботи

1.1 В роботі досліджується трифазне коло, що складається з трифазної лінії і споживача, з¢ єднаного “зіркою”, без нейтрального проводу, у симетричному режимі та у двох аварійних режимах (при обриві та короткому замиканні фази).

1.2 Співвідношення між лінійними та фазними напругами, напругами на опорах у лінійних проводах та струмами у вказаних режимах, одержані експериментально, перевіряються на основі відомих теоретичних положень та за допомогою векторних діаграм.

1.3 Метою роботи є також вивчення методики розрахунку вказаного трифазного кола і побудові векторних діаграм струмів і напруг у різних режимах роботи.

2. Пояснення до роботи

Схема випробувань зображена на мал.1. Однакові опори фаз навантаження представлені однаковими конденсаторами з відомою ємністю С та резисторами з активними опорами R_Н, з¢ єднанними послідовно у кожній фазі. Активні опори у проводах лінії R_Л у всіх фазах також однакові. Живлення трифазного кола здійснюється від блоку трифазних напруг (БТН) навчально-дослідного лабораторного стенду НДЛС-1.

Вимірювання лінійних напруг на початку та в кінці лінії (на “зірці” опорів навантаження), фазних напруг, напруг на опорах у проводах лінії та струмів проводиться за допомогою універсального прибору (наприклад, ВР-2 або Щ-4300). Для вимірювання струмів у кожній фазі передбачені перемички П_а, П_b, П_с.

3. Підготовка до роботи.

Кожен студент у власному протоколі повинен зобразити схему досліджень (мал.1), табл.1 (один з рядків за варіантом, вказаним викладачем) та табл.2, вибрати з трьох наборів елементів по три однакових елемента (R_Л, R_Н, С), що відповідають заданому варіанту.

Таблиця 1.

4. Порядок виконання досліджень

Малюнок 1. Схема кола.

4.1 При відключених тумблерах БТН скласти на набірному полі УДЛС схему симетричного трифазного кола (мал.1). Встановити вимірювальний прилад на вимірювання гармонічних напруг, для чого штекери з проводами вставити у гнізда “*” та “U”, натиснути кнопку “U”, кнопку зі знаком “ “ поставити у положення “~” і встановити межу вимірювань “200В”. Зібрану схему пред¢ явити викладачу для перевірки, включення і установлення фазних напруг генератора. Перевірити у присутності викладача симетрію відповідних напруг у всіх фазах.

4.2 Виконати заміри напруг і струмів у симетричному режимі роботи кола. Результати вимірів занести до табл.2

Таблиця 2

4.3 Виконати обрив фази В, для чого зняти перемичку П_b і занести в табл.2 І_В=0 без його виміру. Провести виміри напруг та струмів у цьому режимі і занести їх до табл.2

4.4 Виконати коротке замикання фази В, для чого відновити перемичку П_b і з¢ єднати провідником її кінець з вузлом О¢ (елементи R_Л, R_Н та С в фазі В можна вийняти). Провести виміри напруг та струмів у цьому режимі і занести їх до табл.2.

4.5 Виключити БТН і пред¢ явити результати вимірів (табл.2) керівникові роботи. Після їх затвердження виміряти активні опори лінії та навантажень у всіх фазах, для чого зняти перемички П_а, П_b, П_с, переключити прилад на вимірювання R з межею 2 кОм (кнопка “ “ на “-“). Записати результати вимірів до табл.3. Записати величину ємності С, яка була включена до кожної фази.

Таблиця 3

5. Оформлення звіту

5.1 У звіті треба розмістити схему (мал.1) і табл. 2 та 3.

Для симетричного режиму, за даними табл.2 та 3, обчислити середні значення напруг, струмів і активних опорів за формулами:

U_Л = U = 1/2(U_AB+U_BC);

U_ф = 1/3(U_{AO ¢} + U_{ВO ¢} + U_{СO ¢} );

I_ф = 1/3(I_A+ I_B+ I_C);

U_фн = 1/3(U_{aO ¢} + U_{bO ¢} + U_{cO ¢} );

I_фR_Л = 1/3(U_Aa+U_Bb+U_Cc);

R_Л = 1/3(R_ЛA+ R_ЛB+ R_ЛC);

R_H = 1/3(R_HA+ R_HB+ R_HC);

5.2 За усередненими даними обчислити відношення U_Л/U_ф та активний опір кожної фази R_Ф=R_Л+R_Н, комплексний опір повної фази:

комплексний опір фази навантаження.

маючи на увазі, що:

х_ф = х_Н = -1/wС; j_ф = arctg(x_ф/R_ф) < 0;

j_Н = arctg(x_Н/R_Н)< 0;

Результати розрахунків занести до табл.4 і використати їх для побудови топографічної векторної діаграми напруг разом з векторною діаграмою струмів симетричного режиму (мал. 2).

Малюнок 2. Симетричний режим.

Таблиця 4

5.3 Обчислити величини напруг і струмів в режимі обриву фази В, маючи на увазі, що в цьому випадку нейтраль навантаження зміщується на середину вектора лінійної напруги U_СА, в результаті чого змінюються величини фазних напруг і струмів: U_АО¢ = U_СО¢ = 1/2U_л; U_ВО¢ = 3/2U_ф; I_А = I_c = U_л/2Z_ф.

Занести результати цих розрахунків до табл.5 і використати їх для побудови векторної діаграми режиму обриву фази В (мал. 3)

Малюнок 3. Обрив фази В.

Таблиця 5

Порівняти відповідні величини табл. 2 та 5.

5.4 Обчислити величини напруг і струмів у режимі короткого замикання фази В, маючи на увазі, що в цьому випадку нейтраль навантаження зміститься до точки В, в результаті чого змінюються величини фазних напруг і струмів: U_АО¢ = U_СО¢ = U_Л; I_А = I_c = U_Л/Z_ф; I_В = 3I_ф.

Занести результати цих розрахунків до табл. 6 і використати їх для побудови діаграми режиму короткого замикання фази В (мал.4)

Таблиця 6