Дослідження трифазної електричної ланцюга при з`єднанні навантаження зіркою

МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ДО ОСВІТИ

ГОУ ВПО «УФИМСЬКИЙ ГОСУДАР C ТВЕН АВІАЦІЙНИЙ

ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ »

Кафедра природничо-наукових і загально-професійних дисциплін

Звіт з лабораторної роботи № 8

«Дослідження трифазної електричної ланцюга при з'єднанні навантаження зіркою»

УФА 2008

Лабораторно-практичне заняття № 8

ДОСЛІДЖЕННЯ Трифазні електричні ЛАНЦЮГА При з'єднанні НАВАНТАЖЕННЯ ЗІРКОЮ

Мета заняття

Дослідження трифазної електричної ланцюга при різних режимах роботи приймачів, з'єднаних зіркою.

Короткі теоретичні відомості

Під трифазної системою розуміється сукупність електричних ланцюгів, в яких діють синусоїдальні ЕРС (напруги) однієї і тієї ж частоти, зсунуті відносно один одного по фазі на кут 2 π / 3 (120 °), створювані спільним джерелом електричної енергії.

Передача електричної енергії від джерела до споживача в трифазній трипровідною системі здійснюється за допомогою лінійних приводів. У чьотирьох системі є четвертий - нейтральний (Nn) привід, що з'єднує спільні точки фаз джерела і споживача.

З'єднання, при якому кінці всіх трьох фаз споживача об'єднуються в спільну точку, звану нейтральною або нульовою, а почала фаз приєднуються до трифазного джерела живлення за допомогою лінійних проводів, називаються з'єднанням зіркою трифазного споживача.

На практиці застосовуються дві схеми з'єднання зіркою трифазного споживача:

1 - зірка з нейтральним (нульовим) проводом (рисунок 8.1);

2 - зірка без нейтрального (нульового) дроти (рисунок 8.2).

Струми I _A, I _B, I _C у відповідних лінійних проводах називаються лінійними, струми, що протікають по фазах, фазним, а струм I _nN в нейтральному дроті називається нейтральним. Напруження між лінійними проводами споживача U _AB, U _BC, U _CA називаються лінійними, а між початком і кінцем фаз споживача U _a, U _b, U _c - Фазними.

При з'єднанні споживача зіркою фазні струми Iф рівні відповідним лінійним: Iф = iл. Між лінійними і фазними напругами споживача існують такі співвідношення, отримані за другим законом Кірхгофа:

Навантаження, при якій комплексні опори всіх фаз споживача рівні між собою,

називається симетричною.

При симетричній навантаженні між фазними Uф і лінійними напругами існує співвідношення

Фазний струм споживача визначається за законом Ома:

При симетричній навантаженні:

При цьому векторна діаграма має вигляд, представлений на малюнку 8.3.

При симетричній навантаженні і наявності нейтрального проводу:

При цьому векторна діаграма для несиметричною активного навантаження з нейтральним проводом має вигляд, представлений на малюнку 8.4

При відключенні нейтрального проводу потенціал нейтральної точки споживача електричної енергії, що працює в режимі несиметричного навантаження, не дорівнює потенціалу нейтральної точки N генератора. При цьому нейтральна точка n на векторній діаграмі споживача зміститься зі свого первісного стану в інше (n '), при якому геометрична сума фазних струмів споживача дорівнює нулю

У цьому випадку векторна діаграма для несиметричною активного навантаження прийме вигляд, представлений на малюнку 8.5. Комплексні значення напруг фаз приймача для несиметричного навантаження і при відключеному нейтральному проводі можна визначити, скориставшись другим законом Кірхгофа для відповідних контурів на малюнку 8.2 приведений контур для визначення Ua:

де

- Напруга між нейтральними точками (зміщення нейтралі)

Експериментальна частина

1. Опис установки

Експериментальні дослідження проводяться на універсальному лабораторному стенді.

При складанні схеми використовується наступне обладнання:

-Три однофазних трансформатора Т1, Т2, Т3, з'єднаних в зірку і живляться від трифазної мережі (f = 50 Гц, Uл = 220 В);

-Три регульовані резистора з опором 220 Ом;

-Блок "контроль" для вимірювання фазних (лінійних) струмів;

-Електровимірювальні прилади:

а) рА1 - амперметр з межею вимірювання 0,5 А, включається до блоку "контролю 1";

б) рА2 - амперметр з межею вимірювання 0,5 А, включається до блоку "контролю 2";

в) рV1-вольтметр з межею вимірювання 75-150 В для вимірювання фазних і лінійних напруг.

Схема експерименту:

2. Робоче завдання

2.1 Зібрати електричну коло за схемою, представленої на малюнку 8.6 для дослідження трифазної системи без нейтрального проводу при активному навантаженні.

2.2 Дослідити трипровідною трифазну мережу при різних режимах роботи. Дані дослідів занести в таблицю 1. Побудувати векторні діаграми для всіх режимів.

Таблиця 1

2.3 Зібрати електричну коло за схемою, представленої на малюнку 8.7, для дослідження трифазної системи з нейтральним проводом (трифазна чотирипровідна мережу).

2.4 Дослідити чьотирьох трифазну мережу при різних режимах роботи. Дані дослідів занести в таблицю 2, у якій зазначено характер навантаження.

Побудувати векторні діаграми для всіх режимів.

Таблиця 2.

Примітка - вимірювання всіх напруг здійснюється одним настільним вольтметром з межею вимірювання 75 В.

2.5 Зробити висновки по роботі.

1 см. = 40 В;

1 см. = 0,2 А

1) Симетрична активна нагрузка3-х провідної лінії;

2) Розрив у фазі у 3-х провідної лінії;

3) несиметрична активне навантаження 3-х провідної лінії

4) Коротке замикання у фазі А в 3-х провідної лінії

5) Симетрична активна нагрузка4-х провідної лінії;

6) Розрив у фазі у 4-х провідної лінії;

7) несиметрична активна нагрузка4-х провідної лінії;

8) Обрив нейтрального проводу в 4-х провідної лінії