 |
Исследование цепи звезда – звезда без нейтрального провода
|
|
|
|
3.1. Режим равномерной нагрузки
3.1.1. Смоделировать на наборном поле программы электрическую цепь, удалив нейтральный провод и сопротивление 
. Сопротивления нагрузки взять равными активному сопротивлению одной из фаз.
3.1.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока при частоте 50 Гц..
3.1.3. Снять и записать в протокол узловые напряжения, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, рассеиваемых на всех элементах цепи.
3.2. Исследование режима с коротко замкнутой фазой.
3.2.1. Замкнуть проводником одно из сопротивлений нагрузки.
3.2.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока.
3.2.3. Снять и записать в протокол узловые напряжения, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, рассеиваемых на всех элементах цепи.
3.3. Исследование режима с обрывом фазы приёмника.
3.3.1. Удалить одно из сопротивлений нагрузки. Оставшиеся сопротивления установить согласно заданию.
3.3.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока.
3.3.3. Снять и записать в протокол узловые напряжения, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, рассеиваемых на всех элементах цепи.
3.4. Исследование режима с несимметричной нагрузкой.
3.4.1. Видоизменить нагрузку таким образом, чтобы в указанных фазах были индуктивность и ёмкость.
3.4.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока.
3.4.3. Снять и записать в протокол узловые напряжения, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, рассеиваемых на всех элементах.
|
|
|
Обработка данных
4.1. По данным таблиц построить топографические векторные диаграммы напряжений и токов для каждого исследованного случая.
4.2. На топографических диаграммах звезда – звезда без нейтрального провода показать фазные напряжения приёмника.
4.3. Сопоставить мощности фаз генератора с мощностями фаз приёмника в опытах с несимметричной нагрузкой. Дать вывод о распределении мощностей по фазам.
4.4. Дать анализ каждого режима нагрузки.
4.5. Показать на диаграмме токов и напряжений (режим несимметричной нагрузки) соединения цепи в звезду без нейтрального провода правильность измерения мощности двумя ваттметрами.
Вопросы для самопроверки
1. Дать определение трёхфазной цепи.
2. Дать определение соединений трёхфазной цепи в звезду.
3. Что такое «смещение нейтралей», чем и как оно определяется.
4. Классы напряжений и токов в трёхфазных цепях.
5. Как строятся векторные и топографические диаграммы трёхфазных цепей.
6. Как измеряется мощность в трёхфазных цепях.
Лабораторная работа № 5
Исследование трехфазных цепей, собранных в треугольник
Цель работы:
виртуально: исследование различных режимов работы трёхфазных цепей собранных в треугольник;
аналитически: обработка результатов математического эксперимента, построение векторных и топографических диаграмм трёхфазных цепей.
Основы теории
При изучении теории обратить внимание на следующее.
Соединение электрических цепей в треугольник имеет минимальное количество линейных проводов и позволяет перераспределить неравномерную нагрузку фаз приёмника более менее равномерно по фазам генератора. Токи и напряжения на стороне генератора помечают большими индексами, на стороне приёмника – маленькими.
|
|
|
В настоящей работе полагается, что трёхфазная цепь мощная: напряжения источников не зависят от нагрузки, а сопротивления линейных проводов ничтожны. Указанная идеализация цепи позволяет считать источник трёхфазной эдс строго симметричным и исследовать только приёмную часть цепи не задумываясь об обратном влиянии приёмника на источники эдс, что всегда имеет место в реальных электроустановках.
Для соединения треугольник - треугольник линейные и фазные напряжения равны, а фазные токи генераторов, фазные токи приёмников и линейные токи не равны. При симметричной нагрузке цепи линейные токи в 
раз больше фазных.
Расчет трёхфазных цепей может выполняться любым из методов расчёта цепей переменного тока: с помощью законов Кирхгофа, методом контурных токов, методом узловых потенциалов.
Виртуальные исследования
2.1. Режим равномерной нагрузки
2.1.1. Смоделировать на наборном поле программы электрическую цепь. Значения синусоидальной эдс в фазах выбрать равными. Начальные фазы выбрать смещёнными на 120 электрических градусов относительно указанной для фазы А. Значения сопротивлений R1-R6=10^-6 Ом (на результаты расчётов сопротивления практически не повлияют, но ликвидируют некоторые неприятные особенности математической модели). Значения сопротивлений нагрузки выбрать равными сопротивлению одной из фаз.
2.1.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока.
2.1.3. Снять и записать в протокол узловые напряжения на приёмниках, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, рассеиваемых на всех элементах. Рекомендованная форма таблицы прилагается.
| Пара-метр | Опыт п. 3.1 | Опыт п. 3.2 | Опыт п. 3.3 | Опыт п. 3.4 | ||||
| Ампл. | фаза | Ампл. | фаза | Ампл. | фаза | Ампл. | фаза | |
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
|
|
|
|
2.2. Режим неравномерной нагрузки
2.2.1. Установить значения сопротивлений нагрузки согласно заданию.
2.2.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока.
2.2.3. Снять и записать в протокол узловые напряжения, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, рассеиваемых на всех элементах.
2.3. Режим обрыва фазы приёмника
2.3.1. Удалить из схемы одно из сопротивлений нагрузки Rab, Rbc, Rca.
2.3.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока.
2.3.3. Снять и записать в протокол узловые напряжения, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, рассеиваемых на всех элементах.
2.4. Режим обрыва линии
2.4.1. Вернуть в схему удалённое ранее сопротивление нагрузки. Удалить из схемы один из линейных проводников.
2.4.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока.
2.4.3. Снять и записать в протокол узловые напряжения, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, рассеиваемых на всех элементах.
2.5. Режим с несимметричной нагрузкой.
3.5.1. Видоизменить нагрузку таким образом, чтобы в указанных фазах были индуктивность и ёмкость.
3.5.2. Запустить программу на выполнение в режиме расчёта динамических (установившихся) процессов в цепях переменного тока.
3.5.3. Снять и записать в протокол узловые напряжения, значения токов, протекающих по всем элементам цепи и мощностей, рассеиваемых на всех элементах.
Обработка данных
3.1. По данным таблиц построить топографические векторные диаграммы напряжений и токов для каждого исследованного случая.
3.2. На топографических диаграммах показать фазные напряжения приёмника.
|
|
|
3.3. На топографических диаграммах показать связь между фазными и линейными токами приёмника.
3.4. Проанализировать и сопоставить мощности фаз генератора с мощностями приёмника. Дать вывод о распределении мощностей по фазам.
3.5. На основании топографической диаграммы токов и напряжений для одного из опытов соединения треугольник – треугольник показать правильность измерения мощности трёхфазных цепей методом двух ваттметров.
3.6. Дать анализ каждого режима нагрузки.
Вопросы для самопроверки
1. Дать определение трёхфазной цепи.
2. Дать определение соединений трёхфазной цепи в треугольник.
3. Классы напряжений и токов в трёхфазных цепях.
5. Как строятся векторные и топографические векторные диаграммы трёхфазных цепей.
6. Как измеряется мощность в трёхфазных цепях.
Лабораторная работа № 6
|
|
|
