Порядок выполнения работы

Лабораторная работа № 4

Тема: Исследование трехфазных цепей синусоидаль-ного тока

Цель работы: Проверка основных соотношений в трехфазной системе при соединении приемников звездой и треугольником при равномерной и неравномерной нагрузке.

Содержание работы

1. Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки звездой с нулевым проводом.

2. Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки звездой без нулевого провода.

3. Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки треугольником.

 

 

Порядок выполнения работы

Задание 1. Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки звездой с нулевым проводом:

- при равномерной загрузке;

- при неравномерной загрузке;

- при обрыве линейного провода;

 

Задание 2. Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки звездой без нулевого провода:

- при равномерной загрузке;

- при неравномерной загрузке;

- при обрыве линейного провода;

- при коротком замыкании фазы.

 

Задание 3. Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки треугольником:

- при равномерной загрузке;

- при неравномерной загрузке;

- при обрыве линейного провода и равномерной

нагрузке;

- при обрыве линейного провода и неравномерной нагрузке;

- при обрыве одного фазного провода источника;

- при обрыве двух фазных проводов источника.

 

В заданиях 1 – 3 необходимо выполнить расчеты всех исследуемых параметров трехфазных цепей с помощью Control System Toolboox. Затем необходимо выполнить эксперименты с помощью приложения Matlab Sim Power System и сравнить расчетные данные с экспериментальными.

 

Модель для проведения экспериментов по заданиям 1 и 2 лабораторной работы представлена на рис. 1.

 

 

Рисунок 1. Модель исследования трехфазной цепи при соединении звезда-звезда

После проведения моделирования на дисплее высвечиваются значения активных и реактивных мощностей в фазах А, В, С (рис. 1).

Значения величин, измеренных блоком Powergui, показаны на рис.2.

 

 

Рисунок 2. Окно блока Powergui

 

Здесь кроме напряжений и токов в фазах нагрузки измеряются напряжение U0 и ток 10. Проведение всех опытов по пунктам заданий 1 и 2 осуществляются в соответствии с таблицей 1.

 

Таблица 1.

Режим работы Измерения  
U0 I0 UA UB UC IA IB IC PA PB PC QA QB QC    
1.Равно-мерная нагрузка: а) с нулевым проводом; б) без нулевого провода. 2.Неравномерная нагрузка: а) с нулевым проводом; б) без нулевого провода. 3.Обрыв линейного провода: а) с нулевым проводом; б) без нулевого провода. 4. КЗ фазы без нулевого провода.                                

 

В отдельную таблицу (таблица 2) записываются начальные фазы всех измеряемых блоком Powergui начальных фаз для построения векторных диаграмм.

Параметры источника питания и нагрузки задаются преподавателем или выбираются равными или близкими значениям, показанным в окнах (рис. 2 и 4 Приложения 2) при самостоятельном изучении. При неравномерной нагрузке в фазе А мощности устанавливаются в 1,2-1,8 раз больше, чем при равномерной нагрузке.

Таблица 2

Режим работы Измерения
  φu0 φi0 φua φub φuc φia φib φic
1: a) б) 2. а) б) 3: а) б) 4.                

 

При проведении измерений без нулевого провода необходимо отсоединять от «земли» (ground) нейтральную точку (N) источника питания.

 

Испытание трехфазной цепи по заданию 3 осуществляется на модели, показанной на рис. 3.

 

 

Рисунок 3. Модель исследования трехфазной цепи при соединении звезда-треугольник

 

Здесь нагрузка соединена по схеме треугольника с

включенными блоками измерения фазных токов (IAB,IBC,ICA) для блока Powergui.

Окно настройки параметров нагрузки показано на рис. 2 Приложения 2.

Следует еще раз напомнить, что в первом поле следует ввести значение напряжения, приложенного к нагрузке. Здесь, как видно из указанного выше рисунка, введено значение линейного напряжения источника питания.

Активные и реактивные мощности в фазах нагрузки высвечиваются на экране дисплея (рис. 3). Фазные напряжения и токи, а также линейные токи определяются с помощью блока Powergui, окно которого показано на рис. 4.

 

 

Рисунок 4. Окно блока Powergui

 

Проведение всех опытов по заданию.3 осуществляется соответствии с таблицей 3.

 

 

Таблица 3

Режим работы Измерения
    UA UB Uc IA IB IC IAB IBC ICA PA PB PC QA QB QC
1.Равномерная нагрузка 2.Неравномерная нагрузка 3.Обрыв линейного провода а) равномерная нагрузка б)неравномерная нагрузка 4. Обрыв одного фазного провода 5. Обрыв двух фазных проводов                              

 

Параметры источника питания и нагрузки, а также мощность в фазе А при неравномерной нагрузке задаются также, как и в заданиях 1 и 2.

В отдельную таблицу (таблица 4) записываются начальные фазы всех измеряемых блоком Powergui начальных фаз для построения векторных диаграмм.

 

Таблица 4

Режим работы Измерения
  φua φub φuc φiab φibc φica φia φib φic
а) б)                  

Параметры элементов трехфазных электрических цепей выбираются из таблицы 5.

Таблица 5

Вари-ант Источник Приемник
U, B Rвн, Ом f, Гц P´ 10, Вт Ra, Ом Rb, Ом Rc, Ом XLa, Ом XLb, Ом XLc, Ом P´ 10 , Вт Q´10, Вар
0,1
0,15
0,09
0,1
0,2
0,09
0,15
0,1
0,2
0,09
0,09
0,2
0,1
0,15
0,09
0,09
0,2
0,1
0,2
0,15

 

Примечание: В случае, если расчетные и устанавливаемы параметры не стыкуются, допускается корректировка параметров с объяснением причины этой необходимости.