Оформлення звіту
Правила оформлення звіту дивись у додатку А.
7. За
відомими значеннями трифазної ЕРС EA,
EB,
EC
і опорами приймача
розрахувати струми та напруги для
режимів, зазначених
в табл. 8.2.
8. За результатами розрахунків побудувати векторні діаграми струмів і напруг (4 діаграми).
9. Зробити висновки з виконаної роботи.
Запитання для самоконтролю:
Наведіть схему з’єднання зіркою без нульового проводу у трифазному колі.
Чи є різниця між режимами роботи трифазного кола, з’єднаного зіркою з нульовим проводом та без нульового проводу, при симетричному навантаженні?
Які співвідношення між фазними і лінійними напругами та струмами кола, з’єднаного зіркою без нульового провода та при симетричному навантаженні?
До чого приводить несиметричне навантаження кола, з’єднаного зіркою без нульового провода?
Що таке зміщення нейтралі?
Які наслідки має виникнення зміщення нейтралі?
Наведіть формулу розрахунку напруги зміщення нейтралі.
Як розрахувати фазні напруги навантаження при зміщенні нейтралі?
Як розрахувати фазні струми при наявності зміщення нейтралі?
Наведіть послідовність дій при розрахунках струмів у трифазній мережі, яка з’єднана зіркою без нульового проводу при несиметричному навантаженні.
Лабораторна робота №9 трифазні кола.
СХЕМА З'ЄДНАННЯ «ТРИКУТНИК-ТРИКУТНИК»
Мета роботи:
дослідити симетричні і несиметричні режими трифазного навантаження, зібраного «трикутником».
Теоретичні положення
З'єднання фаз генератора і приймача за схемою «трикутник-трикутник». При з'єднанні джерела живлення «трикутником» (рис. 9.1) кінець X однієї фази з'єднується з початком B другої фази, кінець Y другої фази з початком C третьої фази, кінець третьої фази Z з початком першої фази А. Початки А, В і С фаз підключаються за допомогою трьох проводів до приймачів.
Рис. 9.1. Трифазне коло, з'єднане за схемою «трикутник-трикутник»
З'єднання фаз джерела в трикутник можливо при симетричній системі ЕРС, так як ĖA + ĖB + ĖC = 0.
Якщо з'єднання обмоток трикутником виконано неправильно, тобто в одну точку з'єднані кінці або початки двох фаз, то сумарна ЕРС в контурі трикутника відрізняється від нуля і в обмотках з'являється великий струм. Це аварійний режим для джерел живлення.
Напруга між кінцем і початком фази при з'єднанні «трикутником» – це напруга між лінійними проводами. Тому при з'єднанні трикутником лінійна напруга дорівнює фазній напрузі:
UЛ = UФ.
Нехтуючи опором лінійних проводів, лінійні напруги споживача можна прирівняти лінійним напругам джерела живлення: Uab=UAB, Ubc=UBC, Uca=UCA. У фазах zab, zbc, zca приймача протікають фазні струми İab, İbc і İca. Умовний позитивний напрямок фазних напруг Úab, Úbc і Úca збігається з позитивним напрямком фазних струмів. Умовний позитивний напрямок лінійних струмів İA, İB і İC прийнятий від джерела живлення до приймача.
На відміну від з'єднання «зіркою» при з'єднанні «трикутником» фазні струми не рівні лінійним. Струми в фазах приймача визначаються за формулами:
;
;
.
Лінійні струми можна визначити за фазними, склавши рівняння за першим законом Кірхгофа для вузлів a, b і c (рис 9.2).
İA = İab - İca; İB = İbc - İab; İC = İca - İbc.
Склавши ліві і праві частини системи рівнянь, отримаємо İA + İB + İC = 0, тобто сума комплексів лінійних струмів дорівнює нулю як для симетричного, так і для несиметричного навантаження.
Порядок розрахунку струмів при симетричному навантаженні. При симетричному навантаженні:
Zab=Zbc=Zca=Zejφ,
тобто zab,=zbc=zca=z, φab=φbc=φca=φ.
При симетричній системі напруг джерела живлення фазні струми також утворюють симетричну систему:
; ; .
Діючі значення фазних струмів рівні, а зсув по фазі відносно один одного складає 120°. Лінійні струми також утворюють симетричну систему струмів (див. рис.9.2).
Рис. 9.2. Векторна діаграма при симетричному навантаженні
На
векторній діаграмі (рис. 9.2) фазні струми
відстають від фазних напруг на кут φ
(вважаємо, що фази приймача мають активно
– індуктивне навантаження, тобто φ>0°).
Напруга UAB
має нульову фазу. З діаграми випливає,
що будь-який лінійний струм більше
фазного в
раз.
Лінійний струм İA
відстає по фазі від фазного струму İab
на кут 30 °, на цей же кут відстає İB
від İbc,
İC
від İca.
При симетричному навантаженні фаз (Zab=Zbc=Zca) розрахунок трифазного кола з'єднаної «трикутником», можна звести до розрахунку однієї фази.
Фазний
струм
,
лінійний струм ІЛ=
IФ,
кут зсуву по фазі φ=arctg(хФ/RФ).
Порядок розрахунку струмів при несиметричному навантаженні.
Рис. 9.3. Схема з'єднання «трикутник» при несиметричному навантаженні
Векторна діаграма, наведена на рис. 9.4, побудована для навантаження: у фазі ab – активне навантаження, у фазі bc – активно-індуктивне, а у фазі ca – активно-ємнісне, наведена на рис. 9.4.
Рис. 9.4. Векторна діаграма струмів і напруг при несиметричному навантаженні
При несиметричному навантаженні симетрія фазних струмів İab, İbс, İca порушується, тому лінійні струми İA, İB, İC можна визначити тільки розрахунком з рівнянь İA =İab - İca; İB = İbc - İab; İC = İca - İbc, або знайти графічним шляхом з векторної діаграми.
Важливою особливістю з'єднання фаз приймача трикутником є те, що при зміні опору однієї з фаз режими роботи інших фаз залишаються незмінними, оскільки лінійні напруги генератора є також незмінними. Буде змінюватися тільки струм даної фази і лінійні струми в проводах лінії, з'єднаних з цією фазою. Тому схему з'єднання трикутником можливо використовувати для підключення несиметричного навантаження.