Трифазна ланцюг при з'єднанні споживачів зіркою
1. Мета роботи
Проаналізувати режими роботи симетричного і несиметричного споживачів електричної енергії в трифазного ланцюга при з'єднанні зіркою при наявності і відсутності нейтрального проводу. Навчитися будувати векторні діаграми напруг і струмів трифазного ланцюга.
2. Основні теоретичні положення
Трифазна система змінного струму отримала широке застосування, тому що має ряд переваг в порівнянні з системою однофазного змінного струму. Тому найчастіше електрична енергія виробляється, передається і розподіляється між споживачами трифазними системами. Переважна більшість електродвигунів є двигунами трифазного змінного струму.
Щоб в трифазній системі можна було одночасно користуватися двома різними напругами (наприклад, 380 В - для живлення електродвигунів і 220 В - для живлення електричних ламп та інших однофазних споживачів) застосовують чьотирьох систему електропостачання. Чотирипровідна лінія трифазної системи має чотири дроти: три лінійні, по яких протікають лінійні струми IA, IB, IC і один нульовий (нейтральний) провід, призначений для підтримки однакових значень фазних напруг на всіх трьох фазах споживача. За нульового проводу може протікати зрівняльний струм I 0, званий нульовим або нейтральним струмом. Така система з'єднання обмоток трифазного генератора і приймачів (споживачів) називається зіркою і показана на рис.1.
При з'єднанні в зірку фазний струм I Ф і лінійний струм I Л є одне і теж:
I Ф=I Л.
Напруга між лінійними проводам, зване лінійним напругою (наприклад, U AВ), виявляється в разів більше, ніж фазна напруга джерела живлення UA, U В або U С:
U Л=U Ф.
Якщо трифазна система симетрична (всі опору та потужності фазних споживачів однакові), то за всіма трьома фазам протікають однакові за величиною струми, зрушені по фазі відносно один одного на 120 °. Струм в нейтральному проводі при цьому дорівнює нулю. Напруги на всіх фазах споживача також відрізняються один від одного тільки по початковій фазі на 120 ° (рис.2).
При включенні в різних фазах різних за потужністю споживачів (несиметрична навантаження), струми кожної фази (у кожному лінійному проводі) відрізняються один від одного не тільки початковою фазою, але і величиною. За нейтрального проводу при цьому протікає струм, вектор якого на підставі першого закону Кірхгофа дорівнює геометричній сумі векторів фазних струмів
Обрив нейтрального проводу (трьохдротяна система) за несиметричного навантаження призводить до зміни напруг на всіх фазах споживачів і появі напруги зміщення нейтралі U nN. Положення точки n на векторній діаграмі при виміряних значеннях напруг на фазах споживачів U AП, U ВП і U СП може бути визначене методом зарубок або розраховане аналітично.
3. Опис віртуальної лабораторної установки
Віртуальна лабораторна установка HTML-сторінка. У неї вмонтований скрипт програмує математичне ядро ??K2.SimKernel для симуляції руху координат моделей реальних електричних схем. Результат моделювання представляється за допомогою стандартних серверів візуалізації: цифровий дисплей, шкальний прилад або осцилограф. Виконуючи лабораторну роботу учень повинен повторювати лише дві дії: міняти параметри моделі і запускати процес симуляції посредствам наявних на сторінці форм. Переслідувана мета цих дій - інтерпретація результатів.
Для комфортної роботи з текстом завдання рекомендується активувати відеорежим 800x600, приховати лівий навігаційний фрейм, розгорнути вікно на весь екран, активувати шрифт середньої величини. Якщо сторінка завантажена вами посредствам модему, ви можете розірвати зв'язок з сервером. Всі інтерактивні операції підтримуються в OffLine-режимі.
Якщо в сторінці присутнє віртуальний осцилограф, то демонстрована при завантаженні осцилограма є демонстраційної (фігури Ліссажу). Після запуску симуляції демонстраційна осцилограма зникне і буде побудований перехідний процес відповідний зображеному кресленням блок-схеми моделі або схемі фізичної принциповою. Віртуальний осцилограф має контекстне меню (на правій кнопці миші), яке дозволяє вивчити осцилограми більш детально. Використовуйте команду Координати двічі, для селекції фрагмента. Потім дайте команду Підігнати raquo ;. Альтернативно ви можете виділити потрібний фрагмент мишкою при утрим...
