Несимметричный режим работы

Установить с помощью выключателей в фазах несимметричную нагрузку С_А=50 мкФ; С_В=80 мкФ; С_С=135 мкФ.

Определить показания всех приборов и результаты измерений занести в табл. 1 (см. Приложение).

Аварийный режим работы

Произвести замыкания фазы А на землю при произвольной нагрузке в фазах путем замыкания тумблера SA4. Система должна отключиться с помощью автомата QF2 (отключение происходит с задержкой по времени).

ВНИМАНИЕ! После окончания эксперимента 3 все тумблеры установки должны быть поставлены в положение “отключено” после этого автомат QF2 должен быть включен.

Система с нейтралью трансформатора, заземленной через активное сопротивление в нормальном и аварийном режимах (эффективное заземление нейтрали).

Для проведения экспериментов необходимо снять перемычку с клемм O₁ – O₂, т.е. ввести в нейтраль активное сопротивление R_0. Исходное положение: SA2, SA4 – “отключены”, SA3 – “включено”

Нормальный режим работы

Установить  аналогично  1  симметричную нагрузку в фазах А-С. Записать показания всех приборов в табл. 2.

Несимметричный режим работы

Установить аналогично 2 несимметричную нагрузку в фазах. Записать показания всех приборов и занести их в табл. 2.

Аварийный режим работы

 табл. 2. По данным опыта подсчитать величину R₀  и также занести в табл. 2.

ВНИМАНИЕ! После окончания эксперимента 6 все тумблеры лабораторной установки должны быть поставлены в положение “отключено”.

Система с изолированной нейтралью трансформатора в нормальном и аварийном режимах.

Установить с помощью тумблеров в фазах А-С симметричную нагрузку С_А=С_В=С_С=80 мкФ, тумблеры SA2, SA3, SA4 поставить в положение “отключено”.

Нормальный режим работы системы

Для указанного выше симметричного режима работы системы, включив установку пакетным выключателем SA1, записать и занести в табл. 3 показания приборов.

Несимметричный режим работы системы

Установить несимметричное состояние системы: С_А=50 мкФ, С_В=80 мкФ, С_С=135 мкФ. Записать и занести в табл. 3 показания всех приборов.

Аварийный режим работы системы

Установить симметричное состояние системы: С_А = С_В = С_С =

= 80 мкФ и произвести замыкание фазы А на землю включением тумблера SA4.

Записать и занести в табл. 3 показания всех приборов.

Аварийный режим при несимметричной нагрузке

Установить с помощью тумблеров в фазах А–С несимметричную нагрузку системы: С_А=50 мкФ, С_В=80 мкФ, С_С=135 мкФ. Записать при включенном положении тумблера SA4 показания всех приборов и занести их в табл. 3.

ВНИМАНИЕ! После выполнения эксперимента 10 все тумблеры лабораторной установки должны быть поставлены в положение “отключено”.

Система с нейтралью трансформатора, заземленной через катушку индуктивности.

Установить тумблеры в следующие положения: SA3 – “отключено”; SA2 – “включено”, SA4 – “отключено”, что означает ввод в систему катушки индуктивности L_к.

Нормальный режим работы системы

Установить симметричное состояние системы: С_А = С_В = С_С =

= 50 мкФ. Аналогично опыту 1 измерить напряжение на фазах и в нулевом проводе, а также ток в фазах и через катушку индуктивности и занести в табл. 4.

Аварийные режимы работы системы

По окончании опыта 11 не выключая стенд пакетным выключателем SA1 произвести замыкание фазы А на землю тумблером SA4.

Записать и занести в табл. 4 показания всех приборов.

Аварийные  режимы  работы  системы  при  компенсации емкостных  токов  на  землю

    а) Установить  симметричное  состояние  системы: С_А = С_В = С_С=

= 80 мкФ.

Аналогично предыдущему эксперименту произвести замыкание тумблера SA4 и записать показание всех приборов в табл. 4.

Отключить катушку индуктивности от земли тумблером SA2 (тумблер SA4 не отключать). Записать и занести в табл. 4 показания всех приборов. После чего SA1 отключить.

На основании предыдущих измерений, зная величину R_k (по паспортным данным стенда), подсчитать индуктивность катушки L_k, воспользоваться формулой (9), результат записать в табл. 4.

б) Установить симметричное состояние системы С_А = С_В = С_С =

= 135 мкФ.

Аналогично эксперименту 12 произвести, при включенных SA4 и SA2, включение стенда в работу пакетным выключателем SA1. Записать и занести в табл. 4 показания всех приборов.

Сравнить результаты измерений напряжений и токов в фазах по показаниям V1, V2, V3, A1, A2, A3, A4 для симметричных нагрузок равных 50, 80 и 135 мкФ при отключенном и включенном тумблере SA4. Объяснить полученные экспериментальные данные.

Влияние обрыва фазы питающего трансформатора в различных схемах включения нейтрали.

Установить тумблеры стенда в следующие положения: SA2-“отключено”, SA3-“включено”, SA4-“отключено”.

Обрыв фазы в системе с глухозаземленной нейтралью

Установить следующие значения сопротивлений системы: С_А=0; С_В=С_С=80 мкФ. Включить нагрузку пакетным выключателем SA1. Записать и занести в табл. 5 показания всех приборов стенда.

Обрыв фазы в системе с изолированной нейтралью

Не отключая стенд пакетным выключателем SA1 произвести отключение тумблера SA3, отключающего заземляющий провод. Записать и занести в табл. 5 показания всех приборов стенда. Сравнить показания приборов с результатами опыта 14. Определить падение напряжения на нейтрали, по паспортным данным, зная величину R₀. Занести результат в табл. 5.

Отключить стенд пакетным выключателем SA1.

Обрыв фазы в системе с компенсированной нейтралью

Установить тумблер SA2 в положении “включено ”. Значения емкостей системы установить: С_А=0; С_В=С_С=80 мкФ.

Включить стенд пакетным выключателем SA1. Записать и занести в табл. 5 показания всех приборов. Сравнить указанные показания с результатами эксперимента 13. Отключить стенд пакетным выключателем SA1.

Двухфазная нагрузка системы с различными схемами включения нейтрали при аварийных режимах.

Установить тумблеры  стенда в положение, соответствующее глухому заземлению нейтрали трансформатора (SA3 –“включено”, SA2 –“отключено”, SA4-“включено”).

Аварийный режим при однофазном к.з. на землю и обрыве фазы в системе с глухозаземленной нейтралью

Установить следующие значения емкостей системы: С_А=0; С_В=С_С=80 мкФ. Включить нагрузку пакетным выключателем SA1. Записать и занести в табл. 5 показания всех приборов стенда.

Аварийный режим при однофазном к.з. на землю и обрыве фазы в системе с изолированной нейтралью

Не отключая SA1, произвести выключение SA3. Записать и занести в табл. 5 показания всех приборов стенда. Сравнить показания приборов в эксперименте 18 с экспериментом 9, а также результаты эксперимента 17 с экспериментом 14.

Сделать выводы.

После окончания работы отключить все тумблеры и автоматы, обесточить стенд, убрать рабочее место и предъявить полученные данные для отчета по лабораторной работе преподавателю или лаборанту.

Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе выполняется на стандартных листах белой бумаги формата А4 (197х110мм) рукописным способом или с применением средств ввода-вывода современных ЭВМ аккуратно и в соответствие со стандартами ЕСКД. Титульный лист отчета должен содержать: наименование учебного заведения, кафедры, наименование темы лабораторной работы, Ф.И.О. студента, номер студенческой группы и дату выполнения работы.

На последующих листах отчета должны содержаться следующие материалы:

1. Принципиальная электрическая схема лабораторного стенда с краткой технической характеристикой лабораторного оборудования.

2. Результаты выполнения экспериментов 1–18 в виде заполненных табл. 1–5.

3. Векторные диаграммы напряжений и токов для нормальных и аварийных режимов работы для всех экспериментов 1 – 18  выполненные на миллиметровой или иной масштабно-координатной схеме с соблюдением следующих условий:

- масштаб по току принять m₁ = 0,2 А/см, масштаб по напряжению принять m_u = 5,0 В/см;

- считать, что для любого режима работы линейные напряжения в схеме U_АВ=U_ВС=U_СА=35 В. Угол между векторами фазных напряжений равен 120⁰;

- при определении положения нейтральной точки 0^, в различных  экспериментах  из  вершин  полученного  треугольника  АВС, отложить величины напряжений U^‘_АО U^‘_ВО U^‘_СО (по данным эксперимента) в масштабе m_u;

- считать, что токи фаз являются чисто емкостными, пренебрегая активным сопротивлением фазы. При коротком замыкании фазы считать ток чисто активным.

4. Краткие выводы по величине напряжений и токов в системах с различными видами нейтралей;

5. Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы для домашней

Подготовки

6.1. Назовите основные схемы соединения нейтралей и области их применения по мощности и величине напряжения.

6.2. Какие системы называются “системами с большими токами замыкания на землю”?

6.3. В чем состоит физический смысл введения понятия “коэффициент заземления”?

6.4. Какие факторы учитываются при выборе способа заземления нейтрали.

6.5. Надежность заземления какой из систем выше через активное сопротивление R₀ или через индуктивность реактора L_k? Ответ пояснить по векторной диаграмме и принципиальной схеме стенда.

6.6. Назовите недостатки систем с изолированной нейтралью.

Приложение

                                                                                                     Таблица 1

Глухое заземление нейтрали

                                                                                                         Таблица 2

Эффективное заземление нейтрали

                                                                                                          Таблица 3

Изолированная нейтраль

                                                                                                         Таблица 4

Резонансное заземление нейтрали

                                                                                                      Таблица 5

Обрыв одной фазы

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. М.: Агропомиздат, 1990.

2. Харкута К.С. и др. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства. М.: Агропромиздат, 1992.

3. Правила устройства электроустановок /М-во топлива и энергетики РФ, РАО “ЕЭС России”, 7-е изд., перераб. и доп. М.: “ДеАН”; - 2001.

4. Правила эксплуатации электроустановок потребителей “ДеАН”; изд. 6-е. - М.:ОРГРЕС; - 1999.

5. Князевский Б.А. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: – Учебник для студ. вузов по спец. “Электропривод и автоматизация промышленных установок”; 3-е изд. М.:Высш. шк., 1986.

6. Учебное пособие к лабораторным работам по электроснабжению / Под. ред. А.А.Федорова Ч.1; М. Изд-во МЭИ, 1971.

Методические указания

по выполнению лабораторной работы N 2

по дисциплине «Электроснабжение»

для студентов специальности 311400

«Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»

дневной и заочной форм обучения

Составители

Сергеев Владимир Аронович

Мамонтов Дмитрий Александрович

ЛР № 066815 от 25.08.99. Подписано в печать     .03.03

Формат 60х84/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л. 2,4. Уч.-изд. л. 2,1. Тираж 100 экз. Заказ №

"С"

Воронежский государственный технический университет

394026, г. Воронеж, Московский просп., 14