Обрыв фазы при симметричной нагрузке в схеме без нулевого провода

 

При обрыве, например, фазы А сопротивления R_A и R_B оказываются соединёнными последовательно и к ним приложено линейное напряжение U_BC. Напряжение на каждом из сопротивлений составляет от фазного напряжения в нормальном режиме. Нулевая точка нагрузки на векторной диаграмме напряжений смещается на линию ВС и при R_B = R_C находится точно в середине отрезка ВС (рис.8.4.3

)

 

Рис.8.4.3

 

Короткие замыкания

 

При коротком замыкании фазы нагрузки в схеме с нулевым проводом ток в этой фазе становится очень большим (теоретически бесконечно большим) и это приводит к аварийному отключению нагрузки защитой. В схеме без нулевого провода при замыкании, например, фазы А, нулевая точка нагрузки смещается в точку «А» генератора. Тогда к сопротивлениям фаз В и С прикладываются линейные напряжения. Токи в этих фазах возрастают в раз, а ток в фазе А – в 3 раза (рис. 8.4.4).

Короткие замыкания между линейными проводами и в той и в другой схеме приводят к аварийному отключению нагрузки.

 

Рис.8.4.4

 

Экспериментальная часть

 

Задание

 

Экспериментально исследовать аварийные режимы трёхфазной цепи при соединении нагрузки в звезду.

 

Порядок выполнения работы

 

· Соберите цепь цепь согласно схеме (рис.8.4.5) с сопротивлениями фаз R_A=R_B=R_C=1кОм. Измерения токов можно производить одним – двумя амперметрами, переключая их из одной фазы в другую, либо виртуальными приборами.

 

Рис.8.4.5

 

· Убедитесь, что обрыв (отключение) нейтрали не приводит к изменению фазных токов.

· Убедитесь, что в схеме с нулевым проводом происходит отключение источника защитой при коротких замыканиях как в фазах нагрузки, так и между линейными проводами.

· Убедитесь, что в схеме без нулевого провода короткое замыкание в фазе нагрузки не приводит к отключению, а при коротком замыкании между линейными проводами установка отключается.

· Проделайте измерения токов и напряжений всех величин, указанных в табл. 8.4.1 в различных режимах и по экспериментальным данным постройте векторные диаграммы для каждого случая в выбранном масштабе.

· Ответьте на контрольные вопросы.

 

Таблица 8.4.1

Режим	UAO, B	UBO, B	UCO, B	UON, B	IA, мА	IB, мА	IC, мА	IN, мА
RA=1 кОм RB=680 Ом RC=330 Ом Обрыв нейтрали
RA=RB=RC=1 кОм Схема с нейтралью Обрыв фазы А
RA=RB=RC=1 кОм Схема без нейтрали Обрыв фазы А
RA=RB=RC=1 кОм Схема без нейтрали К. З. фазы А

 

Векторные диаграммы

 

 

1. R_A=1 кОм, R_B=680 Ом, R_C=330 Ом. Обрыв нейтрали

2. R_A= R_B= R_C =1 кОм, Схема с нейтралью, обрыв фазы А

 

3. R_A= R_B= R_C =1 кОм, Схема без нейтрали, обрыв фазы А

4. R_A= R_B= R_C =1 кОм, Схема без нейтрали, короткое замыкание фазы А

Вопрос: Как изменяется мощность трёхфазной нагрузки при обрыве фазы в схеме с нулевым проводом и без него? Как изменяется мощность при коротком замыкании одной фазы?

Ответ: …………

 

Аварийные режимы трёхфазной цепи при соединении нагрузки в треугольник

Общие сведения

При коротких замыканиях в фазах нагрузки или между линейными проводами токи резко возрастают и происходит аварийное отключение установки защитой.

Обрывы фаз или линейных проводов при соединении нагрузки в треугольник не приводят к перегрузкам по токам или напряжениям, как это иногда случается при соединении нагрузки в звезду.

При обрыве одной фазы нагрузки (рис. 8.5.1) ток этой фазы становится равным нулю, а в оставшихся двух фазах ток не меняется. Два линейных тока уменьшаются в раз, т. е. становятся равными фазному току, а третий остаётся неизменным.

 

Рис. 8.5.1.

 

При обрыве линейного провода (например, В) фазные сопротивления R_AB и R_BC оказываются соединёнными последовательно и включёнными параллельно с сопротивлением R_CA на напряжение U_CA (рис. 8.5.2). Цепь фактически становится однофазной.

Рис. 8.5.2

 

При одновременном обрыве линейного провода и одной фазы нагрузки цепь также становится однофазной (рис. 8.5.3 и 8.5.4).

 

Рис.8.5.3

Рис.8.5.4

 

Экспериментальная часть

 

Задание

 

Экспериментально исследовать аварийные режимы трёхфазной цепи при соединении нагрузки в треугольник.

 

Порядок выполнения работы

 

· Соберите цепь цепь согласно схеме (рис.8.5.5) с сопротивлениями фаз R_AВ=R_BС=R_CА=1кОм и измерьте линейные и фазные токи в симметричном режиме.

· Проделайте измерения фазных и линейных токов (отличных от нуля) во всех режимах, указанных в табл. 8.5.1. (Измерения токов можно производить одним – двумя амперметрами, переключая их из одной фазы в другую, либо виртуальными приборами).

Рис.8.5.5

· По экспериментальным данным постройте векторные диаграммы для каждого аварийного случая в выбранном масштабе.

· Ответьте на контрольные вопросы.

 

Таблица 8.5.1

Режим	IAB, мА	IBC, мА	ICA, мА	IA, мА	IB, мА	IC, мА
Симметричный режим, Rф=1 кОм
Обрыв фазы АВнагрузки
Обрыв линейного провода А
Обрыв фазы АВ и линии С
Обрыв фазы АВи линииА

 

Векторные диаграммы

 

1. Обрыв фазы АВ нагрузки

Обрыв линейного провода А

 

3. Обрыв фазы АВ и линии С 4. Обрыв фазы АВ и линии А

Вопрос: Как вычислить мощность несимметричной трёхфазной нагрузки?

Ответ: ……….

Вопрос: Как (во сколько раз) увеличиваются или уменьшаются фазные и линейные токи в каждом из рассмотренных аварийных режимов?

Ответ: ……….