Зачем нужна искусственная нулевая точка

Тема: Автоматическая защита 3-х фазных двигателей при обрыве фазы электрической сети при помощи дополнительного реле

1. Произвести внешний осмотр. 1. Произвел внешний осмотр:

2. Записать технические данные.

Таблица 1 Паспортные данные

Тип оборудования

Технические характеристики

Автомат АП50Б-3МТУ32

Магнитный пускатель ПМЕ-072

Реле напряжения РП-71/Е

~500В 50Гц I_н=15А I_уст=10I_н

~380В I

3. Составить монтажные схемы

внутренних и внешних соединений:

-схемы внутренних соединений:

— схемы внешних соединений

2. КМ-контакт КМ

3. контакт КМ-SB2

6. KV-Фаза В

7. Фаз. С-SB1

8. контакт KV и контакт КМ

4. С помощью мультиметра замерить сопротивление на участках цепи.

5. Собрать электрическую схему.

Рисунок 1. Схема соединения дополнительного реле для защиты при обрыве одной из фаз

6. Порядок работы схемы:

1) Включаем автомат QF и замыкаем однофазные выключатели SF получает питание цепь управления.

2) получает питание релеKV, замыкает свои контакты в цепи управления.

3) При нажатии кнопки SB2, получает питание катушка магнитного пускателя КМ и замыкает свой блок контакт в цепи управления, шунтируя кнопку SB2.

4) магнитный пускатель замыкает свои силовые контакты и включает электродвигатель.

5) При обрыве фаз В или С катушка реле КV теряет питание и размыкает свой контакт в цепи управления, теряет питание магнитный пускатель КМ, размыкая свои силовые контакты отключает силовую цепь двигателя.

6) При обрыве фаз А или С катушка реле магнитного пускателя КМ теряет питание, размыкает свои силовые контакты и обесточивает двигатель.

Вывод: Изучить защиту электр двигателя с помощью дополнительного реле включенного в одну из фаз от случайной отключения.

Контрольные вопросы:

1. Для чего применяется искусственная нулевая точка.
2. Для чего применяется дополнительное реле.

1. Нулевая точка нужна для создания схемы защиты
2. Дополнительное реле необходимо для сборки схем защиты.

Лабораторная работа 8

Тема: Автоматическая защита 3х фазных двигателей при отключении фазы эл. Сети с помощью конденсаторов

Цель работы:Защита электродвигателей с помощью создания искусственной нулевой точки от случайных отключенийПорядок выполнения работы.

1. Произвести внешний осмотр.
2. Технические данные:

1. Составить монтажные схемы внутренних и внешних соединений.

-Внутренние схемы соединения:

1. QF

1. Q

1. SB

1. KV

1. KM

1. C

-Внешние схемы соединений:

1. ПодключениеSB
2. ПодключениеKV
3. ПодключениеC₁-С₃

Таблица 1 Паспортные данные

Тип оборудования.	Технические характеристики
Автомат АП-50Б Кнопка ПКЕ-212-2УЗ Автомат АЕ-1031М-2УХПУ	АП-50Б 3МТУ52 U=500В f=50Гц ПКЕ-212-2УЗ U=380В f=50Гц U=380B f=50Гц

д) Подключение КМ4.С помощью мультиметра замерить сопротивление на участках цепи.5. Проверка работы схемы

1. Включаем автоматический выключательQF. Получает питание схема управления.
2. НажимаемSB2,получает питание КМ, замыкает блок контакт и силовые контакты КМ.
3. Имитируем обрыв фазыА,В,С, релеKVполучает питание и размыкает свой контактKVв цепи питания контактора КМ.

При размыкании контактаKVРисунок 1 Электрическая схема. контактор КМ теряет питание и отключает свои силовые контакты КМ, а также контакты в цепи управления отключает свои силовые контакты КМ, а также контакты в цепи управления.Вывод: Изучил защиту электродвигателя с помощью создания искусственной нулевой точки от случайных отношения.Контрольные вопросы:

1. Назначение автоматических выключателей.
2. Что произойдет, если катушка доп. реле потеряет питание.
3. Какой тип реле может применяться в качестве дополнительного.

Ответы

1. автоматический выключатель предназначен для коммутации электрических цепей и защиты цепи от КЗ и перегрузок.
2. Если катушки дополнительного реле потеряли питание, то получит питание цепь управления.
3. В качестве дополнительного реле может применятся реле типаKVтипа РПЭ1

2.2.2 Мощность трёхфазной системы

Активной мощностью трёхфазной системы назы­вают сумму активных мощностей её отдельных фаз:

P=P_A+P_B+P_C=I_ФАU_фа cos_A+ I_фВU_фС cos_В+ I_фВU_фС cos_С (2.9)

При симметричной нагрузке мощности отдельных фаз равны между собой, а общая мощность опреде­ляется как

Р = 3I_фU_фсоsφ. (2.10)

На практике мощность трёхфазной системы чаще выражают через линейные, а не через фазные токи и напряжения. При соединении звездой

U_ф = U_л / √3 и I_ф = I_л, а при соединении треугольником U_ф = U_л и I_ф = I_л √3 . В обоих случаях, заменяя фазные ве­личины линейными, мы получим одно и то же вы­ражение для мощности трёхфазной системы при симметричной нагрузке:

(2.11)

Для трёхфазной системы также справедливы сле­дующие соотношения для полной, активной и реак­тивной мощностей, соответственно:

(2.12)

Существуют несколько методов измерения мощ­ности трёхфазной системы, у каждого из них своя область применения. Для измерения мощности ис­пользуются в основном однофазные ваттметры элек­тродинамической системы. Однофазный ваттметр (рис. 2.9) содер­жит две обмотки — токовую (обозначена более жир­ной линией), которая включается последовательно с объектом измерения (как амперметр), и обмотку на­пряжения, включаемую параллельно (как вольтметр).

Сначала рассмотрим измерение активной мощ­ности. Для измерения активной мощности приме­няют четыре способа:

1. Способ одного ваттметра используют для измерения мощности при симметричной нагрузке, соединённой звездой с доступной нулевой точкой (рис. 2.10).

Рис. 2.10

При этом токовая цепь ваттметра включается по­следовательно с одной из фаз нагрузки, а цепь на­пряжения прибора — на напряжение этой же фазы. В этом случае общая мощность трёхфазной систе­мы равна утроенному показанию ваттметра:

(2.13)

2. Способ одного ваттметра с созданием ис­кусственной нулевой точки применяют тогда, ког­да нагрузка симметрична, а нулевая точка нагрузки недоступна или вообще отсутствует (например, при соединении треугольником). Токовая обмотка ватт­метра включается последовательно в одну из фаз нагрузки, а нулевую точку создают путём включе­ния двух одинаковых добавочных сопротивлений R_a между двумя другими фазами (рис. 2.11).

Величина добавочных сопротивлений должна быть равна сопротивлению обмотки напряжения ваттметра. Тогда искусственная нулевая точка яв­ляется нулевой точкой звезды, состоящей из сопро­тивления обмотки напряжения ваттметра и двух добавочных сопротивлений, и цепь напряжения ватт­метра находится под фазным напряжением, а через токовую цепь проходит фазный ток. В этом случае общая мощность трёхфазной системы равна утроен­ному показанию ваттметра.

3. Способ трёх ваттметров применяют для из­мерения мощности при неравномерной нагрузке, со­единенной звездой. В каждый из линейных прово­дов включается токовая цепь одного из ваттметров, а их цепи напряжения включаются между соответ­ствующим линейным проводом и нулевым прово­дом системы (рис. 2.12).

При таком соединении каждый из ваттметров измеряет мощность одной фазы системы. Активная мощность всей трёхфазной системы равна сумме показаний трёх ваттметров.

4. Способ двух ваттметров. Этот способ уни­версален — он применяется при симметричной и несимметричной нагрузках и при любом типе со­единения. Нулевой провод может быть, а может и отсутствовать — он просто не используется. Токо­вые обмотки ваттметров включают в какие-нибудь две фазы, а обмотки напряжения между третьей (не­занятой) фазой и той фазой, в которую включена токовая обмотка данного ваттметра (рис. 2.13).

В этом случае общая мощность трёхфазной сис­темы равна алгебраической сумме показаний двух ваттметров. Докажем это. для случая соединения треугольником.

Общая мгновенная мощность трёхфазной цепи при соединении треугольником равна сумме мгно­венных мощностей отдельных фаз:

Рис. 2.13

P=P₁₂+P₂₃+P₃₁= i₁₂ u₁₂ + i₂₃ u₂₃ + i₃₁ u₃₁ (2.14)

Сумма мгновенных значений линейных напряже­ний (при соединении как треугольником, так и звез­дой) равна нулю:

u₁₂ + u₂₃ + u₃₁ =0. (2.15)

Из уравнения (2.15) можно выразить мгновенные значения линейных напряжений:

u_{12 =} —u₂₃ — u₃₁

Подставив первое из них в (2.14), получим:

Р = i₁₂(-u₂₃ –u₃₁) + i₂₃u₂₃ + i₃₁u₃₁ = u₃₁(i₃₁-i₁₂)+u₂₃(i₂₃-i₁₂) (2.17)

Поскольку i₁₂ — i₁₃ = i₁, i₂₃ — i₁₂ = i₂ и u_3l = -u₁₃, то

P =u₁₃i₁+u₂₃i₂. (2.18)

Таким образом, мощность трехфазной цепи мож­но измерить двумя ваттметрами, включив их опи­санным выше способом.

Трансформаторы.

Общие сведения о трансформаторах.

Трансформатор — статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток той же частоты, но другого напряжения. Условно — графическое обозначение однофазного трансформатора (рис.4.1)

Рис. 4.1

Классификация трансформаторов: 1. по назначению – силовые, специальные (импульсные, сварочные, измерительные, разделительные, автотрансформаторы); 2. по виду охлаждения – воздушные, масляные; 3. по числу трансформируемых фаз – однофазные, трехфазные; 4. по числу обмоток на одну фазу – однообмоточные, двухобмоточные, многообмоточные; 5. по форме магнитопровода (сердечника) (рис. 4.2) – стержневые (а), броневые (б), бронестержневые (в), тороидальные (г), пластинчатые, ленточные.

а) б) в) г)

Специальные виды трансформаторов (рис.4.3):

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Для измерений в трехфазных трехпроводных цепях в схеме комплекта предусмотрена искусственная нулевая точка , две ветви которой образуются специальными встроенными сопротивлениями; третья ветвь образуется параллельными цепями вольтметра и ваттметра. [49]

При этом условии параллельная цепь ваттметра и два сопротивления образуют искусственную нулевую точку , на каждом из сопротивлений которой будет фазное напряжение. [50]

Если нужно использовать включение в одну фазу, то делают искусственную нулевую точку . Для этого между линейными проводами включают звездой одинаковые сопротивления. Их общая точка будет нулевой. Нагрузку включают между этой точкой и каким-нибудь линейным проводом. В наших домах и на производстве обычно используют напряжения 127, 220 и 380 В. [51]

Если нужно использовать включение в одну фазу, то делают искусственную нулевую точку . [52]

После этого реле Р приходит в первоначальное положение и отсоединяет искусственную нулевую точку от земли. [53]

Схема такого присоединения показана на рис. 18.15. Разные напряжения получены созданием искусственной нулевой точки при помощи добавочного индуктивного сопротивления Z, равного сопротивлению обмотки напряжения счетчика. Следует иметь в виду, что при пользовании такой схемой обмотки напряжения счетчика должны быть рассчитаны на фазное, а не на линейное напряжение данной сети. В противном случае при измерении будет допущена значительная погрешность. [54]

Схема включения ваттметра при измерении активной мощности методом одного ваттметра с искусственной нулевой точкой дана на фиг. Искусственная нулевая точка создается путем соединения звездой трех одинаковых по величине сопротивлений. [55]

Рассматривая рис. 11 — 27, видим, что сопротивление одной фазы искусственной нулевой точки на 1 000 ом меньше двух других. Это делается для того, чтобы после включения в эту фазу параллельной обмотки ваттметра ( Го 1000 ом) сопротивление всех фаз было одинаковым. [56]

Связь измерительного напряжения с сетью у этих приборов осуществляется через образованную дросселями искусственную нулевую точку . [58]

На рис. 107, а изображена схема включения двух активных ваттметров с искусственной нулевой точкой для измерения реактивной мощности в цепях с простой асимметрией. [60]

Измерение мощности в трехфазных цепях

Мощность симметричной трехфазной цепи находят как утроенную мощность одной фазы. Измерение мощности одной фазы осуществляется ваттметром, включенным по схемам рис. 11.1 при соединении нагрузки звездой (рис. 11.11, а) и треугольником (рис. 11.11, б).

Если нулевая точка звезды или ветви треугольника недоступны для непосредственного подключения приборов, то образуют искусственную нулевую точку, как показано на рис. 11.12. При этом необходимо, чтобы каждое из сопротивлений R_v было равно сопротивлению вольтметровой обмотки ваттметра.

Для измерения мощности несимметричной трехфазной цепи используется метод двух ваттметров.

Для доказательства этого метода выразим мощность трехпроводной трехфазной цепи через линейные токи и напряжения.

При соединении звездой без нулевого провода сумма линейных токов равна нулю: i_A+i_B+i_c = 0, или /_с=-i_A-i_B. Подставляя выражение тока i_c в формулу мощности трехфазной цепи:

При соединении треугольником сумма фазных (линейных) напряжений равна нулю: и_лв+и_вс + и_сл=0 или и лв = ~ и вс ~ и сл ? Подставляя выражение напряжения и_лв в формулу мощности:

Полученным результатам соответствует схема включения двух ваттметров, показанная на рис. 11.13. Мощность несимметричной трехфазной цепи находят как сумму показаний этих ваттметров. В некоторых случаях (это зависит от характера нагрузки) стрелка одного из ваттметров будет отклоняться влево, за нуль шкалы. Тогда необходимо изменить направление тока в одной из обмоток этого ваттметра и отсчитать его показания. При этом мощность цепи находят как разность показаний ваттметров.

Мощность четырехпроводной трехфазной цепи измеряют тремя ваттметрами (рис. 11.14) и подсчитывают как сумму их показаний.

Имеются также специальные ваттметры, в которых два (для трехпроводиой цепи) или три (для четырехпроводной цепи) измерительных механизма действуют на одну ось. Эти механизмы расположены в одном корпусе. По шкале ваттметра отсчитывают непосредственно мощность трехфазной цени.

Карточка 11.11 (287)

Измерение мощности в цепях трехфазного тока

Сколько ваттметров необ- ходимо для измерения мощ- ности трехфазной цепи при симметричной нагрузке?

Сколько ваттметров при 11 ее и м метрич ной н а груз ке нужно для измерения мощности трехфазной цени:

• а) с нулевым проводом;
• б) без нулевого провода?

На какие токи и напряжения включают ваттметр при измерении мощности:

• а) с одним ваттметром;
• б) с двумя ваттметрами?

• а) Фазные;
• б) фазные

На какие а) токи и б) напря- жен ия включают ваттметры при измерении мощности в трехфазной цепи с нулевым проводом?

• а) Линейные;
• б) линейные

Зачем нужна искусственная нулевая точка?

Чтобы измерить линейное напряжение

Чтобы измерить фазное напряжение