Методическое указание по выполнению лабораторных работ по электротехнике (стр. 8 )

 

Измерьте мультиметром напряжения и токи согласно табл.10.1. и вычислите мощности

Таблица 10.1

Схема «треугольник»	Нагрузка симметр.	Нагрузка несимметр.
Линейные токи, мА	IA
IB
IC
Фазные токи, мА	Iab
IBC
IСА
Фазные и линейные напряжения, В	Uab
Ubc
Uca
Фазные мощности, мВт	Рав
РBC
РСА
Общая мощность, мВт	∑P

Повторите измерения и вычисления для несимметричной нагрузки (Ra = 1 кОм, Rb= 680 Ом, Rc=330 Om). На рис. 10.4 в масштабе постройте векторные диаграммы.

 

Аварийные режимы трёхфазной цепи при соединении нагрузки в треугольник

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. 10.5) ток этой фазы становится равным нулю, а в оставшихся двух фазах ток не меняется. Два линейных тока

уменьшаются в √3 раз, т. е. становятся равными фазному току, а третий остаётся неизменным.

 

При обрыве линейного провода (например, В) фазные сопротивления Rab и Rbc оказываются соединёнными последовательно и включёнными параллельно с сопротивлением Rca на напряжение Uca (рис. 10.6). Цепь фактически становится однофазной.

 

При одновременном обрыве линейного провода и одной фазы нагрузки цепь также становится однофазной (рис. 10.7 и 10.8 ).

Задание

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

Порядок выполнения работы

•  Соберите цепь согласно схеме (рис. 10.9) с сопротивлениями фаз
Rab=Rbc-Rca=1k0m и измерьте линейные и фазные токи в симметричном режиме.

Проделайте измерения фазных и линейных токов (отличных от нуля) во всех
режимах, указанных в табл. 10.2. (Измерения токов можно производить одним -
двумя амперметрами, переключая их из одной фазы в другую, либо виртуальными
приборами).

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

Таблица 10.2

Режим	IAB, mA	IBC, mA	ICA, mA	IA, mA	IB, mA	IC, mA
Симметричный режим
Обрыв фазы АВ нагрузки
Обрыв линейного провода А
Обрыв фазы АВ и линии С
Обрыв фазы АВ и линии А

Векторные диаграммы

Обрыв фазы АВ нагрузки

Обрыв линейного провода А

Контрольные вопросы:

Начертите схему соединения фаз генератора и приемника треугольником и укажите линейные и фазные токи и напряжения. Каково соотношение между линейными и фазными напряжениями при соединении треугольником:

а) симметричных приемников;

б) несимметричных приемников.

3. Можно ли несимметричную нагрузку (например, лампы накаливания) соединять треугольником. Если можно, то почему?

4. Когда в трехфазных цепях мощность не зависит от характера соединения нагрузки?

5. Каково соотношение между фазными и линейными токами при соединении в треугольник?

6. Чему равен угол сдвига фаз между током и напряжением?

7. Изобразить векторную диаграмму напряжений и токов для симметричной и несимметричной нагрузок.

Лабораторная работа №11

Исследования однофазного трансформатора

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока с одними параметрами (напряжение, ток, их форма и начальная фаза) в электрическую энергию с другими параметрами при сохранении частоты переменного тока неизменной. На замкнутом магнитопроводе, собранном из листовой стали или навитом из стальной ленты, помещены две изолированные обмотки с числами витков .Обмотка, к зажимам которой подводится электрическая энергия, называется первичной; обмотка, на зажимы которой включаются потребители, называется вторичной. Протекающий по первичной обмотке переменный ток вызывает появление в стальном магнитопроводе переменного магнитного потока Ф. Этот поток сцеплен с обеими обмотками и вызывает в каждой из них переменную ЭДС. Поэтому вторичная обмотка может рассматриваться как источник переменного напряжения. Если вторичная цепь будет замкнута, то по ней потечёт ток. Из принципа действия трансформатора ясно, что он может работать только на переменном токе, так как при постоянном магнитном потоке ЭДС в обмотках возникать не будут. Значение ЭДС, индуктируемой в одном витке первичной и вторичной обмоток, находится на основании закона электромагнитной индукции:

Если в первичной обмотке – w2 витков, то действующая ЭДС (в вольтах) каждой обмотки будет

Отношение ЭДС первичной и вторичной обмоток или отношение чисел витков называется коэффициентом трансформации:

Для понижающих трансформаторов и . Для повышающих и k<1.

Первичная мощность, т. е. средняя мощность, потребляемая трансформатором из сети,

.

Вторичная активная мощность, или мощность, отдаваемая потребителю,

.

Если не учитывать потери в трансформаторе, то приближенно можно положить

При расчете электрических цепей с трансформаторами их чаще всего заменяют Т-или Г-образной схемой замещения, приведенной к первичной или вторичной стороне.

Наиболее точной является Т-образная схема замещения. Она изображена на рис. 11.1. Все сопротивления схемы приведены к первичной стороне.

 

В этой схеме:

G0 — активная проводимость, учитывающая потери на вихревые токи и перемагничивание сердечника;

В0 — реактивная проводимость, обусловленная основным магнитным потоком;

R1 - активное сопротивление первичной обмотки и R'2 - вторичной обмотки, приведенное к первичной стороне (R'2 = K2TP R2);

XS1 и X' S2 - реактивные сопротивления рассеяния

обмоток (X'S2 = K2TP XS2);

Z' H - сопротивление нагрузки (Z'H = K2tp ZH).

Параметры схемы замещения трансформатора определяют по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.

Холостой ход трансформатора

Холостым ходом (х. х.) называется режим работы трансформатора, когда его первичная обмотка присоединена к сети переменного тока, а вторичная - разомкнута.

Короткое замыкание трансформатора

Под опытом короткого замыкания трансформатора понимается такой режим, при котором его вторичная обмотка при испытании замкнута накоротко, а первичной обмотке подведено пониженное напряжение . Параметры схемы замещения трансформатора определяют по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.