Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Основные теоретические положения. При выполнении соединения треугольник необходимо в первую очередь для каждого

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 8Следующая ⇒

При выполнении соединения "треугольник" необходимо в первую очередь для каждого из трех однофазных потребителей установки соединить начало и конец. Например, для трехфазных катушек статора асинхронного электродвигателя (или трехфазного трансформатора) это будут соответственно А-Х, В- Y и С‑ Z. Далее, конец Х соединяется с началом В, Y с С, а Z с А. Образовавшиеся точки ХВ, YС, Z А присоединяются к линейным проводам А-А, В-В, С-С (рис. 1а).

а в

Рис. 1

Такое соединение более наглядно может быть показано в виде треугольника (рис. 1 б).

Каждый из однофазных потребителей определяется величинами полного сопротивления Z _AB, Z _BC, Z _CAи коэффициента мощности cos φ _AB, cos φ _BC, cos φ _CA.

При равенстве полных сопротивлений фазных нагрузок и их коэффициентов мощности создается симметричная нагрузка соединения. Нарушения этих равенств создает несимметричную нагрузку.

Рис. 2

Фазные потребители защищены от токов короткого замыкания плавкими предохранителями (F U _AB, FU _BC, FU _BC). Короткое, замыкание в фазе АВ, например, приведет к плавлению предохранителя F U _AB,что эквивалентно разрыву фазной нагрузки АВ.

На линейных проводах также установлены предохранители F U _A, F U _A, F U _C. Плавление любого из них создает отключение соответствующего линейного провода.

С учетом этого в лабораторной работе изучаются следующие режимы работы соединения "треугольник":

1. Симметричный режим нагрузки фаз.

2. Несимметричный режим.

3. Режим обрыва фазы АВ.

4. Режим обрыва линейного провода А.

При соединении "треугольник" фазный потребитель подключен к двум линейным проводам, т.е. находится под линейные напряжением, которое одновременно является и фазным. Поэтому U _Ф= U _Л (рис. 2).

При установлении соотношения между фазными и линейными токами принято условие, что линейные токи направлены в условно положительном направлении от источника электрической энергии к потребителю, а фазные токи – от начала к концу фазного потребителя.

Применив 1-й закон Кирхгофа для узлов А Z, ВХ, С Y, можно легко получить следующие векторные уравнения:

;

; (1)

Каждый из фазных токов I _АВ, I _BC, I _CA рассчитывается по модулю

(2)

и по фазе

. (3)

Например, для фазного потребителя AB

; (4)

; (5)

. (6)

Очевидно, что для симметричной нагрузки фазные токи равны между собой:

. (7)

Линейные токи также равны между собой и превышают фазные в.

(8)

Эта зависимость вытекает из построения векторной диаграммы токов и напряжении при симметричной активной нагрузке (рис. 1 б). В этом случае фазные токи совпадают по направлению с фазными напряжениями, линейные токи определяются графически решением системы уравнений (1).

Несимметричная нагрузка связана с неравенством фазных токов (по модулю и фазе) и нарушением соотношения (8).

При разрыве цепи потребителя АВ ток

(9)

Потребители BC и СА остаются подключенными к линейным проводам под неизменным напряжением. Поэтому отключение потребителя АВ не повлияет на работу потребителей ВС и СА. Линейный ток I _А станет равным фазному I _CA, I _B равным I _BC. Линейный ток I _C не изменится.

Обрыв линейного провода А окажет существенное влияние на режим работы соединения. В этом случае создаются две параллельные цепи, включенные под линейное напряжение – потребитель ВС и последовательное соединение потребителей Z _AC, Z _BC.

Фазный ток

(10)

не изменится, а ток во второй цепи

(11)

будет определяться суммой сопротивлений фазных нагрузок АС и АВ. Соответственно этому и распределение фазных напряжений U _AC и U _AB, будет зависеть от соотношения сопротивлений фазных потребителей АС и АВ. Поэтому такой режим работы соединения, нежелателен.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему соединения "треугольник" (рис. 2)

2. Включить рубильники Р ₁ и P ₂ и после проверки правильности соединений в схеме включить питание схемы.

3. Установить симметричная режим работы соединения. Это достигается соответствующим включением резисторов в каждой фазе. При этом амперметры фазных токов должны показывать одинаковые величины. С помощью вольтметра со щупами измерить линейные напряжения U _AB, U _BC, U _CA. Показания записать в таблицу.

4. Установить несимметричный режим работы за счет изменения разных нагрузок. Измерить фазные и линейные величины, записать их в таблицу.

5. При несимметричном режиме (установленном в п.4) создать разрыв в фазе АВ. Для этого надо отключить P ₂, измерить фазные и линейные величину и записать их в таблицу.

6. Включить рубильник P ₂. При несимметричном режиме (установленном в п.4) выключить рубильник P ₁. Этим будет создан режим обрыва линейного провода А. Произвести измерения, записать их в таблицу.

Результаты измерений и вычислений

Экспериментальные величины						Расчетные величины
Фазные токи, мА			Напряжение, В			Линейные токи мА			Сопротивления фаз, Ом
I _AB	I _BC	I _CA	U _AB	U _BC	U _CA	I _A	I _B	I _C	R _AB	R _BC	R _CA

Примечания:

Опыт 1. Симметричная нагрузка, P ₁ и P ₂ включены;

Опыт 2. Несимметричная нагрузка, P ₁ и P ₂ включены;

Опыт 3. Несимметричная нагрузка, P ₁ – включен, P ₂ – отключен, разрыв фазы АВ;

Опыт 4. Несимметричная нагрузка, P ₁ – отключен, P ₂ – включен. Обрыв линейного провода А.

7. Найти отношение среднеарифметических значений линейных и фазных токов и сравнить их о теоретическим значением.

8. Рассчитать величины активной нагрузки в каждой фазе по формуле.

9. Для первых трех опытов построить в масштабе векторные диаграммы токов и напряжений. Определить по ним значения линейных токов и записать их в таблицу.

10. Сделать выводы по каждому исследованному режиму.

Контрольные вопросы и задания

1. Нарисуйте схему соединения "треугольник" для следующих потребителей: в фазе АВ – активно-индуктивная нагрузка, в фазе ВС – активная нагрузка, в фазе СА – активно-емкостная нагрузка.

2. Постройте векторную диаграмму токов и напряжений для этого случая.

3. Для трех фазных обмоток электродвигателя нужно произвести соединение "треугольник". Нарисуйте схему с указанием начала и конца фазных обмоток.

4. Постройте векторную диаграмму токов и напряжений для этого случая. Графически определите эти токи.

5. Какому режиму соответствует отключение рубильника P ₁ (или P ₂) при реальном использовании соединения "треугольник".

6. Как изменится активная мощность трехфазного асинхронного электродвигателя при переключении его обмоток со "звезды" на "треугольник" при сохранении величины линейного напряжения.

7. Можно ли допустить длительную эксплуатацию фазных потребителей, соединенных треугольником, при обрыве одного из линейных проводов?

8. Расскажите о ходе выполнения лабораторной работы.

9. Соберите схему лабораторной установки.

Литература

1. Кононенко В.В. и др. Электротехника и электроника: Учебное пособие для вузов. Серия "Высшее образование", 2-е изд. – Ростов н/Д: Феникс, 2006.

2. Методические указания к лабораторной работе по курсу "Общая электротехника" /Г.С.Селезнев, И.М. Эршон, А.П. Мальков, Н.Л. Быкадорова, В.В.Кононенко.– Ростов н/Д: РИСИ, 1972.

3. Методические указания к лабораторным работам по электротехнике /В.В.Кононенко, Н.В.Кузнецов, В.Е. Столярчук, Т.С.Иванова, В.И. Ми-

шкович, Ю.П. Шагинян. Часть 1. II-е изд. – Ростов н/Д: РИСИ, 1981.

4. Электротехника /Под ред. В.Г. Герасимова. – М.: Высшая школа, 1985.

5. ГОСТ 2.721-74 ÷ ГОСТ 2.766-76. Обозначения условные графические в электрических схемах.

Редактор Н.Е. Гладких

Темплан 2007 г.,поз. 87________________________________________________

Подписано в печать 26.04.07 Формат 60х84 1/16.

Бумага писчая. Ризограф. Уч.-изд.л. 2.0. Тираж 250 экз.

Зказ_________________________________________________________________

Редакционно-издательский центр

Ростовского государственного строительного университета

344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

Методические указания к лабораторным работам по электротехнике. Часть I. (изд. VII перераб.). - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2007. - 32 с. Приведены методические указания по выполнению лабораторных работ по I части курса электротехники. Рассматриваются сложное соединение, двухпроводная линия электропередач, последовательное и параллельное соединение элементов в однофазной цепи, а также схемы соединения треугольником и звездой в трехфазных цепях. Предназначены для студентов строительных специальностей РГСУ и могут быть использованы при изучении курсов электротехнического профиля. Составители: В.В. Кононенко В.И. Мишкович В.Ю.Бобыльченко © Ростовский государственный строительный университет, 2007 Лабораторная работа № 1

Министерство образования и науки РФ Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет" "Утверждено" на заседании кафедры ЭЛА 28 февраля 2007 г. Методические указания к лабораторным работам по электротехнике Часть 1 (Издание VII, переработанное) Ростов-на-Дону, 2007 УДК 621.3 Методические указания к лабораторным работам по электротехнике. Часть I. (изд. VII перераб.). - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2007. - 32 с. Приведены методические указания по выполнению лабораторных работ по I части курса электротехники. Рассматриваются сложное соединение, двухпроводная линия электропередач, последовательное и параллельное соединение элементов в однофазной цепи, а также схемы соединения треугольником и звездой в трехфазных цепях. Предназначены для студентов строительных специальностей РГСУ и могут быть использованы при изучении курсов электротехнического профиля. Составители: В.В. Кононенко В.И. Мишкович В.Ю.Бобыльченко © Ростовский государственный строительный университет, 2007 Лабораторная работа № 1 Электрическая цепь с одним источником питания и смешанным соединением элементов Цель работы: 1) изучить способ соединения приемников электрической энергии; 2) проверить опытным путем законы Ома и Кирхгофа. Основные теоретические положения Основными, элементами любой электрической цепи являются: а) источкики электрической энергии (электромашинные генераторы, аккумуляторные батареи, термоэлементы и т.д.); б) передающие устройства (линии электропередачи); в) приемники электрической энергии (нагревательные элементы, осветительные приборы, электрические двигатели и т.д.). Как правило, в электрическую цепь включаются устроиства защиты и управления (плавкие предохранители, автоматические выключатели, магнитные пускатели, рубильники и т.д.). При необходимости она может быть снабжена преобразующими эле ментами (повышающими и понижающими напряжение трансформаторами, выпрямителями, инверторами и т.д.), а также контрольно-измерительными приборами (амперметрами, вольтметрами и т.д.). Расчет и анализ электрических цепей может быть проведен с помощью законов Ома и Кирхгофа, являющихся основными законами электротехники. С помощью закона Ома описывается связь между током, напряжением и сопротивлением заданного участка цепи . При составлении уравнений по законам Кирхгофа необходимо предварительно задаться положительными направлениями токов и напряжений. При этом нужно учитывать, что в приемниках электрической энергии напряжение и ток направлены в одну сторону, а в источниках питания - в противоположную. Согласно 1-му закону Кирхгофа, алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле цепи, равна нулю, т.е. . Со знаком "+" в это уравнение следует включать токи, направленные к узлу, а со знаком "-" – токи, отходящие от узла (допускается и наоборот). С помощью этого закона может быть описано, например, электрическое состояние схемы, представляющее собой параллельное соединение элементов и показанное на рис. 1 а. или. Рис. 1. Параллельное соединение элементов: а – общая схема; б – включение нагревательного элемента (НЭ), двигателя (М) вентилятора и ламп накаливания (Л); в- включение амперметра с шунтом. Так как при параллельном соединении все элементы находятся под одним и тем же напряжением, то, используя закон Ома, это уравнение можно записать в виде ;;, где R _Э и g _Э – эквивалентные сопротивление и проводимость данной цепи соответственно. Благодаря тому, что параллельное соединение обеспечивает одинаковое напряжение на всех приемниках, оно нашло широкое распространение в практической электротехнике. Так, например, параллельно включаются осветительные устройства, нагревательные элементы, радио- и телеаппаратура, холодильники и др. электроприемники в жилых домах (рис. 1 б). Нередко такое соединение используется для расширения пределов измерения амперметров (рис. 1 в) и в других случаях. По 2-му закону Кирхгофа алгебраическая сумма напряжений всех участков замкнутого контура равна нулю: или. При составлении уравнений по этому закону слагаемые берут со знаком "+", когда произвольно выбранное направление обхода контура совпадает с направлением U или I. В противном случае слагаемые берут со знаком "-". Например, для цепи, показанной на рис. 2 а или. Рис. 2. Последовательное соединение элементов: а – общая схема; б – схема расширения пределов измерения; в – схема генератора постоянного тока Так как при последовательном соединении по всем элементам протекает один и тот же ток, то, используя закон Ома, можно записать или. Приемники электрической энергии последовательно соединяются относительно редко, т.к. исключается возможность независимого их включения и отключения, а при выходе из строя одного из приемников отключаются и все остальные. В качестве примера можно привести схему генератора постоянного тока последовательного возбуждения (рис. 2 в). В измерительной технике последовательным включением добавочных резисторов расширяют пределы измерения вольтметров (рис. 2 б) и т.п. Сложным (смешанным) соединением называют электрические цепи, в состав которых входят последовательно и параллельно соединенные участки. К такому соединению относится и схема лабораторной установки, показанной на рис. 3. Рис. 3. Схема лабораторной установки Электрическое состояние этой схемы описывается следующими уравнениями ; . Порядок выполнения работы 1. Собрать схему лабораторной установки (рис.3). 2. Установить с помощью тумблеров различные значения сопротивлений R ₁, R ₂, R ₃ (три комбинации), измерить токи и напряжения на отдельных участках цепи. Полученные данные занести в таблицу. Результаты измерений и расчетов

№ п/п

Измерено

Вычислено

Токи, мА*

Напряжения, В

Сопротивления, Ом

I ₁

I ₂

I ₃

U_АД

U _ДЕ

R ₁

R ₂

R ₃

R _Э

R' _Э

*Примечание. При проведении расчетов величину токов переводить в амперы: 1 мА=10^-3 А

3. Используя закон Ома, вычислить для всех опытов сопротивления резисторов R ₁, R ₂, R ₃, а также значение эквивалентного сопротивления цепи (двумя способами):

(1-й способ); (2-й способ).

4. Проанализировать полученные результаты и записать выводы в отсчет.

Контрольные вопросы и задания

1. Какое соединение называется последовательным, параллельным, смешанным?

2. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

3. Сформулируйте 1-й и 2-й законы Кирхгофа.

4. Как изменятся показания всех приборов схемы, если при неизменных R ₂, R ₃, U:

а) уменьшить R ₁;

б) увеличить R ₁;

5. Назовите единицы измерения тока, напряжения, ЭДС, сопротивления, проводимости.

6. Что такое электрический ток, напряжение, ЭДС, сопротивление, проводимость?

7. Расскажите о порядке выполнения лабораторной работы.

8. Соберите схему лабораторной установки.

Лабораторная работа № 2

Исследование работы двухпроводной линии электропередачи

Цель работы:

1) познакомиться с основными электротехническими параметрами, характеризующими работу линии электропередачи (ЛЭП);

2) исследовать работу линии в режиме холостого хода нагрузки;

3) исследовать влияние тока нагрузки на потерю напряжения и мощности, а также коэффициент полезного действия линии.

Основные теоретические положения

Передача и распределение электрической энергии осуществляется в большинстве случаев с помощью воздушных и кабельных линий электропередачи. Однолинейная, принципиальная схема производства, передачи и распределения электроэнергии показана на рис. 1.

На строительных площадках получили широкое распространение воздушные линии (ВЛ) вследствие возможности простого изменения трассы в ходе строительных работ, их меньшей стоимости (по сравнению с кабельными), простоты обнаружения мест повреждения, а также удобства ремонта.

Рис.1. Принципиальная схема производства, передачи и распределения электроэнергии:

1-трехфазный генератор электростанции; 2-трансформаторная подстанция (ТП) с повышающим трансформатором; 3-воздушная линия электроснабжения (ЛЭП); 4-главная понижающая подстанция; 5-ТП с поникающим трансформатором; 6-кабепьнае воздушные распределительные линии электроснабжения; 7-ТП3 и ТП4 - трансформаторные подстанции потребителей электроэнергии; 8-приемники электроэнергии.

В условиях предприятии стройиндустрии, как и вообще промышленных предприятий, а также в жилых районах и на стройплощадках, распределение электроэнергии осуществляется и кабельными линиями (КЛ), которые отличаются высокой надежностью электроснабжения. Они не подвержены влиянию ветра и гололеда, не загромождают, подобно ВЛ, улицы ropoда и территории предприятий

При передаче электроэнергии от электростанции к потребителю, т.е. при прохождении по проводам электрического тока, в ЛЭП возникает потеря напряжения, под которой понимают разность напряжений в начале U ₁ и в конце U ₂ линии:

(1)

Потеря напряжения может быть определена и таким образом

(2)

где I - величина токе в линии передачи;

R - сопротивление проводов линии.

Необходимо отметить, что потеря напряжения в ЛЭП ухудшает работу электроприемников. Так, при уменьшении напряжения на 10% от
номинального, световой поток ламп снижается на 30%. Поскольку вращающий момент на валy асинхронных двигателей пропорционален квадрату напряжения на его зажимах, то он значительно уменьшается при снижении питающего напряжения. А это отрицательно сказывается на работе производственных механизмов.

ГОСТом нормируются допустимые отклонения напряжения в проц.:

а) на зажимах приборов рабочего освещения, в т.ч. и прожекторного, от ‑2,5 до +5 % от номинального;

б) не электродвигателях от -5 до +10% от номинального;

в) на зажимах остальных приемников электрической энергии в пределах ±5% от номинального.

В связи с этим потерю напряжения, при расчетах выражают часто
не в вольтах, а в процентах

(3)

Прохождение электрического тока по проводам линий электропередач приводит к необратимому преобразованию электрической энергии в тепловую, т.е. к их бесполезному нагреву. Этот нагрев происходит за счет потерь мощности Р в проводах

(4)

которые можно определить и так:

(5)

Мощность Р ₁ (затраченная) подается на вход линии передачи
от генератора и может быть определена из соотношения

(6)

Мощность Р ₂ (полезная) снимается с выхода линии и передается
потребителям. Её величину рассчитывают, используя выражение

(7)

Отношение этих мощностей называют коэффициентом полезного
действия h

(8)

который характеризует экономичность работы линии электропередачи. Современные ЛЭП обеспечивают передачу электрической энергии с h=95÷98 %.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему лабораторной установки, показанной на рис. 2

Рис.2. Схема лабораторной установки

2. При отключенных потребителях (холостой ход линии) измерить напряжение на входе U₁ и выходе U₂ линии.

3. Тумблером подключить первый потребитель (резистор) и измерить U_1, U₂, I

4. Подключая последовательно остальные пять резисторов, повторить измерения U_1, U₂, I и все полученные результаты занести в таблицу.

Результаты измерений и расчетов

№ п/п	Измерено			Вычислено
	U ₁	U ₂	I	Δ U	R _Л	P ₁	P ₂	P	h	R _Н
	В	В	мА	В	Ом	Вт	Вт	Вт	%	Ом

5. Вычислить потерю напряжения ΔU (формула 1), сопротивление проводов линии R_Л (2), мощность в начале линии Р₁ (6) и P₂ отдаваемую ЛЭП потребителям (7), потери мощности в проводах линии ΔР (4), коэффициент полезного действия работающей линии (8), величину эквивалентного сопротивления потребителей

6. Полученные результата занести в таблицу и построить в масштабе графические зависимости: Δ U= f(I); Δ P= f(I); U ₂ = f(I); h= f(I).

7. По результатам работы сделать выводы и записать их в отчет.

Контрольные вопросы и задания.

1. Нарисуйте схему передачи электроэнергии от генератора электростанции до потребителя.

2. Каким напряжением выгодно передавать заданную мощность (высоким или низким) и почему?

3. Что такое потеря напряжения в линии? Как её можно определить?

4. 0т чего зависит потеря мощности в ЛЭП

5. Что такое коэффициент полезного действия линии и как он определяется?

6. Как найти сопротивление линии электропередачи?

7. Какие отклонения напряжения на зажимах электроприемников допускаются ГОСТом?

8. Расскажите о цели, порядке выполнения лабораторной работа.

9. Соберите схему лабораторной установки.

Лабораторная работа № 3

Последовательное соединение резистора, катушки индуктивности и конденсатора

Цель работы:

1) проверить основные соотношения для цепи, содержащей последовательно соединенные активные и реактивные элементы;

2) ознакомиться с построением векторных диаграмм напряжений и токов, а также треугольников сопротивлений и мощностей.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒

Читайте также:

Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?

Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 34; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 52.15.199.188 (0.126 с.)