Электроснабжение. учебно-методическое пособие. Сергеев В.А., Мамонтов Д.А

4.3. Запись результатов эксперимента

Для осуществления записи результатов эксперимента необходимо выполнить «клики» мышкой по следующей схеме:

1.Правой кнопкой мыши кликнуть на сохраненной осциллограмме и в открывшемся «окне» записать название осцилограммы по типу « ток в опыте 6.1», после чего сохранить запись и закрыть «окно».

2.Меню «File» → Save Image – сохраняет текущее изображение осциллограммы в виде файла с расширением « bmp», с целью ее дальнейшего исследования. Все

осциллограммы и спектрограммы должны быть записаны в единый файл на «Рабочем столе компьютера» (ноутбука) и представлены в отчете по лабораторной работе.

2.Необходимо присвоить осциллограмме порядковый номер и сохранить в созданную на «Рабочем столе» папку.

3.Сохранить, как описано выше спектрограмму , присвоив файлу порядковый номер и сохранить в созданную на «Рабочем столе» папку.

5. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерения в настоящей лабораторной работе проводятся с помощью пристроенных (выносных) шунтов (для измерения тока) или делителей напряжения для измерения мгновенных значений напряжения. Принципиальная схема проведения измерений показана на рисунке 2.14.

71

Рис. 2.14. Принципиальная схема измерения тока в электрической схеме стенда

ВНИМАНИЕ! При выполнении измерений на стенде №1 (левая половина стенда) необходимо постоянно удерживать нажатой кнопку QSA( или QSB, QSC).

При выполнении измерений на стенде №2 ( правая половина стенда) необходимо предварительно перед началом измерений не включая стенд выключателем QF нажать один из кнопочных выключателей QSA( или QSB, QSC) в зависимости от цепи в которой производятся измерения.

72

6. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

ВНИМАНИЕ! В целях обеспечения безопасности работы студентов на стенде категорически запрещается:

- производить любые манипуляции с выносными приборами и оборудованием при включенном питании стенда (( включенном выключателе QF1);

-одновременно касаться выносных шунтов и

заземленных частей установки при включенном выключателе QF1;

КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ!! Использовать неисправные или неоткалиброванные провода, штекерные зажимы или голые проводники.

Все манипуляции с кнопками QSA, QSN и

переключателями SB1-SB4 необходимо выполнять одному человеку, действующему одной рукой.

6.1. Симметричный режим холостого хода трансформатора по схеме Y/Δ

Включить QF1 и SA12. Об исправном состоянии стенда свидетельствует загорание лампы "СЕТЬ" и ламп HL1HL3. Записать показания всех приборов в табл. 2.3. Переключая SA1, записать напряжение на фазах. Переключатели SB5-SB7 и SB4 должны быть выключены (для SB5-SB7 – "вниз", SB4 должен быть установлен горизонтально).

Подключить фазометр к фазам А, В, С поочередно. Занести в табл. 2.3 его показания. Подключить к клеммам кнопки QSA выносной шунт для измерения тока. Кратковременно нажав "RUN" в режиме "DSO" на экране виртуального осциллографа и QSA, записать показания формы тока в фазе. Правильно произведенная запись должна находиться посредине экрана и быть не менее 4 клеток по

73

вертикали. Количество периодов тока должно быть не более трех.

Произвести запись тока в фазе А используя выносной делитель напряжения как показано на рис. 2.14.

Пример записанной кривой тока представлена на рис. 2.15.

Рис. 2.15. Пример записанной осциллограммы тока

Перейти в подрежим «Spectrum Analyzer». Записать спектр тока . Пример спектра тока показан на рис. 2.16.

Рис. 2.16. Пример записанного спектра тока

74

75

ВНИМАНИЕ! При записи спектра тока необходимо правильно установить маркеры по частоте и амплитуде ( не менее двух маркеров!) как показано на рисунке 2.4.

По окончании записи спектра тока записать параметры в таблицу, вид которой представлен ниже:

Таблица 2.4 Гармонический состав экспериментально наблюдаемых токов

и напряжения

Частота, 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Гц

Номер опыта _____

Амплитуда , дБ

Амплитуда , мВ

Произвести измерения угла сдвига фаз в фазах В и С с помощью фазометра, для чего виртуальный осциллограф и выносные шунты от лицевой панели стенда отключить.

6.2. Несимметричный режим холостого хода при наличии различной проводимости фаз на землю в системе

Y/Δ

Установить переключатели XS1 – 4 мкф, XS2 – 14 мкф, XS3 – 32 мкф, после чего подключить батарею емкостей к схеме тумблерами SB5-SB7. Повторить измерения токов и напряжений, как указано в п. 6.1. Результаты занести в табл. 2.3 и 2.4.

76

ВНИМАНИЕ : На стенде №1 (левой панели стенда) значения емкостей соответствуют следующим положениям галетного переключателя: I – 2 мкф; II10 мкф;III20 мкф; IV30 мкф.

6.3. Симметричная нагрузка фаз в системе Y/Δ

Отключить тумблеры SB5-SB7. Последовательно включить тумблеры SB8-SB10, создав равномерную нагрузку по фазам. Записать показания всех приборов, мгновенные значения токов и напряжений, а также тока, протекающего через амперметр А5 (по схеме измерения тока) и напряжения между фазами В и С (на стороне НН). Все результаты занести

втабл. 2.3 и 2.4.

6.4.Симметричная нагрузка трансформатора в системе Y/Δ

Включить тумблером SB8 нагрузку в фазам трансформатора на стороне НН. Включить на стороне ВН переключатели SB5-SB7, обеспечив те же значения емкостей фаз, что и в опыте 6.2. Записать показания всех приборов как указано в п. 6.3.

6.5. Обрыв фазы А на холостом ходу при схеме соединения обмоток Y/Δ

Отключить нагрузку в фазах В и С (выключатели SB9, SB10), затем отключить выключатель SB1. Записать напряжение и ток в поврежденной фазе А, а также напряжение и ток в неповрежденной фазе В на осциллограф и спектроанализатор как указано в п. 6.1. Затем отключить тумблером SB6 емкость в фазе В на стороне ВН трансформатора и записать осциллограмму тока в фазах А и В при возникновении резонанса. Показания фазометра не определять!

77

ВНИМАНИЕ! Во избежание большого броска тока после окончания опыта произвести вначале включение нейтрали выключателем SB4, и лишь затем включить фазу А выключателем SB1.

6.6. Несимметричная нагрузка фаз при симметричном питании.

ВКЛЮЧИТЬ тумблером SB8 нагрузку в фазам А и В трансформатора на стороне НН. Нагрузку в фазе С НЕ ВКЛЮЧАТЬ. Включить на стороне ВН переключатели SB5SB7, обеспечив те же значения емкостей фаз, что и в опыте

6.2.Записать показания всех приборов как указано в п. 6.3.

6.7.Симметричная нагрузка фаз при несимметричном питании.

ВКЛЮЧИТЬ тумблером SB8 нагрузку в фазам трансформатора на стороне НН. Включить на стороне ВН переключатели SB5,SB6, а тумблер SB7 НЕ ВКЛЮЧАТЬ, обеспечив те же значения емкостей фаз, что и в опыте 6.2. Записать показания всех приборов как указано в п. 6.3.

6.7. Несимметричная нагрузка фаз при несимметричном питании

Имитация несимметричного питания: ВКЛЮЧИТЬ

SB1, SB2, SB3 не включать.

Имитация несимметричного питания: ВКЛЮЧИТЬ тумблером SB8 нагрузку в фазам трансформатора на стороне НН. Включить на стороне ВН переключатели SB5,SB6, а тумблер SB7 НЕ ВКЛЮЧАТЬ, обеспечив те же значения емкостей фаз, что и в опыте 6.2. Записать показания всех приборов как указано в п. 6.3.

78

6.8. Опыт резонанса при холостой нагрузке

Внимание! При попытке получения резонанса трансформатора без полезной нагрузки в силу параметров лабораторного стенда резонанс может не возникнуть в некоторых фазах. Для получения резонанса холостого хода необходимо выставить одинаковые емкостные составляющие ВН (по 14 мкФ на фазу), включить SB1, SB2, SB3. При поочередном выключении SB1, SB2 и SB3 необходимо следить на показаниями приборов. Посредством показаний сделать вывод о возникновении/не возникновении явления резонанса.

6.9. Опыт резонанса при несимметричной нагрузке

Для получения явления резонанса необходимо выставить одинаковые емкостные составляющие ВН (по 14

Явление резонанса характеризуется возрастанием тока в одной или нескольких фазах и характерным звуком. Сделать

6.10. Повторить опыты (эксперименты) 6.1- 6.9 при включенной нейтрали трансформатора SB4, обозначив эти опыты номерами соответственно. Внести результаты всех измерений в таблицу.

После окончания всех измерений убрать рабочее место и предъявить результаты измерений преподавателю, проводящему занятие. По его указанию произвести копирование на внешний накопитель осциллограмм тока и напряжения для последующего домашнего анализа.

После окончания всех работ выключить лабораторную установку и персональный компьютер.

79

7. ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

7.1. Для того чтобы найти все параметры несинусоидальных колебаний необходимо предварительно определить амплитуды токов составляющих спектра (в амперах) по следующей методике:

а) определить I1m, I2m, I3m … I9m в децибелах, используя данные табл. 6.2. Затем по осциллограмме тока найти амплитудное значение тока в милливольтах Im (mV). Это значение указано в правом нижнем углу осциллограммы при величине VRMS (см. рис. 6.1);

б) найти амплитудное значение тока в миллиамперах, используя формулу:

где 0,11 – сопротивление токового шунта в Ом.

в) определить амплитуды гармонических составляющих спектра в долях от амплитуды первой гармоники тока, по следующей формуле:

(2.2)

г) Затем предполагаем, что I1m* = 1 и определим коэффициент перевода К составляющих амплитуд спектра в долях от I2m* = I1m*/к1 , где: к1- значение I2m* в (2.2).

где: Im – амплитуда тока в амперах, определяющаяся по осциллограмме тока;

К – масштабный коэффициент, который можно найти из

(2.3) по формуле (2.12) , Im- по (2.1):

80