Порядок выполнения работы

1. Собрать поочерёдно электрические схемы в соответствии с рис. 3.4, 3.6, 3.7 и произвести измерения величин токов и напря­жений. В качестве приемников энергии использовать проволочные реостаты, одни и те же для всех трех схем, не изменяя их сопротив­лений, при этом ползунки реостатов установить в положения, соот­ветствующие максимальным значениям их сопротивлений.

2. Согласно измеренным величинам токов и напряжений, вычис­лить сопротивления каждого реостата и эквивалентное сопротивление каждой цепи относительно зажимов источника энергии. Полученные результаты свести в табл. 3.1.

3. Вычислить, исходя из величин r₁, r₂, r₃ эквивалентное сопро­тивление r_экв каждой из цепей. Сравнить полученные результаты с опытами.

4. Вычислить аналитически силу токов в приемниках для всех трех схем, считая известными сопротивления приемников и напряжение источника питания. Полученные токи сравнить с измеренными.

5. Сделать выводы по работе.

Таблица 3.1

Результаты проверки основных законов электрических цепей

Соединение

Измерения

Вычисления

U, В

U1, В

U2, В

U3, В

I, А

I1, А

I2, А

I3, А

rэкв, Ом

r1, Ом

r2, Ом

r3, Ом

Последовательное

Параллельное

Смешанное

Контрольные вопросы

1. Какие соединение резисторов называется последовательным?

2. Чему равно эквивалентное сопротивление цепи с последовательно включенными резисторами?

3. При каких условиях применяется последовательное включение резисторов (приемников)?

4. Какое соединение резисторов называется параллельным?

5. Как определить для параллельного соединения эквивалентное сопротивление и эквивалентную проводимость?

6. При каких условиях можно включать параллельно приемники электрической энергии?

7. Почему схема параллельного включения приемников является

основной?

8. Какое соединение резисторов называется смешанным?

9. Как определить для смешанного соединения эквивалентное сопротивление?

Лабораторная работа № 4 Измерение потери напряжения в проводах

Цель работы: научиться определять допустимые потери и отклонения напряжения в трехфазных сетях до 10кВ.

Основные понятия

Расчет трехфазных сетей напряжением до 10 кВ по потере напряжения

Допустимые потери и отклонения напряжения. Напряжение в электрической сети изменяется вследствие потери напряжения в активных и индуктивных сопротивлениях проводов и кабелей. Оно уменьшается по направлению, от источника питания к потреби­телю.

Номинальное напряжение сети численно равно номинальному напряжению приемни­ков электроэнергии, при котором обеспечивается их нормальная работа.

Потерей напряжения ΔUна каком-либо участке сети называют алгебраическую раз­ность между значениями напряжения в начале и в конце этого участка сети. Потери напряжения на участке определится как

Потеря напряжения в процентах от номинального напряжения

Для возмещения потерь напряжения в сети и для обеспечения электроприемников на­пряжением, близким к номинальному, источники питания (генераторы, трансформаторы) изготовляют с расчетом создания на их зажимах напряжения на 5 % выше номинального.

Приемники электрической энергии (двигатели, электрические лампы освещения и т.п.) для экономичной их эксплуатации должны обеспечиваться качественной электриче­ской энергией. Одним из основных условий качества электроэнергии является отличие Действительного подводимого напряжения к электроприемнику от номинального напря­жения, на которое он рассчитан для нормальной работы.

Отклонением напряжения V называют алгебраическую разность между действитель­ным напряжением на зажимах электроприемника U и его номинальным напряжением . на которое он рассчитан для нормальной работы:

Таким образом, отклонение напряжение может быть как положительным, так и отри­цательным.

Относительным отклонением напряжения называют отклонение напряжения, выра­женное в процентах от номинального:

Электроприемник работает тем лучше, чем меньше отклонения напряжения на его зажимах от номинального. Недопустимые отклонения напряжения в сети от номинального напряжения электроприемников приводят к нежелательным последствиям. Так, например при снижении напряжения на 10 % световой поток ламп накаливания снижается примерно на 30 %, а при повышении на 10 % срок службы ламп сокращается примерно в пять раз.

Электродвигатели меняют свои характеристики при изменении напряжения на их клеммах. Известно, что вращающий момент трехфазного асинхронного двигателя пропор-ционален квадрату напряжения на его зажимах. При значительном отклонении напряже­ния пусковой момент двигателя может оказаться меньше момента сопротивления меха­низма и двигатель не будет работать при включении. При увеличении напряжения на за­жимах статора выше номинального намагничивающий ток и реактивная мощность элек­тродвигателя возрастают, что приводит к уменьшению коэффициента мощности cosp.-Кроме того, увеличиваются потери на нагревание статора и общий перегрев двигателя, а это приводит к более быстрому износу изоляции.

Отклонения напряжения наносят большой ущерб жилищно-коммунальным потреби­телям. Повышение напряжения в ночное время вызывает массовое перегорание ламп на лестничных клетках жилых домов и других зданий, а также преждевременный выход из строя электродвигателей лифтов. Нестабильность напряжения в различное время суток вы­зывает преждевременное перегорание сопротивлений нагревательных приборов и уско­ренный износ частей телевизоров и радиоприемников. Увеличивается применение инди­видуальных стабилизаторов напряжения, ухудшающее режим работы городской сети, так как коэффициент мощности телевизоров при этом снижается с 0,95 до 0,88, что увеличива­ет потери энергии.

Учитывая эти обстоятельства, ПУЭ регламентируют допустимый предел отклонения напряжения от номинального у потребителей электроэнергии (табл.6.1).

Таблица 4.1