Правила работы в лаборатории
1.1. В начале семестра староста группы распределяет студентов на 2 подгруппы и представляет список преподавателю, ведущему лабораторный практикум.
1.2. Перед началом первого занятия студенты обязаны изучить правила техники безопасности для данной лаборатории и расписаться в журнале.
1.3. Для занятий в лаборатории необходимо иметь настоящий регламент к лабораторным работам.
1.4. Накануне дня выполнения лабораторной работы студент должен:
· ознакомиться по настоящему пособию с целью и содержанием работы;
· заготовить в рабочей тетради или с использованием компьютера бланк протокола с необходимыми таблицами в соответствии с требованиями, изложенными в описании каждой работы;
· подготовиться к ответам на вопросы, перечень которых приведен в начале описания каждой работы, после изучения теории к данной лабораторной работе.
1.5. Перед проведением работ необходимо, если это требуется по заданию, изучить дополнительные методические указания по работе с лабораторным оборудованием, ознакомиться с прилагаемым к нему техническим описанием, паспортными данными и правилами эксплуатации.
1.6. Выполнять лабораторную работу нужно в порядке, изложенном в данном регламенте. Расчеты и полученные экспериментальные результаты по каждому пункту каждый студент фиксирует в собственном бланке протокола и предъявляет преподавателю для проверки.
1.7. Для разрешения возникающих в процессе выполнения работы проблем следует обращаться к преподавателю.
1.8. Для ведения протоколов и оформления отчетов по лабораторным работам каждый студент должен иметь личную рабочую тетрадь. Если оформление отчетов будет производиться с использованием компьютера, то необходимо иметь носители информации в электронном виде.
1.9. По результатам выполнения всех пунктов работы нужно оформить и защитить отчет. Защита отчета удостоверяется подписью преподавателя и сопровождается выставлением оценки.
1.10. Перед уходом из лаборатории студент должен привести рабочее место в порядок: выключить приборы, убрать соединительные провода.
Лабораторная работа № 1
Исследование параметров однофазного трансформатора методом холостого хода
Цели и задачи лабораторной работы
В лабораторной работе необходимо:
1. Посредством прибора типа ЛАТР подавать, через определенные интервалы, первичное напряжение, контролируя при этом первичный ток, мощность и снимая напряжение выходное;
2. Приобрести навыки самостоятельной работы при работе со схемами, находящимися под напряжением;
Материалы и оборудование
1. Однофазный трансформатор мощностью 250 Ватт;
2. Прибор типа ЛАТР, встроенный в стенд;
3. Комплект К-540 для измерения первичного напряжения, тока и мощности;
4. Вольтметр, для замеров выходного напряжения.
Теоретическая часть
Опыт холостого хода.
Холостым ходом называют режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке (zн = ∞, 12 = 0). В этом случае уравнения напряжений и токов примут вид
Так как полезная мощность при работе трансформатора вхолостую равна нулю, то мощность на входе трансформатора в режиме х.х. Ро расходуется на магнитные потери в магнитопроводе Рт (потери на перемагничивание магнитопровода и вихревые токи) и электрические потери в меди I02r1 (потери на нагрев обмотки при прохождении по ней тока) одной лишь первичной обмотки. Однако ввиду небольшого значения тока 10, который обычно не превышает 2 - 10% от I1ном, электрическими потерями I02r1 можнс пренебречь и считать, что вся мощность х.х. представляет собой мощность магнитных потерь в стали магнитопровода. Поэтом) магнитные потери в трансформаторе принято называть потерями холостого хода.
Рис. 1.1 Схемы опыта х.х. трансформаторов однофазного (а), трехфазного (б)
Опыт х.х. однофазного трансформатора проводят по схеме изображенной на рис. 1.1, а. Комплект электроизмерительных приборов, включенных в схему, дает возможность непосредственно измерить напряжение U1подведенное к первичной обмотке напряжение U20 на выводах вторичной обмотки; мощность х.х. P0 и ток I0.
Напряжение к первичной обмотке, трансформатора обычно подводят через однофазный регулятор напряжения РНО, позволяющий плавно повышать напряжение от 0 до 1,15U1ном. При этом через приблизительно одинаковые интервалы тока х.х. снимают показания приборов, а затем строят характеристики х.х.: зависимости тока х.х. Iо, мощности х.х. Р0и коэффициента мощности х.х соsφ0 от первичного напряжения U1(рис. 2).
Криволинейность этих характеристик обусловлена состоянием магнитного насыщения магнитопровода, которое наступает при некотором значении напряжения U1. В случае опыта холостого хода с трехфазным трансформатором напряжение U1устанавливают посредством трехфазного регулятора напряжения РНТ (рис. 1.1, б).
Характеристики х.х. строят по средним фазным значениям тока и напряжения для трех фаз:
Коэффициент мощности для однофазного трансформатора
для трехфазного трансформатора
где Р0' и Ро" - показания однофазных ваттметров; U1 и Iо — фазные значения напряжения и тока. По данным опыта х.х. можно определить: коэффициент трансформации
ток х.х. при U1ном (в процентах от номинального первичного тока),
потери х.х. Р0.
Рис. 1.2 Характеристики холостого хода трансформатора.
В трехфазном трансформаторе токи х.х. в фазах неодинаковы и образуют несимметричную систему, поэтому мощность Р0 следует измерять двумя ваттметрами по схеме, изображенной на рис. 1.1, б. Падение напряжения в первичной ветви схемы замещения в режиме х.х. I0(г1 +jx1) составляет весьма незначительную величину, поэтому, не допуская заметной ошибки, можно пользоваться следующими выражениями для расчета параметров ветви намагничивания:
Обычно в силовых трансформаторах общего назначения средней и большой мощности при номинальном первичном напряжении ток х.х. Iо = 10 ÷ 0,6%.
Если же фактические значения тока х.х. I0ном и мощности х.х. Р0ном, соответствующие номинальному значению первичного напряжения U1ном, заметно превышают величины этих параметров, указанные в каталоге на данный тип трансформатора, то это свидетельствует о неисправности этого трансформатора: наличие короткозамкнутых витков в обмотках либо замыкании части пластин магнитопровода.
Охрана труда и техника безопасности
При работе со схемой, на которую подается напряжение необходимо выполнять следующие требования техники безопасности.
· Рабочие схемы должны включаться под напряжение только после проверки, с разрешения преподавателя и лишь после предупреждения всех студентов, работающих на данном рабочем месте.
· После выполнения изменений в рабочей схеме разрешается включать её под напряжение только с разрешения преподавателя и лишь после предупреждения студентов, работающих на данном рабочем месте.
· Во время выполнения работы запрещается:
а) производить переключения в рабочей схеме, находящейся под напряжением;
б) прикасаться к оголенным токоведущим частям приборов;
в) включать рабочую схему после каких-либо изменений в ней до проверки преподавателя;
г) оставлять без наблюдения схему, находящуюся под напряжением.
· При обнаружении неисправного состояния оборудования, измерительных приборов и проводов необходимо поставить в известность преподавателя.
· Все операции по изменению схемы соединения элементов электрической цепи надо производить в обесточенном состоянии.
· Все предпринимаемые действия проводить только после разрешения преподавателя.
