1. Правила техники безопасности и эксплуатации электроустановок лабораторий

1) Приступать к выполнению лабораторной работы разрешается только по-сле инструктажа по технике безопасности.

2) Эксперименты и испытания проводить на том стенде, который указан преподавателем.

3) Все переключения в схеме производить при снятом напряжении и полной остановке машин. При наличии в схеме конденсаторов необходимо предвари-тельно разрядить их с помощью перемычки.

4) Перед включением схемы (после ее проверки) убедиться в том, что никто из людей не находится в контакте с элементами схемы.

5) При включении схемы нужно быть готовым к быстрому ее отключению, если в этом возникнет необходимость.

6) При обнаружении каких-либо неисправностей в схеме, появлении запаха дыма, чрезмерном нагреве элементов и т.п. немедленно отключить схему и доло-жить преподавателю или дежурному лаборанту.

7) В обращении с электроустановками необходимо проявлять осторожность: никогда не касаться одновременно какого-либо элемента схемы и заземленных частей оборудования (корпус прибора, электрическая машина, фундаментная плита, батареи, трубы центрального отопления и т.п.).

8) При поражении электрическим током немедленно снять напряжение и

принять меры к спасению пострадавшего.

9) Перед сборкой схемы экспериментальной установки необходимо ознако-

миться с паспортными данными исследуемой машины и установить ожидаемые предельные значения измеряемых величин – тока, напряжения и мощности. На основании этого подбираются соответствующие измерительные приборы, непра-вильный выбор которых ведет либо к понижению точности измерений, либо к их повреждению. При включении многопредельных измерительных приборов перед первым включением схемы устанавливается наибольший предел измерения, кото-рый затем в процессе испытаний уменьшается до необходимого.

10) Перед включением любой схемы движки регулирующей аппаратуры (автотрансформаторов, потенциометров и реостатов) необходимо установить в положение, которое обеспечивает минимум напряжения и тока в схеме.

11) Схемы разрешается включать только после проверки преподавателем или дежурным лаборантом правильности монтажа.

12) При выполнении лабораторной работы особое внимание должно быть уделено положениям, выделенным в тексте, несоблюдение которых ведет к ава-рии, выходу лабораторного оборудования из строя, а в некоторых случаях и к травмам как самого работающего, так и его товарищей.

Соблюдение правил техники безопасности и правил эксплуатации оборудования обязательно!

2. Трансформаторы

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования одной системы переменного тока (первичной) в другую той же частоты (вторичную), имеющую в общем случае другие характеристики, в частности, напряжение и ток.

Простейший трансформатор состоит из сердечника, набранного из листовой трансформаторной стали и двух или нескольких обмоток, связанных между собой электромагнитно. Трансформатор является обратимым аппаратом и может слу-жить как для увеличения, так и для уменьшения напряжения. Трансформаторы, предназначенные для увеличения напряжения, называют повышающими, а для уменьшения – понижающими.

Работа трансформатора основывается на принципе электромагнитного взаимодействия двух или, в общем случае, любого числа контуров, неподвижных относительно друг друга. Если к зажимам одной из обмоток приложить нап-ряжение, периодически изменяющееся во времени, то в этой обмотке возникнет переменный ток, который создает в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток, сцепляющийся с обмотками. Под действием магнитного потока во вторичной обмотке возникает переменная ЭДС. Если к зажимам этой обмотки подключить приемник электрической энергии, то по вторичному контуру будет протекать ток.

Основные соотношения в трансформаторах описываются уравнениями равновесия электродвижущих и намагничивающих сил, непосредственно вытекающими из схемы замещения трансформатора. Параметры схемы замещения определяются из опыта холостого хода (х.х.) и короткого замыкания (к.з.).

Лабораторная работа 1

ИСПЫТАНИЕ ДВУХОБМОТОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА МЕТОДОМ ХОЛОСТОГО ХОДА И КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с косвенным методом испытаний транс-форматоров; научиться проводить опыты х.х. и к.з.; закрепить теоретические зна-ния; научиться вести расчет параметров х.х. и к.з. и использовать их для расчета рабочего режима трансформатора [1, с. 362–386, 406–412, 419–430; 2, с. 241–245, 274–283, 293–305; 3, с. 162–165, 181–188, 199–207].

1.1. Экспериментальная часть

1) Провести опыт х.х.

2) Снять характеристики I₀ = f(U₁); P₀ = f(U₁); cos₀ = f(U₁).

3) Провести опыт к.з.

1.2. Расчеты и построения

1) Построить снятые характеристики х.х.

2) Вычислить параметры схемы замещения из опытов х.х. и к.з.

3) Начертить схему замещения трансформатора с указанием расчетных величин.

4) Рассчитать и построить рабочие характеристики трансформатора U₂ = f(k_н ) и  = f(k_н) для двух значений коэффициента мощности (cos₂ – по заданию преподавателя и cos₂ =1).

1.3. Методические указания к выполнению экспериментальной части

Для выполнения экспериментальной части работы при испытаниях трехфаз-ного трансформатора собрать схему, приведенную на рис. 1, а при испытаниях однофазного трансформатора – схему на рис. 2.

Рис. 1

Схема (см. рис. 1) значительно упрощается при наличии комплекта измери-

тельных приборов (КИП), который включается между автотрансформатором Т1 и испытуемым трансформатором Т2.

Рис. 2

Опыт х.х. Поскольку ток х.х. трансформатора составляет лишь несколько процентов от номинального, опыт х.х. удобнее проводить, подавая питание на об-мотку низкого напряжения (НН). В обмотку высокого напряжения (ВН) в этом случае включается вольтметр с необходимым пределом измерения. После провер-ки схемы и ее включения с помощью автотрансформатора поднимается напряже-ние на зажимах испытуемого трансформатора до (1,1–1,2)U_н. Записываются показания приборов, затем напряжение снижается до номинального и т. д. Всего производится 6–8 измерений. Результаты опыта заносятся в табл. 1.

Условимся обмотку ВН считать первичной, обмотку НН – вторичной и будем присваивать всем величинам соответствующие индексы «1» и «2».

Таблица 1