электротехника / 2.118 / ЛР 3

Лабораторная работа N 3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 3

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ.

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ИНДУКТИВНОЙ КАТУШКИ И КОНДЕНСАТОРА В ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1.1. Овладение методикой экспериментального определения параметров элементов схем замещения приемников электрической энергии переменного тока.

1.2. Овладение методикой компенсации реактивной мощности.

1.3. Исследование цепи при изменении емкости конденсаторов.

1.4. Изучение режима резонанса токов.

2.ОБЪЕКТЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Схема электрической цепи

рис. 3.1.

2.2. Описание лабораторной установки.

Объекты исследования – реальная индуктивная катушка, обладающая активным R_k, индуктивным X_L, полным Z_k сопротивлениями и индуктивностью L, и батарея конденсаторов емкостью С (из блока конденсаторов стенда), а также их параллельное соединение.

Регулирование величины действующего значения синусоидального напряжения, подаваемого на вход исследуемой цепи, осуществляется автотрансформатором TV, подключаемым к клеммам «А» и «О» распределительного блока стенда.

Измерение напряжения осуществляется вольтметром PV; измерение токов на входе и на отдельных участках цепи – амперметрами PA₁, РА₂, РА₃. Активная мощность цепи измеряется ваттметром PW.

2.3. Наименование электроизмерительных приборов (ЭИП) и их характеристика

Наименование ЭИП	Тип	Система	Род тока	Класс точности	Предел измерений	Цена деления	Конструкция

3. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ.

3.1. Подготовить бланк протокола.

3.2. Изучить по конспекту лекций и учебникам теоретический материал.

3.3. Пройти собеседование и получить допуск к работе.

3.4. Собрать электрическую цепь, схема которой изображена на рис. 3.1. Вольтметр PV следует подключить к выходным клеммам автотрансформатора TV. Рукоятка автотрансформатора должна быть повернута против часовой стрелки до упора, что обеспечивает минимальное выходное напряжение. Все конденсаторы выключить.

3.5. Подключить цепь к источнику и установить поворотом рукоятки автотрансформатора TV по часовой стрелке напряжение U=100 В.

Исследовать параметры активно-индуктивного приемника электрической энергии (реальной индуктивной катушки). Снять показания приборов и занести их в таблицу 3.1.

Таблица 3.1.

Измерено			Вычислено
U, В	Ik, А	Р, Вт	cos  k	tq  k	Qk, вар	R, Ом	XL, Ом

3.6. Рассчитать емкость батареи конденсаторов (компенсирующего устройства), которую необходимо подключить параллельно активно-индуктивному приемнику, чтобы повысить коэффициент реактивной мощности до значения tg = (задается преподавателем).

Подключить батарею конденсаторов рассчитанной или близкой к расчетной емкости С параллельно активно-индуктивному приемнику, снять показания при том же напряжении и занести их в таблицу 3.2.

Таблица 3.2.

Измерено						Вычислено
U, В	P, Вт	I, А	Ik,, А	Ic, А	C, мкФ	cos 	tq 	Qc, вар	Q, вар

3.7. Включить три конденсатора суммарной емкостью 1,75 мкФ.

Измерить токи в ветвях с индуктивной катушкой I_k, конденсатором I_c, ток в неразветвленной части цепи I и активную мощность цепи Р.

Результаты измерений внести в первую строку табл. 3.3.

Таблица 3.3.

№ п/п	Измерено						Примечание
	U, В	I, А	P, Вт	Ik, А	Ic, А	С, мкФ
1
2
3
4
5
6
7

Испытание провел студент________________________________

Результаты испытаний просмотрены________________________

3.8. Постепенно увеличивая емкость конденсаторной батареи, сделать еще 6 замеров по приборам. Четвертый замер должен соответствовать минимальному току в неразветвленной части цепи, седьмой – максимальной емкости С=30 мкФ.

3.9. По данным табл. 3.1. рассчитать для цепи с параллельным соединением индуктивной катушки и конденсатора полную мощность S, реактивную мощность Q, полное сопротивление Z, коэффициент мощности cos , разность фаз напряжения U и тока I в неразветвленной части цепи 

Результаты расчетов внести в таблицу 3.4.

Таблица 3.4.

№ п/п	Вычислено					Примечание
	S, ВА	Q, вар	Z, Ом	cos φ	φ
1
2
3
4
5
6
7

Расчетные формулы:

3.11. По данным табл. 3.3.-3.4. построить в одной системе координат графики зависимостей от «С» следующих величин: I, I_k, I_c, P, Q.

3.12 По данным табл. 3.3.-3.4. построить в одной системе координат графики зависимостей от «С» следующих параметров: Z, cos φ, φ.

3.13. Построить векторные диаграммы электрической цепи для трех случаев:

• активно-индуктивный характер цепи;

• активно-емкостный характер цепи;

• резонанс токов.

3.14. Сформулировать и записать выводы по работе.

4