Лабораторна робота № 2

"Дослідження режимів роботи електричного кола постійного струму"

Мета роботи - дослідження основних режимів роботи реального електричного кола, виявлення чинників, що перешкоджають необмеженому збільшенню кількості електроенергії, що передається приймачам по лініям електропостачання (ЛЕП); визначення граничної потужності, яку можливо передати приймачам в електричному колі, і засоби її підвищення.

Домашня підготовка

- вивчити поданий матеріал з роботи [1]. Можна вивчити ці питання за будь-яким іншим підручником;

- вивчити це керівництво;

- підготувати бланк звіту про роботу.

 

Порядок виконання роботи

- зібрати коло (рис. 1), що складається з моделі лінії електропостачання (ЛЕП) і приймачів електроенергії. Дроти ЛЕП підвішені на ізоляторах і підключені до затискачів НЛ1-КЛ1 і НЛ2-КЛ2 (НЛ - початок; КЛ - кінець лінії). Напруга U₁ на вході ЛЕП (вольтметр PV1) надходить крізь вимикач QF~ і запобіжник FU1 на затискачі А - N стенду. Напруга U₂ на виході ЛЕП (вольтметр PV2) надходить на приймачі електроенергії - лампи розжарювання (затискачі "а-х", "в-у", "c-z"). Сумарний струм приймачів вимірюється амперметром РА, а потужність - ватметром PW;

- дослідження режиму холостого ходу. Ввімкнути QF~ і вимкнути всі лампи. Записати в рядку 1 табл. 1 показання приладів;

- дослідження режиму роботи кола при збільшенні навантаження. Ввімкнути одну лампу. Записати в рядку 2 табл. 2 показання приладів. Збільшити кількість ввімкнених ламп. Заповнити рядки 3…7 табл. 1.

Звернути увагу на зміну яскравості ламп, нагрівання і провисання дротів ЛЕП.

Результати досліджень записати в табл.1. Оцінку яскравості ламп і провисання дротів робити словами: збільшується, зменшується, а нагріва дротів - не червоніють, червоніють, дуже червоніють;

- дослідження режиму короткого замикання для чого вимкнути вимикач QF~ (по міркуванням безпеки), встановити перемичку "П" між затискачами "с" і "z" (по схемі - рис. 1), ввімкнути QF~. Показання приладів записати в рядок 8 табл. 2. Вимкнути QF~, зняти перемичку "П."

УВАГА! В режимі к.п. запис показань приладів виконати швидко, не припускаючи надмірного провисання дротів ЛЕП;

-дослідження можливості підвищення рівня потужності, що передається по ЛЕП. Підвищити напругу U₁ на вході ЛЕП, для чого переключити дріт від затискача "N" на затискач "С" (показане пунктиром на рис. 1). Повторити дослідження за пунктами за всіма пунктами, але з вищою напругою. Показання приладів записати в рядки 9…16 табл. 1.

Оформлення звіту

- за даними табл.2 для рядків 9...16 розрахувати потужність, що генерується джерелом в коло Р₁ = U₁×I, втрати потужності в дротах ЛЕП ∆Pл = P1-P2 (або ∆Pл = Rлеп×I²), к.к.д. кола η = P2/P1, еквівалентний опір приймачів Rн = U₂/I;

- за даними рядків 9...16 табл. 2 побудувати залежності U₂=f(I), P₁=f(I), P₂=f(I), η=f(I). Відзначити на них точки режимівх.х., к.з., узгодженого і номінального, вважаючи η =0,9;

Письмово відповісти на питання:

1. Як і чому змінюється напруга U₂ в кінці ЛЕП (на навантаженні) при збільшенні струму навантаження I? Яка вона прих. х.?

2. Що доцільно робити для збільшення величини потужності, що передається по ЛЕП?

3. Як і чому змінюється потужність Р₂, що споживається навантаженням при безперервному збільшенні струму навантаження I і потужності джерела Р₁? Які явища в дротах ЛЕП, що спостерігалися вами, підтверджують вашу відповідь?

За даними експерименту к.з. (п.8 або п.16) визначити опір лінії електропостачання Rлеп=U₁/Iк.з. Результат розрахунку записати поруч з зображенням ЛЕП на рис. 1. Порівняти значення опору Rлеп із значенням еквівалентного опору навантаження Rн при найбільшому значенні потужності Р₂, що споживається навантаженням.

4. При якому співвідношенні корисних (Rн) і шкідливих (Rлеп) опорів виникає узгоджений режим роботи кола? Чому недоцільна робота промислових ЛЕП в узгодженому режимі, незважаючи на те, що приймач споживає в цьому режимі максимальну потужність? Який режим застосовується для роботи промислових ЛЕП?

З табл. 2 в табл. 3 виписати найбільші значення потужності Р₂, що споживаються лампами з нижчою (А-N) і вищою (А - С) напругами живлення ЛЕП U₁. Значення цих напруг також записати в табл. 3. Обчислити, у скільки разів підвищилася напруга живлення ЛЕП U₁ (співвідношення 1) і в скільки разів при цьому збільшилась максимальна потужність P_2max, що передається приймачу по ЛЕП (співвідношення 2).

 

 

 

 

ЗВІТ