Подготовка и проведение измерений с помощью электронного мультиметра

Для измерения трех базовых электрических величин (напряжения, тока и омического сопротивления) используется мультиметр.Схема подключения показана на рисунках 1-3. До его подключения к цепи необходимо выполнить следующие операции:

- установка рода тока (постоянный/переменный);

- выбор диапазона измерений соответственно ожидаемому результату измерений;

- правильное подсоединение зажимов мультиметра к измеряемой цепи.

Рис. 1. Присоединение мультиметра как вольтметра

Рис. 2. Присоединение мультиметра как амперметра

Рис. 3. Присоединение мультиметра как омметра

Лабораторная работа № 1

Переходный процесс при симметричном коротком замыкании в электрической сети, питающейся от источника практически бесконечной мощности

 

Цель работы: изучить переходный процесс при симметричном коротком замыкании в электрической сети, питающейся от источника практически бесконечной мощности.

Основные сведения

Коротким замыканием называется всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с эффективно заземленными нейтралями трансформаторов – также замыкание одной или нескольких фаз на землю.

Замыкание одной фазы на землю в системе с изолированной или компенсированной нейтралью называется простым замыканием. При этом виде повреждения прохождение тока обусловлено главным образом емкостью фаз относительно земли.

Обычно в месте замыкания образуется некоторое переходное сопротивление, состоящее из сопротивления возникшей электрической дуги и сопротивлений других элементов на пути тока между фазами или между фазой и землей. В ряде случаев переходные сопротивления могут быть столь малы, что ими практически можно пренебречь.

Различают следующие основные виды коротких замыканий:

- трехфазное короткое замыкание. Точка короткого замыкания обозначается – К⁽³⁾;

- двухфазное короткое замыкание (междуфазное) – К⁽²⁾;

- однофазное короткое замыкание (замыкание фазы на землю) – К⁽¹⁾;

- двухфазное короткое замыкание на землю – К^(1,1).

Последствия короткого замыкания зависят от места их возникновения и продолжительности. Они могут иметь местный характер или отражаться на работе всей системы. Короткие замыкания, близкие к источникам питания, могут привести к нарушению параллельной работы генераторов с системой – к выходу их из синхронизма.

При КЗ ток в месте повреждения в несколько раз больше номинального. Поэтому даже при кратковременном протекании токов КЗ он может вызвать дополнительный нагрев токоведущих элементов выше допустимого (термическое действие тока КЗ). Кроме того, токи КЗ вызывают между проводниками большие механические усилия, которые особенно велики в начальной стадии процесса КЗ, когда ток достигает максимального значения (динамическое действие тока КЗ). При недостаточной прочности проводников и их креплений они могут быть разрушены при КЗ. При глубоком понижении напряжения двигатели могут остановиться, что вызовет большой материальный ущерб. При задержке отключения КЗ сверх допустимой продолжительности может произойти нарушение устойчивости ЭС, что является одним из наиболее опасных последствий КЗ. (рис.4.)

Рис.4. Изменение тока КЗ в цепи, питаемой от шин неизменного напряжения при максимальном значении апериодической составляющей

Электрическая схема соединений

Таблица 1

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Параметры
A1, А11	Трехфазная трансформаторная группа	3 х 80 В×А; 230 (звезда) / 242, 235, 230, 126, 220, 133, 127 В
А2, А3	Модель линии электропередачи	400 В~; 3х0,5 А 0…1,5 Гн/ 0…50 Ом 0…2´0,45 мкФ 0…250 Ом
А4	Трехполюсный выключатель	400 В ~; 10 А
А5	Трехфазная трансформаторная группа	3 х 80 В×А; 242, 235, 230, 126, 220, 133, 127 / 230 В (треугольник)
А6	Активная нагрузка	220/380 В; 50Гц; 3´0…50 Вт
А7	Индуктивная нагрузка	220/380 В; 50Гц; 3х40 Вар
А8	Блок измерительных трансформаторов тока и напряжения	3 трансформатора напряжения 600 / 3 В; 3 трансформатора тока 0,3 А / 3 В
А9	Коннектор	8 аналог. Диф. Входов; 2 аналог. Выхода; 8 цифр. Входов/ выходов
А10	Персональный компьютер	IBM совместимый, Windows XP, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI 6024E
G1	Трехфазный источник питания	400 В ~; 16 А

Порядок выполнения работы

1. Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

2. Соедините гнезда защитного заземления «» устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» трехфазного источника питания G1.

3. Соедините вилки питания 220 В устройств, используемых в эксперименте, сетевыми шнурами с розетками удлинителя.

4. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

5. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А10 и запустите программу «Многоканальный осциллограф». Настройте программу для запоминания, например, последних 30 секунд процесса.

6. Включите автоматические выключатели и устройство защитного отключения источника G1.

7. Включите ключ-выключатель источника G1.

8. Переключатель режима работы трехполюсного выключателя А4 установите в положение «РУЧН.».

9. Тумблеры делителей напряжения используемых каналов коннектора А9 установите в положение «1:1». Тумблер выбора режима работы общей точки аналоговых входов коннектора А9 установите в положение «AIGND».

10. Номинальные фазные напряжения трансформаторов А1, А11 и А5 выберите равными 127 В.

11. Выберите мощность индуктивной нагрузки А7 – 40 % от 40 Вар во всех фазах, активной А6 – 50% от 50 Вт во всех фазах.

12. Установите следующие параметры моделей линий электропередачи А2 и А3: R = 0 Ом, L/R = 1,2/32 Гн/Ом, C = 0 мкФ.

13. Нажмите кнопки «ВКЛ» включения сканирования первого и второго каналов виртуального осциллографа.

14. Нажмите кнопку «ВКЛ» источника G1. Включите выключатель «СЕТЬ» трехполюсного выключателя А4.

15. Смоделируйте короткое замыкание, нажав кнопку «ВКЛ» трехполюсного выключателя А4. Через 3-5 секунд отключите выключатель А4 нажатием на кнопку «ОТКЛ» на его передней панели. Повторите эксперимент 4-5 раз. Остановите сканирование данных программой «Многоканальный осциллограф» нажатием на виртуальную кнопку «Остановить» .

16. Отобразите записанный процесс нажатием на виртуальную кнопку .

17. Используя возможности программы «Многоканальный осциллограф», проанализируйте полученные временные зависимости тока короткого замыкания и фазного напряжения. Определите по ним момент возникновения короткого замыкания относительно фазного напряжения, ударный ток, ударный коэффициент и постоянную времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.

18. Для анализа влияния удаленности точки короткого замыкания от источника можно изменять положение точки КЗ и параметры моделей элементов. Внимание! Максимальное время существования режима КЗ не должно превышать 3-5 секунд. Запрещается устраивать короткое замыкание на гнездах источника G1 и трехфазной трансформаторной группы А11.

19. По показанию электронного осциллографа начертить график зависимости тока короткого замыкания от сопротивления.

20. Сделать вывод по работе.

 

Контрольные вопросы

1. Какие виды режимов и переходных процессов имеют место в ЭЭС

2. Что называют коротким замыканием?

3. Каковы системы токов и напряжений, применяемых в ЭЭС?

4. Каковы причины возникновения переходных процессов?

5. Каковы последствия коротких замыканий в ЭЭС?

6. Каковы основные виды коротких замыканий в ЭЭС?

7. Что такое ударный ток?

Лабораторная работа № 2

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: