Порядок выполнения работы

Сечение исследуемых проводников имеет значение S = 1,5 – 2,5 – 4 мм², сечение вторичной обмотки трансформатора равно 6 мм².

Проводники исследуются при их открытой прокладке в воздухе.

Измерение температуры проводников осуществляется через интервалы времени 30 с датчиком температуры TP-01 (рабочий диапазон –50 – +250 ^оС, погрешность ±3 ^оС), подключаемым к цифровому мультиметру M890G. Датчик температуры TP-01 закреплен на оголенном участке проводника (см. рис. 2.2). Указанный датчик входит в комплект поставки мультиметра M890G. Для отсчета времени использовался секундомер. При исследовании проводников с бόльшими сечениями возможно использование часов с отсчетами температуры через 1 мин.

Значения температуры проводников при проведении экспериментов заносятся в табл. 2.1. Рекомендуемое число строк в табл. 2.1 – 30.

Таблица 2.1

Таблица результатов измерений

	S= 1,5	S= 2,5	S= 4
t, мин	Q,
0	20	17	17
0,5	28	21	20
1	35	27	22
1,5	40	31	23

При различной температуре окружающей среды содержимое табл. 2.2 будет различным.

Определение постоянной времени нагрева проводников

Для построения графиков изменения температуры нагрева проводников в функции времени Θ(t) следует результаты измерений из табл. 2.1 перенести в таблицу программного пакета Microsoft Exsel, после чего автоматически может быть получена графическая интерпретация исследуемого процесса.

Процесс изменения температуры Θ проводов при нагреве и охлаждении, полученный по результатам экспериментов, изображен на рис. 2.3.

Постоянная времени τ при нагреве и охлаждении проводников может быть определена по экспериментальным данным следующим упрощенным способом.

Как известно, температура проводника Θ, изменяясь по экспоненте, достигает уровня 0,95 Θ_уст (где Θ_уст – установившаяся температура процесса) за время, примерно равное 3 τ.

По рис. 2.3 легко определяется как приращение температуры проводника Δ Θ = 0,95 Θ_уст, так и интервал времени Δt = 3 τ, за который достигается температура проводника, равная 0,95 Θ_уст. Путем деления значения Δt на 3 получаем значение τ.

Результаты проведенных исследований сведены в таблицу 2.2.

Θ, ^оС

t, с

Рис. 2.3. Процесс изменения температуры Θ проводов при нагреве и охлаждении

Таблица 2.2

Результаты обработки полученных экспериментальных данных

Сечение проводника S, мм2	Интервал времени при нагреве Δt = 3 τ, мин	Интервал времени при охлаждении Δt = 3 τ, мин	Постоянная времени нагрева τнагр, мин	Постоянная времени охлаждения τнагр, мин
1,5	4,5	4,0	1,5	1,33
2,5	5,5	4,5	1,83	1,5
4	6,5	6	2,17	2

Полученные результаты экспериментального исследования процесса нагрева проводников позволяют сделать следующие предварительные выводы (окончательные выводы могут быть сделаны после проведения дополнительных аналитических и экспериментальных исследований):

1. Постоянные времени τ при нагреве и охлаждении проводников различны.

2. Предложенная профессором Брагиным С.М. в [4] математическая модель процесса нагрева проводника по экспоненте является приближенной.

3. Необходимо разработать и экспериментально проверить на стенде точную математическую модель процесса нагрева проводника.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Цель работы.

2. Схему лабораторного стенда (рис. 2.1).

3. Таблицы 2.1 и 2.2.

4. Рис.2.3.

5. Вывод о точности полученных значений τ.

6. Рекомендации по уточнению методологии исследований.

Пп. 5, 6 – факультативно.

Лабораторная работа № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМОВ

ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Цель работы. Ознакомление с практическими приемами получения графиков нагрузки по показаниям стре­лочных приборов. Получение навыков по расчету коэффициента несимметрии напряжения при известных графиках нагрузки фаз и оценке качества электрической энергии сети по ГОСТ 13109-97 [8].

Описание расчетной схемы

Расчетная схема сети приведена на рис. 5.1. На ней изображены: питающий трансформатор Т, однофазные электроприёмники ЭП₁, ЭП₂, ЭП₃, амперметры А, активное фазное сопротивление токопровода r_пр (реактивная составляющая принята равной нулю). Режим работы электроприёмников ЭП имитируется с помощью электронной медали стенда [9]. Моделируемые графики тока нагрузка имеют ступенчатую форму и отличаются чисто активным характе­ром. Токи нагрузки фаз фиксируются с помощью амперметров А.

Рис.5.1. Схема трехфазной электрической сети с

однофазными электроприемниками