1220Electrotehnica Lucrari de Laborator

Autor : Gheorghe Bogdan Dragos

-Electrotehnica Indrumator de laboratorFise de laborator

2010

CATEDRA DE ELECTROTEHNICA

- Lucrari de laborator Electrotehnica Lucrarea de laborator Nr.1. -Circuite trifazate tensiuni nesimetrice-

Schema de montaj :

Se vor determina experimental : a) Receptorul echilibrat cu neutrul conectat b) Receptorul echilibrat fr conductor neutru. c) Se vor determina pentru fiecare caz in parte respectiv (a , b) tensiuni , curenti , rezistentele a) Tabel receptor echilibrat I1 1 2 I2 I3 I0 Id Ii Ih U1 U2 U3 U0 Ud Ui Uh R1 R2 R3

b) Tabel receptor echilibrat fr conductor de neutru. I1 1 2 I2 I3 I0 Id Ii Ih U1 U2 U3 U0 Ud Ui Uh R1 R2 R3

2

- Lucrari de laborator Electrotehnica

Date pentru experiment : Se realizeaz montajul din figur , receptorul fiind rezistiv echilibrat , iar nesimetria se obtine din secundarul transformatorului prin alimentarea fazei a doua cu o tensiune redus la jumtate din a fazei 1 Se fac doua determinari , cu i fr conductor de nul , datele obtinute se trec in tabelul a) Se echilibreaz consumatorul i se fac aceleai determinri

Obs 1 : n tabelele de mai jos primul rnd conine date experimentale iar al doilea datele calculate Obs 2 : Asimetria realizat din transformatorul se datoreaz alimentrii cu valori diferite ale tensiunilor de faz . Prin simulare numerica se studiaz consumatorul . Instrumente pentru experiment : 3 Ampermetre 1 Voltmetru 1 Transformator trifazat 1 ntreruptor 3- Rezistoare - Placaj , Borne , Bormaina , Burghie , Patent , Surubelni , Clete

3

- Lucrari de laborator Electrotehnica Punctaj 1P 1P 1P 0,5 P 1P 1P 1P 1P 1P 1P Competene dobndite Respect procedurile de calitate a lucrrii executate Verific starea de funcionare a aparatelor de masur si control Execut lucrri pregtitoare conform fisei de lucru Alege scule , dispozitive , materiale pentru tema dat Respect N.T.S.M i P.S.I Analizeaz calitatea materialelor i sculelor respectiv componentelor specifice . Identific corect elementele schemei Explic corect si fluent functionarea schemei i rolul acesteia. Organizeaz economic locul de munca . Asigur functionarea instalatiei Puncte sczute / Observaii /* /* /* /* /* /* /* /* /* /*

4

- Lucrari de laborator Electrotehnica Lucrarea de laborator Nr.2. -Schimbarea sensului de rotatie al unui motor asincron trifazatSchema montaj :

Se vor executa urmatoarele : a) S se verifice schema ! b) Noteaz pe schem toate contactele ! c) S se realizeze montajul din figur ! d) Dup terminarea montajului , verificarea se va efectua cu aparatul de masur si apoi se va pune sub tensiune .

5

- Lucrari de laborator Electrotehnica Instrumente pentru experiment : 1- Mavo 35 , ampermetru , voltmeru 2- Contactori TCA 10 sau Contactori CC 6 1- Releu termic TSA 32 3 Sigurane fuzibile de 35 A - circuit for 2 - Sigurane fuzibile de 10 A - circuit comand 3 Butoane - Placaj , Borne , Bormaina , Burghie , Patent , Surubelni , Clete Punctaj 1P 1P 1P 0,5 P 1P 1P 1P 1P 1P 1P Competene dobndite Respect procedurile de calitate a lucrrii executate Verific starea de funcionare a aparatelor de masur si control Execut lucrri pregtitoare conform fisei de lucru Alege scule , dispozitive , materiale pentru tema dat Respect N.T.S.M i P.S.I Explic principiul de funcionare al masinilor electrice Identific corect elementele schemei Explic corect si fluent functionarea schemei i rolul acesteia. Identific subansamblurile costructive ale masinii electrice Asigur functionarea instalatiei Puncte sczute / Observaii /* /* /* /* /* /* /* /* /* /*

6

- Lucrari de laborator Electrotehnica Lucrarea de laborator Nr.3. -Instalaia de iluminat 1 Schema montaj :

Se vor executa urmatoarele : a) S se verifice cu atentie schema ! b) Noteaz pe schem eventualele greseli ntalnite , i toate modificarile aduse montajului ! c) S se realizeze montajul din figur ! d) Dup terminarea montajului , verificarea se va efectua cu aparatul de masur i apoi se va pune sub tensiune .

7

- Lucrari de laborator Electrotehnica Instrumente pentru experiment : 1- Mavo 35 , ampermetru , voltmeru 2- ntreruptoare cap scar 2- Doze de derivatie 2- Doze de aparat 2- Sigurante fuzibile de 6 A 2- Becuri de 100W sau de 60W - Placaj , Doze de derivatie , Doze de aparat, Bormaina , Burghie , Patent , Surubelni , Clete Punctaj 1P 1P 1P 0,5 P 1P 1P 1P 1P 1P 1P Competene dobndite Respect procedurile de calitate a lucrrii executate Verific starea de funcionare a aparatelor de masur si control Execut lucrri pregtitoare conform fisei de lucru Alege scule , dispozitive , materiale pentru tema dat Respect N.T.S.M i P.S.I Identific instalatia electric Identific corect elementele schemei Explic corect si fluent functionarea schemei i rolul acesteia. Identific subansamblurile aparatelor folosite n montaj Asigur functionarea instalatiei Puncte sczute / Observaii /* /* /* /* /* /* /* /* /* /*

8

- Lucrari de laborator Electrotehnica Lucrarea de laborator Nr.4. -Instalaia de iluminat 2 Schema montaj :


9

- Lucrari de laborator Electrotehnica Instrumente pentru experiment : 1- Mavo 35 , ampermetru , voltmeru 3- Butoane cu revenire 3- Doze de derivatie 3- Doze de aparat 1- Releu pas cu pas 2- Sigurante fuzibile de 6 A 2- Becuri de 100W sau de 60W - Placaj , Doze de derivatie , Doze de aparat, Bormaina , Burghie , Patent , Surubelni , Clete

Punctaj 1P 1P 1P 0,5 P 1P 1P 1P 1P 1P 1P

Competene dobndite Respect procedurile de calitate a lucrrii executate Verific starea de funcionare a aparatelor de masur si control Explic corect rolul releului pas cu pas in schema de iluminat . Alege scule , dispozitive , materiale pentru tema dat Respect N.T.S.M i P.S.I Identific instalatia electric Identific corect elementele schemei Explic corect si fluent functionarea schemei i rolul acesteia. Identific subansamblurile aparatelor folosite n montaj Asigur functionarea instalatiei

Puncte sczute / Observaii /* /* /* /* /* /* /* /* /* /*

10

- Lucrari de laborator Electrotehnica Lucrarea de laborator Nr.5. -Instalaia de iluminat si prize cu contor Schema montaj :


11


Instrumente pentru experiment : 1- Mavo 35 , ampermetru , voltmeru 1- ntreruptor 1- Priz Schuko 3- Doze de derivatie 2- Doze de aparat 1- Contor monofazat 4- Sigurante fuzibile de 10 A i de 16A 2- Bec de 100W sau de 60W - Placaj , Doze de derivatie , Doze de aparat, Bormaina , Burghie , Patent , Surubelni , Clete

Punctaj 1P 1P 1P 0,5 P 1P 1P 1P 1P 1P 1P

Competene dobndite Respect procedurile de calitate a lucrrii executate Verific starea de funcionare a aparatelor de masur si control Execut lucrri pregtitoare conform fisei de lucru Alege scule , dispozitive , materiale pentru tema dat Respect N.T.S.M i P.S.I Identific instalatia electric Identific corect elementele schemei Explic corect si fluent functionarea schemei i rolul acesteia. Identific subansamblurile aparatelor folosite n montaj Asigur functionarea instalatiei

Puncte sczute / Observaii /* /* /* /* /* /* /* /* /* /*

12


Lucrarea de laborator Nr.6 -Msurari electriceSchema montaj :

Se vor executa urmatoarele : a) S se verifice cu atentie schema ! b) Noteaz pe schem eventualele greseli ntalnite , i toate modificarile aduse montajului ! c) S se realizeze montajul din figur ! d) Dup terminarea montajului , verificarea se va efectua cu aparatul de masur i apoi se va pune sub tensiune . Se vor determina experimental : a) b) c) d) e) Valoarea curentului , modificnd valoarea potentiometrului P , de 2 ori Valoarea curentului , lsnd neschimbata valoarea potentiometrului P , de 2 ori Valoarea curentului absorbit de b1,b2,b3 , iar b4 il deconectam din circuit . Modificarea intensitatii luminoase la modificarea valorii potentiometrului P , de 2 ori Valoarea curentului , tiind ca rezistena R1 are valoarea 100 si in circuit rmane conectat dect becul b2 si b4 .

13

- Lucrari de laborator Electrotehnica Tabel msuratori :

a) 1 (masurare 1) 1 (masurare 1) 2 (masurare2) 2 (masurare2)

b)

c)

d)

e)

Obs 1 : n tabel primul rnd 1 (masurare 1) conine date experimentale iar al doilea datele calculate 2(masurare 2) Obs 1 : Fiecare msurare se repeta de dou ori , valorile trecndu-se in tabel tot de doua ori in dreptul literei corespunzatoare . Instrumente pentru experiment : 1- Ampermetru 1- Voltmeru 1-Rezistor valoare 100 1 Potentiometru cu plaja de la 0 la 200 2- Sigurante fuzibile de 10 A 4- Becuri de 100W sau de 60W - Placaj , Doze de derivatie , Doze de aparat, Bormaina , Burghie , Patent , Surubelni , Clete , Borne

14

- Lucrari de laborator Electrotehnica Punctaj 1P 1P 1P 0,5 P 1P 1P 1P 1P 1P 1P Competene dobndite Respect procedurile de calitate a lucrrii executate Verific starea de funcionare a aparatelor de masur si control Execut lucrri pregtitoare conform fisei de lucru Alege scule , dispozitive , materiale pentru tema dat Respect N.T.S.M i P.S.I Identific instalatia electric Identific corect elementele schemei Explic corect si fluent functionarea schemei i rolul acesteia. Identific subansamblurile aparatelor folosite n montaj Asigur functionarea instalatiei Puncte sczute / Observaii /* /* /* /* /* /* /* /* /* /*

TRANSFORMATORUL ELECTRICNCERCRILE TRANSFORMATORULUI ELECTRIC MONOFAZAT

15


Scopul lucrrii.determinarea caracteristicilor la mersul n gol: pierderi n fier, valoare efectiv curent primar, factor de putere funcie de valoare efectiv tensiune primar; vizualizarea influenei saturaiei i a pierderilor n miezul magnetic asupra formei de und a curentului n primarul transformatorului monofazat; calculul raportului de transformare; determinarea parametrilor schemei echivalente, respectiv ai celor reali ai transformatorului.

Suport teoretic.Este o main electric care transform energia electric de anumii parametri (tensiune i curent) n energie electric de ali parametri. Transformatorul funcioneaz pe principiul induciei electromagnetice. Aceasta nseamn c el funcioneaz doar n curent alternativ. n cadrul transformrii se pstreaz aceeai frecven a tensiunii i a curentului. n esen, un transformator const dintr-un miez de fier pe care sunt plasate dou nfurri izolate una fa de alta i fa de miezul de fier. nfurarea care primete energia de la o surs - regim de receptor - se numete nfurare (bobinaj) primar; cea de-a doua nfurare, aflat n regim de generator, furnizeaz energia unei reele sau consumator, numindu-se nfurare (bobinaj) secundar. Miezul magnetic al transformatorului reprezint sistemul magnetic al mainii. nfurrile constituie sistemul su electric. Cele dou bobinaje ntre care are loc transferul de putere au n general un numr diferit de spire. Componentele puterii tensiunea i curentul sufer prin transformare schimbri inverse: creterea tensiunii presupune scderea curentului i invers. Mrimile care se refer la nfurarea primar se numesc primare i se noteaz cu indicele 1. Toate cele care privesc bobinajul secundar sunt notate cu indicele 2. Datele tehnice nominale ale unui transformator se refer la: numrul de faze mf, puterea aparent SN [kVA], tensiunea primar U1 [kV], tensiunea secundar U2 [kV], frecvena f [Hz], schema de conexiune stea, triunghi sau zigzag. Raportul dintre tensiunea primat i cea secundar poart numele de raport de transformare. kT = U f1 Uf2

Dup destinaia lor, transformatoarele se mpart n dou mari clase: de putere i speciale. Dup numrul de faze transformatoarele (denumite prescurtat trafo) pot fi monofazate sau polifazate (de obicei trifazate). n categoria transformatoarelor speciale intr: autotransformatoarele transform tensiunea n limite reduse, regulatoarele de inducie servesc la reglarea tensiunii n reelele de distribuie, transformatoarele de msur (de curent i de tensiune), transformatoare de faz odat cu tensiunea schimb i numrul de faze ale distribuiei, transformatoarele cu destinaie special (de sudur, cu reglajul tensiunii sub sarcin, cele de mare intensitate etc.). Studiul fenomenelor la transformatoare se face pentru o singur faz dat fiind faptul c la toate transformatoarele polifazate ele sunt aceleai pe orice faz. Regimurile de limit de funcionare a transformatorului sunt mersul n gol i n scurtcircuit. Mersul n gol corespunde situaiei n care transformatorul este conectat cu primarul la reea, circuitul su secundar fiind deschis (Z sau I2 = 0). Din datele obinute la ncercarea de mers n gol a transformatorului electric se pot determina raportul de transformare kT, curentul de mers n gol (n procente), parametrii schemei echivalente i factorul de putere la mers n gol.

16

- Lucrari de laborator Electrotehnica Un transformator electric este n regim de scurtcircuit cnd bornele secundarului sunt cuplate galvanic ntre ele printr-o impedan de valoare nul (Z = 0). n acest caz avem U2 = 0. n practic regimul de scurtcircuit al transformatorului intereseaz n dou variante: - Scurtcircuitul de avarie transformatorul este alimentat n primar cu tensiunea nominal. Curenii care se stabilesc prin nfurri depesc de cteva ori curenii nominali. - Scurtcircuitul de prob transformatorul este alimentat n primar cu tensiunea de scurtcircuit care este acea valoare redus a tensiunii pentru care n nfurri se stabilesc curenii nominali. Din datele obinute la ncercarea de mers n scurtcircuit a transformatorului electric se pot determina tensiunea de scurtcircuit (n procente) parametrii schemei echivalente i factorul de putere la mers n scurtcircuit. Funcionarea n sarcin simetric, care presupune folosirea unui transformator polifazat, permite obinerea caracteristicii externe (U2 = f(I2)) i a randamentului ( = f(I2)).

Scheme de montaj i modul de lucru1. Regimul de mers n golK A AT ~220V1A

W

V1

V2

Figura 2.1. Schema electric pentru ncercarea la mers n gol.

Pentru determinarea caracteristicilor la mersul n gol se realizeaz schema din figura 2.1. Din autotransformatorul AT se variaz tensiunea primar ntre 0 i 1.2UN i se msoar curentul primar I10, tensiunea secundar U20 i puterea absorbit de transformator P10. Msurnd rezistena primar R1 se pot determina pierderile n fier cu :2 p Fe = P R1 I 10 10

(2.1)

Se calculeaz de asemenea factorul de putere cu: P10 cos 0 = U 1N I 10

(2.2)

17

- Lucrari de laborator Electrotehnica si se completeaz tabelul 2.1. Se ridic apoi cu datele din tabel caracteristicile: PFe= f(U10), I10= f(U10) i cos0= f(U10).

Tabelul 2.1. U10[V]

I10[A]

R1

P10[W]

U20[V]

PFe[W]

cos0

Pentru tensiunea primar nominal se determin factorul de putere, raportul de transformare i parametrii schemei echivalente la mersul n gol cu: U k = 1N U 20P0 R10 = 2 I 10 i0 = I 10 100 I 1N X 10 U = 1N I 10 2 R10 2

(2.3)

Rezultatele se trec de asemenea n tabelul 2.2.Tabelul 2.2. U1N[V] I10[A] P10[W] Z0[] R0[] X0[] cos0 k i0

Pentru fiecare valoare a tensiunii primare se vizualizeaz influena saturaiei i a pierderilor n miezul magnetic (prin histerezis i cureni turbionari) asupra formei de und a curentului n primar prin intermediul unui sistem de achiziii date. Se culege tensiunea pe primar, respectiv curentul de mers n gol, a cror form de variaie se poate vizualiza pe ecranul monitorului unui calculator personal (PC). 2. Regimul de scurtcircuit Se cupleaz, conform figurii 2.2, secundarul transformatorului n scurtcircuit i se alimenteaz primarul, pornind de la zero, cu tensiunea nominal de scurtcircuit (acea valoare redus pentru care n primar se obine valoarea nominal a curentului). Se msuroar tensiunea primar, curentul n primar i puterea absorbit din reea de ctre transformator. Msurtorile se trec n tabelul 2.3.

18


K A AT ~220V5A

W

V1

Figura 2.2. Schema electric de ncercare la mersul n scurtcircuit

Cu aceste valori se determin parametrii schemei echivalente, de mers n scurtcircuit, factorul de putere i componentele activ i reactiv ale tensiunii nominale de scurtcircuit utiliznd relaiile:P Rsc = scN I 12N cos sc 0 = u sca = X sc U = 1scN I 1N 2 Rsc 2

PscN U 1scN I 1 N u scr = I 1 N X sc 100 U 1N

(2.4)

I 1 N Rsc 100 U 1N

Datele obinute se trec n tabelul 2.3.Tabelul 2.3. U1scN[V] I1N[A] PscN[W] Zsc[] Rsc[] Xsc[] cossc usca[%] uscr[%]

3. Determinarea parametrilor schemei echivalente i a parametrilor transformatorului monofazat Schemele echivalente la mersul n gol, respectiv n scurtcircuit sunt prezentate n figura 2.3. Din schema echivalent a transformatorului monofazat la mersul n gol se poate scrie:R0 = R1 + Rm X 0 = X 1 + X m

(2.5)

Din schema echivalent a transformatorului monofazat la mersul n scurtcircuit se poate scrie:Rsc = R1 + R' 2 X sc = X 1 + X ' 2

(2.6)

Valoarea lui R1 se poate determina prin msurare direct, rezultnd pentru Rm expresia:

19

- Lucrari de laborator Electrotehnica Rm = R0 R1

(2.7)Zsc I01 I1N Z1=R1+jX1 Z2=R2+jX2

Z1=R1+jX1

I01

U1

U20

Zm=Rm+jXm

U1scN

(a)

(b)

Figura 2.3. Scheme electrice echivalente ale transformatorului electric monofazat la la mersul n gol (a) i la scurcircuit (b).

Rezistena nfurrii secundare rezult:R2 = 1 k2

( R sc R1 )

(2.8)

Reactanele de scpri se pot determina cu aproximaie:X 1 = X ' 2 = X sc 2

(2.9)

Reactana de magnetizare rezult:X m = X 0 X 1

(2.10)

Cu parametrii schemei echivalente determinai se poate trece la calculul parametrilor transformatorului monofazat, i anume:

L1 = L11h

X 1 X = m

1 X ' 2 k2 L L12 = L21 = 11h k L 2 =

L22 h

L = 11h k220

(2.11)


Rezultatele obinute n urma calculelor se vor trece n tabelul 2.4.Tabelul 2.4. R1[]

R2[]

Rm[]

L1 [H]

L2 [H]

L11[H]

L22[H]

L12[H]

2. FUNCIONAREA N GOL I TRANSFORMATORULUI TRIFAZAT Scopul lucrrii.-

CU

SARCIN

ECHILIBRAT

A

vizualizarea influenei saturaiei, a pierderilor n miezul magnetic i a nesimetriei circuitului magnetic asupra valorii i a formei de und a curentului de mers n gol determinarea experimental a caracteristicii externe i a randamentului pentru sarcin trifazat echilibrat ohmic, inductiv i capacitiv.

Suport teoretic.principiu de construcie i funcionare ale transformatorului electric trifazat (conexiuni, circuit magnetic simetric/nesimetric) regimul de mers n gol al transformatorului electric trifazat; influena saturaiei i a pierderilor prin histerezis i prin cureni turbionari asupra curentului de mers n gol al transformatorului trifazat; influena conexiunii asupra curentului de mers n gol al transformatorului trifazat; sarcin trifazat echilibrat.

Scheme de montaj i modul de lucru1. Funcionarea la mers n gol a transformatorului trifazat Pentru vizualizarea influenei saturaiei caracteristicii de magnetizare, a pierderilor n miezul magnetic (prin histerezis i cureni turbionari) i a nesimetriei circuitului magnetic asupra valorii i a formelor de und ale curenilor n primarul transformatorului trifazat cu coloane se utilizeaz montajul din figura 1.6. Primarul transformatorului se alimenteaz cu un sistem trifazat simetric de tensiuni, de la 0 pn la cca. 1,2 tensiunea nominal, lsnd secundarul n gol. Prin intermediul unui sistem de achiziii date se culege tensiunea pe fiecare faz a primarului, respectiv curentul de mers n gol pe fiecare faz, ale cror forme de variaie se pot vizualiza pe ecranul monitorului unui calculator personal (PC). Se fac msurtori pentru mai multe valori ale tensiunii pe primar. Rezultatele se trec n tabelul 1.5. Se ridic I10=f(U10) i U20=f(U10) .Tabelul 1.5. U10[V] I10[A] U20[V]

21


2. Funcionarea n sarcin trifazat echilibrat a transformatorului trifazat Studiul funcionrii n sarcin echilibrat a unui trasformator trifazat presupune alimentarea primarului transformatorului la tensiune i frecven nominale cu secundarul conectat succesiv pe o sarcin echilibrat variabil rezistiv, inductiv, respectiv capacitiv. Montajul experimental se prezint n figura 1.7. Alimentarea se face prin intermediul unei truse de msur care permite msurarea tensiunii, curentului i puterii n primar. Sarcina variabil este i ea conectat la secundarul transformatorului prin intermediul unei truse de msur, pentru msurarea puterii pe secundar.Mers in gol a)

b)

L1 L2 L3

AT

TM 1

TM 2

c)

d)

Figura 2.4. Montaj experimental pentru studiul funcionrii n sarcin simetric a unui transformator trifazat.

La tensiune i frecven primare nominale se modific treptat valoarea sarcinii rezistive (constituit din becuri) pn la valoarea nominal. Ca sarcin inductiv variabil se consider o main de inducie cu rotor bobinat avnd fazele statorului nseriate cu fazele rotorului, legat n paralel cu sarcina rezistiv nominal. Pentru a treia parte a lucrrii se conecteaz n paralel cu sarcina rezistiv nominal o baterie de condensatoare. Sarcina capacitiv se modific prin conectarea n paralel a unui numr variabil de condensatoare. Indicaiile celor dou truse de msur se trec n tabelul 1.6. Randamentul este dat de:

22

- Lucrari de laborator Electrotehnica P2 P1

=

100

(1.12)

rezultatele fiind trecute n acelai tabel.Tabelul 1.6. U1[V] I1[A] Sarcin rezistiv [] P1[W] P2[W] [%]

Sarcin inductiv [H]

Sarcin capacitiv[F]

23

1220Electrotehnica Lucrari de Laborator

Documents

Transcript of 1220Electrotehnica Lucrari de Laborator