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电气工程及其自动化专业综合实验是一个融设计性、综合性、实践性为一体的重要实践教学环节。
其目的就是结合本专业的培养目标,充分调动学生的积极性、主动性和创造性,应用所学知识综合分析和解决工程实际问题,以提高学生的素质和能力。
具体目的有以下几点:
1.通过综合实验,进一步巩固和掌握所学专业知识的基本概念、基本原理和分析方法;
2.培养学生综合应用所学知识分析和解决工程实际问题的能力,将知识用好用活;
3.培养学生的自学能力、思维能力、实践观点和创新意识;
4.培养学生的动手能力和实践技能,进行工程训练;
5.使学生了解电业工作的特点和要求,培养学生严谨的工作态度和科学作风。
】、提供的设备
综合实验在校内电工实习基地进行,实习基地提供以下设备供学生选用:
1、安装屏:
屏的尺寸为2360X800X600mm前门、后门和屏内可以安装设备,一个屏可以同时安排两组学生独立进行实验。
2、电工仪表:
电流表、电压表、有功功率表、无功功率表、频率表、有功电度表等。
3、电压互感器、电流互感器及熔断器。
4、接钮、信号灯、光字牌、电阻、端子排等。
5、三相调压器、电流发生器。
6、连接导线、套管。
7、万用表及安装工具。
、实验内容
第一节电压互感器不完全三角形接线实验
一、正确接线实验
(1)将两只380V/100V单相电压互感器按图7-1(a)正确接线,互感器一、二次装上熔断1~6FU,接至AC380V的系统中,在二次侧不接负载(开路)或接入负载(一只三相功率表或电能表)。
(2)在互感器二次侧开路和接入负载两种情况下,用万用表分别测量并记录互感器一、二次侧的三个线电压值与表1中。
(3)画出电压互感器二次侧电压向量图
—、错误接线实验(接入负载)
(1)将1TV互感器一次侧的A、X端对调,如图7-1(b)所示。
测量并记录互感器二次侧三个线电压值并和正确接线比较。
然后恢复到正确接线。
画出互感器二次侧电压向量图进行分析。
分析:
由向量图可以看到,将1TV互感器一次侧的A、X端对调之后,与对调相关的两相的线电压都变为了相电压,但是与对调无关的组线电压则保持与原来的线电压一样。
(2)将1TV互感器一次侧的a、x端对调,如图7-1(c)所示。
测量并记录互感器二次侧三个线电压值并和正确接线比较。
画出互感器二次侧电压向量图进行分析。
同样,由向量图可以看到,将1TV互感器一次侧的a、x端对调之后,与对调相关的两相的线电压都变为了相电压,但是与对调无关的组线电压则保持与原来的线电压一样。
(3)将1TV互感器一次侧的A、X端和二次侧的a、x端接线都对调,如图7-1(d)所示。
测量并记录互感器二次侧三个线电压值并和正确接线比较。
画出互感器二次侧电压向量图进行分析。
Ubc
由向量图可以知道,当互感器的两端都对调的时候,两个相反的极性感应出来的电压与正常的接线结果是完全一样的。
三、互感器断路实验
(1)互感器一次侧1FU熔断器熔断(拔下),如图7-1(e)所示。
在互感器二次侧开路和接入负载两种情况下,分别测量并记录互感器二次侧三个线电压并和正确接线比较。
恢复到正确接线。
5
有载无载均为:
当把1FU拔下的时候,可以分析出来,Uab是没有电压的,而测量UbcUca则相当
与测量到线电压,故在三个线电压中,其中一个为零,另外两个线电压数值不变。
(2)互感器一次侧2FU熔断器熔断(拔下),如图7-1(f)所示。
有载无载均为上图所示,无载时有些偏移。
主要是当B相断路的时候,它相当于是
AC相的中性点,在电路阻抗和负载完全一样的时候它是一个纯中性点,故AB、AC的电压
恰好是AC电压的一半,但是由于实际电路中的参数不可能完全一样的,所以实测数据就有些偏差,但也在我们的预期之内。
(3)互感器一次侧4FU熔断器熔断(拔下),如图7-1(g)所示。
二次侧无负载:
二次侧有负载:
互感器一次侧4FU熔断器熔断时,当二次侧无负载的时候,测量点的ab是没能形成回路的,故测量值为0,而理论上ca的线电压也为0,但是我们实际上所测的数据为20,原因可能是由于三相电压的不平衡,而且有悬空电压中性点漂移的存在。
在有负载的情况下,在测量be和ca线电压时,二次侧可以形成通路,因此测量be和ca都相当于测量be上的线电压,所以所测得数据跟预想一致,向量图如上所示。
(4)互感器一次侧5FU熔断器熔断(拔下),如图7-1(h)所示。
当互感器一次侧5FU熔断器熔断时,即B相测量点相当于ac的终点,所以测到的ab和be理论上是相等的,而且在向量上等于ac的一半。
实际上测到数据符合预想。
当接有负载的时候,因为在负载端可以形成回路,所以测量ab时相当于短接,故数值为0,测量be
和ea都相当于测量be数值上为正常线电压。
向量图表示如上。
(5)互感器一次侧6FU熔断器熔断(拔下),如图7-1(i)所示。
在互感器二次侧开路
和接入负载两种情况下,分别测量并记录互感器二次侧三个线电压并和正确接线比较。
二次侧有负载:
当互感器一次侧6FU熔断器熔断,AB的线电压不变,而在无负载的时候,BC间相
当于断路,所以测量值为零,而在有负载的时候,BC间电压相当于短路,测量值仍为零。
而AC间电压保持为正常线电压。
表1V-V接线电压互感器实验记录
Uab=399V,Ubc=401V,Uca=402
V
互感器二次电压(V)
互感器接线情况
二次无负载
二次有负载
Uab
Uca
1
正确接线
104.3
104.9
105.1
104.2
2
A、X对调
179.6
3
a、x对调
104.8
4
一二次都对调
105.2
1FU熔断器熔断
0.08
0.07
6
2FU熔断器熔断
56.1
48.6
7
4FU熔断器熔断
1.24
105.0
31.0
102.7
8
5FU熔断器熔断
46.5
52.4
9
6FU熔断器熔断
1.44
30.5
102.1
第二节电压互感器星形一星形一开口三角形接第二节电压互感
器星形一星形一开口三角形接线实验
(1)、将三只竽,/!
00,!
00V单相电压互感器按图7-2(a)正确接线,互感器一、二
V3V33
次侧装上保险1~6FU,在二次侧接入负载(一只三相功率表或电度表)。
(2)、分别测量并记录一次侧的三个线电压Uab、Ubc、Uca;
三个相电压UaN、Ubn、
Ucn;
二次侧三个线电压、Ubc、Uca和三个相电压6a、U*、5°
;
开口三角电压和各绕组电压U2ab、U2bc、U2ca,将测量值填入表2中。
表2Y/yo,d接线电压互感器实验记录
Uab=398.1VUbc=400VUCA=399.3VUAN=228VUBN=230.7VUCN=231V
二次侧星形电压(V)
开口三角电压(V)
线电压
相电压
零序
Uia
Uib
Uic
U2ab
U2bc
U2ca
Uo
105.3
60.3
60.7
60.9
35.1
35.4
3.25
1TV-A,X对调
59.1
59.0
60.2
35.2
35.5
69.5
1TV-a1,x1对调
59.2
59.6
60.8
2.6
1TV-a2,x2对调
59.8
69.3
60.4
104.7
61
0.35
60.6
0.2
34.2
60.5
58.2
0.6
35.6
34.5
0.64
102.6
59.7
3.2
52.5
52.6
29.2
(3)画出互感器二次侧向量图
、错误接线实验
器二次侧星形绕组三个线电压Uab、Ubc、Uca和三个相电压Uia、Uib、Uic;
开口三角电压U。
和各绕组电压U2ab、U2bc、U2ca,并和正确接线比较,然后恢复到正确接线。
画出互感器二
次侧电压向量图进行分析。
当将1TV互感器一次侧的A、X端接线对调后,如图a示,为二次侧的电压向量图,其中由于极性相反,向量方向对调,故最后形成的组合向量中,与原来的正常情况相比,有两个线电压变成了原来的相电压,其中一个与对调无关的线电压保持不变。
如图b示,为开口三角侧向量图,互换接线之后,极性相反,线电压分析同上,最后的叠加之后的总电压与正常相比则不为0,而是原来相电压的两倍。
(2)将1TV互感器二次侧的al、x1端接线对调,如图7-2(c)所示。
测量并记录互感器二次侧星形绕组三个线电压Uab、Ubc、Uca和三个相电压U1a、U1b、U1c;
开口三角电压U0和各绕组电压U2ab、U2bc、U2ca,并和正确接线比较,然后恢复到正确接线。
将1TV互感器二次侧的al、x1端接线对调,则开口三角侧情况正常。
如图a示,
为二次侧的电压向量图,
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