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1、专业：电自1304 姓名：刘震 学号： 日期：2015年4月1日地点：东3-208 实验报告课程名称：电网络分析实验 指导老师：姚缨缨 成绩：_实验名称：功率测量和功率因数提高 实验类型：研究探索型同组学生姓名：_ _ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得1、 实验目的和要求1、 保持日光灯两端电压不变的条件下测定电流I、功率P与电容C的关系；2、通过实验了解功率因数提高的意义；3、作出I2、 P、 cos和电容C的关系曲线；4、用PC曲线求单位电容的等效电导g；5、求I
2、2C曲线的有理经验公式6、 由测量数据计算灯管以及镇流器的等效参数2、 实验内容和原理3、 主要仪器设备1.数字万用表2.电工综合实验台3.DG10互感线圈实验组件4.DG11单向变压器实验组件5.DG09 荧光灯实验套件4、 操作方法和实验步骤一、接线要求:第一步：检查灯管；第二步：连线第三步：电源从零开始逐渐增加至180V，调起辉器.二、数据记录要求1. 在日光灯启动过程中，因为电流冲击，仪表量程要选择足够的余量，记录数据时，应改变合适的量程读取数据。日光灯管是非线性器件，需要点亮数十分钟，在此期间可以观察电流、功率等数据是否有缓慢变化？待数据显示趋于稳定后，再读取记录实验数据。2. 电容
3、器C并联接入电路，其数值从0开始逐步增加，直到最大值8F左右，增加的步长应根据功率因数的变化进行调整，最大不应超过1F，实验过程中可根据电流表的示数变化来判断。在功率因数较高（即电流值 小or大？）的时候，需要多取测量数据点。3. 实验过程数据检查： 实验最佳补偿电容时的电流和功率值。三、数据处理要求：n1.拟合I2-C曲线，得到最佳（完全）补偿电容C0n2.拟合P-C曲线，计算单位电容等效电导gn3.由拟合I2-C曲线得到的公式，估算电源三次谐波的含量n4.I2C有理经验公式的计算，要求列出计算过程n5.设计实验，测量灯管以及镇流器的等效参数。能否利用已经测得的数据来计算？n6.手工拟合曲线
4、： I2C用有理经验公式的计算，要求列出计算过程n 实验名称：耦合电感等效参数的电工测量法与传递误差 姓名：刘震学号：装 订 线 注意 1. 电容C暂时不接入电路，连接线路，点亮日光灯:第一次通电前，要求自耦变压器输出起始为0，接通电源后，调节旋钮增大输出电压，要求用交流电压表监测端电压（灯管镇流器两端的电压），当电压达到180V左右，起辉器开始动作，日光灯有闪亮。日光灯点亮之后， 调节输出电压到220V，保持不变。此后实验过程中，可直接切断或接通电源，不需要再调节自耦变压器。2. 线路故障检查： 日光灯管和起辉器接触是否完好3. 经常性地通断日光灯会影响其寿命4. 功率表的连接及其误差分析5
5、. 电容有损耗；接入电容会使电源电压升高五、实验数据记录和处理1.日光灯实验数据记录（保持电压为220V）C/F00.4711.4722.22.472.673.23.674.44.67P/W36.536.7236.8237.0537.3037.5037.5537.8638.1038.1738.5838.60I/A0.3790.3520.3210.2960.2680.2590.2460.2390.2180.2030.1920.190.440.470.520.570.630.660.690.720.800.860.910.92C/F4.875.45.876.46.66.877.077.68.078
6、.69.07P/W38.7038.8738.9139.1539.3539.4139.5639.7240.0340.2640.4I/A0.1920.20.210.2280.2350.2470.2570.2810.3070.3370.3630.910.880.840.780.760.720.700.640.590.540.512.电压三角形法测量镇流器和日光灯管的等效参数C未接入时，使用交流电压表测得镇流器两端电压为181.2V，日光灯两端电压为96.47V，I=0.379A3. 验证互感实验用的电感能不能作为日光灯实验备用方案的负载（保持电压为12V）使用两个50电阻和互感正向串联作负载。C/F
7、00.47122.23.24.46.69.07P/W0.890.890.90.90.90.90.90.910.91I/A0.0830.0830.0820.0810.0810.0810.080.080.0810.940.950.960.970.970.980.9910.99分析见 七 讨论部分六、实验结果与分析1.拟合I2-C曲线，得到最佳（完全）补偿电容C0使用origin pro9作二次拟合，得曲线如下图1.由origin pro9分析得知，拟合曲线为I2=0.14411-4.60*104C+4.92*109C2，R=0.99982，拟合结果可信度高。2、由origin pro9进行拟合点分
8、析得知，C=4.66F时I2最小，故最佳补偿电容C0为4.66F。2.拟合P-C曲线，计算单位电容等效电导g由origin pro9分析得知，拟合曲线为P=36.52+4.29*105C，R=0.99415，拟合结果可信度高。计算单位电容等效电导g,由拟合曲线得gU2=4.29*105 S*V2/F，g=4.29*105/(2202)=8.86 S/F。3.由拟合I2-C曲线得到的公式，估算电源三次谐波的含量U32=a-(g2+w2)U2/8w2取值a=4.92*109,g=8.86,w=314,U=220代入得U32=185.76V2U3=13.52V4.I2C有理经验公式的计算，要求列出计
9、算过程假设补偿电容未接入时，电源电压U加到日光灯负载，线路总电流为I0，C=C1时线路总电流为Ic，则有Ic2=(Ir+gC1U)2+(Il-wC1U)2,其中Ir是灯管电流的有功分量，Il是无功分量，因此Ic2与C1之间满足Ic2=aC12+bC1+I02. 经Origin拟合得知I2=0.14411-4.60*104C+4.92*109C2.5.设计实验，测量灯管以及镇流器的等效参数。能否利用已经测得的数据来计算？灯管相当于一个电阻元件，而镇流器是一个具有铁心的电感线圈，但它不是纯电感，我们可把它看成一个电阻RL、电感L串联的感性负载.使用电压三角形法求解U1=a=181.2V UR=b=
10、96.47V U=c=220V 其中U1为镇流器两端电压，UR为日光灯两端电压cosA=(c2+b2-a2)/(2*b*c)=0.58;A=54.3度cosB=(a2+c2-b2)/(2*a*c)=0.90；B=25.5度cosC=(a2+b2-c2)/(2*a*b)=-0.18.C=100.2度镇流器等效参数：URL=U1*cos(-C)=181.2cos78.8=35.2V RL=URL/I=35.2/0.379=92.9|UL|=U1*sin(-C)=181.2sin78.8=177.7V L=|UL|/wI=177.7/（314*0.379）H=1.5H日光灯等效参数：R=UR/I=9
11、6.47/0.379=254.5七、讨论与心得=1.讨论当初设计的备用方案之一（另一个是使用白炽灯串联镇流器）：将电感正向串接，用16V变压器输入，需要同时串接电阻。经多次仿真结果显示能将最佳补偿点控制在7F左右，同时功率表读数在1.2w左右，电阻的功率也没有超过1W。另外，使用此方案，初始的功率因数高达0.9，虽然能看出补偿效果，但是效果实在不明显。如果要减小电阻，增大补偿效果，最佳补偿点需大于8F。这次实验的实际操作中，我对这种设想进行了验证，验证结果发现，初始的功率因数过高（0.94），难以看出补偿效果，最佳补偿点在6.6F。（数据见五-3）2.心得本次实验总体难度不高，1、在日光灯启动
12、及电容并联过程中，因暂态变换，故电流、电压比稳态时大，仪表量程要选择足够的余量；记录数据时，应改变合适的量程读取数据。2、日光灯管是非线性器件，需要点亮数十分钟，在此期间可以观察电流、功率等数据会有缓慢变化，待数据显示趋于稳定后，再读取记录实验数据。3.电容器C 并联接入电路，其数值从0 开始逐步增加，直到最大值9F左右，为增加拟合的准确性，实验过程中，时间允许的情况下，应该遍历电容的自由组合，尽量多取几个点。4.使用originpro9进行数据处理时，要注意数据单位统一采用国际单位制，如果单位不统一，后期进行必要的分析计算将会非常麻烦。5.验证互感串联作负载的备用方案时，采用两个电阻箱串联可以有效降低每个电阻箱的功率，从而保护电路并取到更高的电流值。6.实验时闻到糊味要第一时间切断电源，右边同学实验台的糊味伴随了一个上午。7.实验应当注意安全，由于实验室里缺乏大的电容，寻找电解电容作备用方案的想法固然可行，但果然还是boom了。非物质文化遗产是指各族人民世代传承的，与群众生活密切相关的各种传统文化表现形式和文化空间，包括民俗活动、表演艺术、传统知识和技能以及与之相关的器具、实物、手工制品等
