14524

Исследование симметричных и несимметричных режимов работы трёхфазного трансформатора

Лабораторная работа

Энергетика

Лабораторная работа По дисциплине Электроснабжение На тему Исследование симметричных и несимметричных режимов работы трёхфазного трансформатора Цель работы: Исследовать характеристики работы единичного трёхфазного трансформатора по мгновенным значениям т

Русский

2013-06-06

567.06 KB

6 чел.

Лабораторная работа

По дисциплине «Электроснабжение»

На тему «Исследование симметричных и несимметричных режимов работы трёхфазного трансформатора»

Цель работы: Исследовать характеристики работы единичного трёхфазно-го трансформатора по мгновенным значениям токов и напряжений в его об-мотках; изучить основы представления схем замещения трансформатора в различных режимах его работы.

Выполнение работы.

Снимем показания всех приборов и занесём в таблицу 1.

Изобразим осциллограммы, соответствующую каждому режиму. Так же приведём спектрограммы. Числовые значения амплитуды каждой гармоники в децибелах запишем в таблицу 2. Переведём значения в милливольты и за-несём туда же.

Для заполнения таблицы 3  и остальных расчётов используем следующие расчётные формулы:

Коэффициент несинусоидальности тока, %

   (7.2)

где Iν – амплитуда ν-той гармоники тока, полученная в режиме спектроанали-затора, А (см. таблицу 2);

Iном – ток, измеренный в данном режиме амперметром, установленным в фазе, А (среднеквадратическое значение).

Рассчитать потери и потребляемую мощность трансформатора в каждом режиме:

- потребляемая мощность:

    (7.3)

- потери (от высших гармоник):

     (7.4)

где Uфi – напряжение на i-ой фазе в каждом из режимов, В;

Iфi – ток в i-ой фазе в каждом из режимов, А;

cos φi – показания фазометра в каждом опыте;

Кν – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления короткого замыкания для высших гармоник. В работе можно принять (К5=2,1; К7=2,5; К11=3,2).

Среднее гармоническое для прямой последовательности:

, А     (7.5)

где I1m, I4m, I7m – амплитуды токов 1-ой, 4-ой, 7-ой гармоник соответственно.

Среднее гармоническое для обратной последовательности:

, А     (7.6)

где I2m, I5m, I8m – амплитуды токов 2-ой, 5-ой, 8-ой гармоники соответственно.

Среднее гармоническое для “нулевой” последовательности:

, А     (7.7)

где I3m, I6m, I9m – амплитуды токов 3-ей, 6-ой, 9-ой гармоники соответственно.

Необходимо определить коэффициенты, характеризующие наличие обрат-ного поля, поля "нулевой" последовательности и коэффициент формы поля по формулам.

- коэффициент обратного поля:

.     (7.8)

- коэффициент поля "нулевой" последовательности:

      .      (7.9)

- коэффициент формы поля определяется как:

,     (7.10)

где Iср.кв. – среднее квадратическое значение тока в фазе, определяющееся по формуле:

    , А   (7.11)

       Iср – среднее по модулю значение тока в фазе, определяющееся по фор-муле:

, А   (7.12)

Для того чтобы найти все вышеуказанные значения необходимо опреде-лить амплитуду токов составляющих спектра (в амперах) по следующей ме-тодике:

а) определить I1m, I2m, I3mI9m в децибелах, используя данные таблицу 2. Затем по осциллограмме тока найти амплитудное значение тока в милливоль-тах Im (mV). Это значение указано в правом нижнем углу осциллограммы при величине VRMS (см. рис.);

б) найти амплитудное значение тока в миллиамперах, используя фор-мулу:

, А     (7.13)

где 0,11 – сопротивление токового шунта в Ом.

в) определить амплитуды гармонических составляющих спектра в долях от амплитуды первой гармоники тока, по следующей формуле:

.  (7.14)

г) предполагаем, что I1m* = 1 и записываем равенство в долях от I1m*:

   (7.15)

где: Im – амплитуда тока в амперах, определяющаяся по осциллограмме тока;

      К – масштабный коэффициент, который можно найти из (7.15):

.    (7.16)

д) окончательно определить амплитуды гармонических составляющих спектра в миллиамперах и записать соответствующие графы строки "Ампли-туда, мА" таблицу 2:

(7.17)

После определения амплитуды токов всех составляющих спектра найти коэффициенты по формулам (7.8) – (7.10) и внесем их в таблицу 3.


Таблица 1. Показания приборов.

Опыт 1. Глухо заземлённая нейтраль.

Рисунок 1.1. Осциллограмма при симметричном режиме на холостом ходу.

Рисунок 1.2. Спектрограмма при симметричном режиме на холостом ходу.

Рисунок 1.3. Осциллограмма симметричного режима при различной проводимости фаз на землю.

Рисунок 1.4. Спектрограмма симметричного режима при различной проводимости фаз на землю.

Рисунок 1.5. Осциллограмма при симметричной нагрузке фаз.

Рисунок 1.6. Спектрограмма при симметричной нагрузке фаз.

Рисунок 1.7. Осциллограмма при несимметричной нагрузке фаз.

Рисунок 1.8. Спектрограмма при несимметричной нагрузке фаз.

Рисунок 1.9. Осциллограмма фазы А при обрыве фазы А.

Рисунок 1.10. Осциллограмма фазы В при обрыве фазы А.

Рисунок 1.11. Спектрограмма фазы А при обрыве фазы А.

Рисунок 1.12. Спектрограмма фазы В при обрыве фазы А.

Рисунок 1.13. Осциллограмма фазы А при обрыве фазы А и резонансе.

Рисунок 1.14. Осциллограмма фазы В при обрыве фазы А и резонансе.


Опыт 2. Изолированная нейтраль.

Рисунок 2.1. Осциллограмма при симметричном режиме на холостом ходу.

Рисунок 2.2. Спектрограмма при симметричном режиме на холостом ходу.

Рисунок 2.3. Осциллограмма симметричного режима при различной проводимости фаз на землю.

 

Рисунок 2.4. Спектрограмма симметричного режима при различной проводимости фаз на землю.

 

Рисунок 2.5. Осциллограмма при симметричной нагрузке фаз.

 

Рисунок 2.6. Спектрограмма при симметричной нагрузке фаз.

Рисунок 2.7. Осциллограмма при несимметричной нагрузке фаз.

Рисунок 2.8. Спектрограмма при несимметричной нагрузке фаз.

Рисунок 2.9. Осциллограмма фазы А при обрыве фазы А.

Рисунок 2.10. Осциллограмма фазы В при обрыве фазы А.

Рисунок 2.11. Спектрограмма фазы А при обрыве фазы А.

Рисунок 2.12. Спектрограмма фазы В при обрыве фазы А.

 

Рисунок 2.13. Осциллограмма фазы А при обрыве фазы А и резонансе.

Рисунок 2.14. Осциллограмма фазы В при обрыве фазы А и резонансе.


Таблица 2. Гармонический состав экспериментально наблюдаемых тока и напряжений.

Номер гармоники

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Частота, Гц

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Опыт 6.1

Амплитуда, дБ

50

7

30

0

30

0

9

0

0

Амплитуда, мВ

316

2,2

31,6

0

31,6

0

2,8

0

0

Опыт 6.2

Амплитуда, дБ

52,5

0

32

0

17

0

24

0

20

Амплитуда, мВ

421

0

39,8

0

7,1

0

15,8

0

10

Опыт 6.3

Амплитуда, дБ

59

8

25

0

30

0

20

0

13

Амплитуда, мВ

891

2,5

17,8

0

31,6

0

10

0

4,5

Опыт 6.4

Амплитуда, дБ

64

19

39

0

39

8

22

6

24

Амплитуда, мВ

1585

8,9

89

0

89

2,5

12,6

2

15,8

Опыт 6.5 Фаза А

Амплитуда, дБ

55

8

46

12

47,5

13

47,5

10

46

Амплитуда, мВ

562

2,5

199,5

4

237

4,5

237

3,2

199,5

Опыт 6.5 Фаза В

Амплитуда, дБ

60

18

58

18

51

18

28

18

45

Амплитуда, мВ

1000

7,9

794

7,9

355

7,9

25,1

7,9

178

Опыт 6.6

Амплитуда, дБ

50

0

15

0

29

0

17

0

0

Амплитуда, мВ

316

0

5,6

0

28,2

0

7,1

0

0

Опыт 6.7

Амплитуда, дБ

52

0

19

0

20

10

24

0

18

Амплитуда, мВ

398

0

8,6

0

10

3,2

15,8

0

7,9

Опыт 6.8

Амплитуда, дБ

59

13

19

0

31

0

23

8

15

Амплитуда, мВ

891

4,5

8,9

0

35,5

0

14,1

2,5

5,6

Опыт 6.9

Амплитуда, дБ

67,5

25

39

18

44

10

25

0

26,9

Амплитуда, мВ

2371

17,8

89,1

7,9

158

3,2

17,8

0

22,1

Опыт 6.10 Фаза А

Амплитуда, дБ

60

32

55

33

55

33

56

35

53,5

Амплитуда, мВ

1000

39,8

562

44,7

562

44,7

631

56,2

473

Опыт 6.10 Фаза В

Амплитуда, дБ

64

27

59

28

58

31

52

26

46,5

Амплитуда, мВ

1585

22,4

891

25,1

794

35,5

398

20

211


Таблица 3. Показатели качества электроэнергии.

Номер опыта

Iср(1), мА

Iср(2), мА

Iср(0), мА

Iср.кв, мА

Коб

К(0)

Кф

6.1

403,3

22,3

22,3

404,5

0,055

0,055

3,168

6.2

538,7

5,0

29,0

539,5

0,009

0,053

3,233

6.3

1221,1

22,4

13,0

1221,4

0,018

0,011

4,086

6.4

960,1

63,1

63,8

964,2

0,066

0,066

4,892

6.5 А

3074,6

166,9

198,6

3085,6

0,054

0,064

5,315

6.5 В

947,5

217,6

499,0

1092,8

0,230

0,527

3,878

6.6

400,5

19,9

4,0

401,1

0,050

0,010

2,642

6.7

545,3

7,1

8,7

545,4

0,013

0,016

4,006

6.8

1221,1

25,3

7,4

1221,4

0,021

0,006

4,755

6.9

955,6

111,7

64,4

964,2

0,117

0,067

4,634

6.10 А

3542,2

391,2

508,4

3599,8

0,110

0,144

4,421

6.10 В

1146,2

467,2

538,7

1349,9

0,408

0,470

3,394

Рассчитаем коэффициент несинусоидальности тока и потери для каждого режима:

Номер опыта

КнсI

P1

ΔPν

6.1

0,111

67,79

0,017

6.2

0,082

122,15

0,013

6.3

0,031

1295,53

0,015

6.4

0,132

657,74

0,137

6.5 В

0,705

3,811

6.6

0,074

27,83

0,010

6.7

0,041

198,48

0,005

6.8

0,033

1332,62

0,018

6.9

0,190

665,08

0,334

6.10 В

0,786

9,667


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30741. Основные направления внутренней и внешней политики республиканских администраций в США (1921 – 1933-е гг.) 23 KB
  у власти в США стояли республиканцы. Это был период процветания США. В 20е годы мировая капиталистическая экономика стабилизировалась и в США наступил экономический подъем: рост автомобилей строительство дорог США становится мировым кредитором оттеснив Англию и т.
30742. Коминтерн и РСИ – особенности стратегии и тактики в 1920 – 1930 гг 25 KB
  в России по инициативе Ленина был создан Коммунистический интернационал Коминтерн участвовали 28 стран – был провозглашен курс на мировую социалистическую революцию. На первый план выдвигались не социалистические путем революции а демократические задачи реформы как подготовительный этап на пути к социальной революции. Новые задачи потребовали изменение отношения коммунистов к социалдемократии. Если раньше союз с социалдемократией был невозможен изза разницы во взглядах то теперь этот союз стал возможен т.
30743. Холодная война и ее этапы (с 40-х по 90-е гг.) 24.5 KB
  Конфликт двух сверх держав США и СССР противостояние двух военнополиитческих блоков НАТО и Варшавского договора. Воплощением конфликта стала холодная война между США и СССР. Начало Холодной войны было в момент послевоенного урегулирования когда возникли противоречия между союзниками антигитлеровской коалиции США и Великобритании и СССР. был создан англоамериканский военный союз для борьбы с СССР и коммунистической угрозой.
30744. Захватнические планы Гитлеровской Германии и их осуществление (1935 – 1941 гг.) 24 KB
  Захват чужих территорий стал центром всей политики гитлеровской Германии. Немаловажное значение для развития экономического потенциала Германии и использования его в военных целях против СССР имели захват и ограбление Австрии Чехословакии Польши Франции и других европейских стран. На выполнение только военных заказов Германии работали предприятия оккупированных западноевропейских стран.
30745. Возникновение и приход к власти фашизма в Италии и Германии: общее и особенное 24 KB
  Так в 1919 г возникла 1 фашистская организация в Италии а в Германии – националсоциальнеческая. В Италии её возглавил – Муссолини а в Германии – Гитлер фюрер. фашистское движение в Италии было преобразовано в национальную фашистскую партию с 1922 г.
30746. США и Латинская Америкак: эволюция и проблемы взаимоотношений во второй половине 20 столетия 26.5 KB
  Во время Второй мировой войны создались благоприятные условия для развития национального капитала в Латинской Америке. Выросли цены на сырье ослабло влияние национального капитала увеличились средства для вложения в национальную промышленность. Новый уровень глобализации иначе говоря огромная роль мировых хозяйственных связей привлечение современной технологии и иностранного капитала стал частью стратегии латиноамериканских стран. Основным источником накопления капиталов и модернизации стали широкое привлечение иностранного...
30747. Причины зарождения и сущность фашизма 24 KB
  в конкретной исторической обстановке фашизм нужен определенным кругам империализма чтобы справиться с возрастанием революционного движения разрешить в свою пользу классовые противоречия которые нельзя разрешить старыми методами и формами борьбы. Мировому капиталу фашизм был нужен чтобы разрушить главной оплот международного революционного процесса и антиимпериалистической борьбы – СССР. Германский фашизм сопровождался политическими убийствами погромами и др.
30748. Латинская Америка: что принесли неолиберальные преобразования (на опыте 1980 - 1990-х гг.) 27 KB
  стимулировал экономический рост Латинской Америки в начале 90х гг. Другая болевая точка современной Латинской Америки безработица принявшая беспрецедентные масштабы. Финансовоэкономическая стратегия Латинской Америки на 90е гг. В задачи консенсуса входило преодоление инфляции сокращение бюджетного дефицита укрепление национальных валют Латинской Америки.
30749. Причины и характер первой мировой войны, цели воюющих сторон. (28 июля 1914 — 11 ноября 1918) 23.5 KB
  28 июля 1914 11 ноября 1918 стремление к переделу мира в результате противостояния двух военных блоков: Тройственного Союза Германия АвстроВенгрия Италия и Антанты Англия Франция Россия борющихся за гегемонию на континенте. слабое рабочее движение в результате в ряде стран победили партии войны в правящих кругах ряда Западных стран Германия Великобритания АвстроВенгрия и Франция. Цели: Германия – создать Новую Европу где влияния Англии Франции и России свелись бы к нулю. АвстроВенгрия как и Германия за...