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

7 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

13084. Классный час «Судьба семьи в судьбе страны» 24.5 KB
  Классный час посвященный Дню защитника Отечества 23 февраля. Судьба семьи в судьбе страны Цели классного часа. воспитание чувства патриотизма любви к Родине. формировать преемственность поколений;3. способствовать развитию нравственных качеств: честность правдивос...
13085. Классный час «Александр Невский — великая личность России» 54.5 KB
  Классный час Александр Невский великая личность России Цель: формирование у учащихся чувства патриотизма гражданственности уважения к историческому прошлому на примере исторической личности Александра Невского. Оборудование: мультимедийная презентация прило
13086. Классный час «Москва и москвичи» 22.87 KB
  Конспект классного часа. Тема классного часа: Москва и москвичи Задачи: 1.Образовательная: Познакомить учащихся с историей московских достопримечательностей 2.Воспитательная: : Воспитывать любовь к Родному городу чувство патриотизма. 3.Развивающая: Развивать р...
13087. Классный час «Береги своё время и время других людей» 54.5 KB
  Береги своё время и время других людей Цель: учить ценить своё время и время окружающих людей. Задачи: показать важность соблюдения режима дня; воспитывать ответственность ...
13088. Классный час «Час знакомства» 24.47 KB
  Тема: Час знакомства Цель: познакомиться с учениками школы №90 3 Б класса узнать интересы детей взаимоотношения в коллективе способствовать развитию отношений между детьми и практикантами. создать условия которые способствуют быстрому и благоприятному зна...
13089. Виховна година. Чорнобильська катастрофа, її причини та наслідки 64.5 KB
  Виховна година: Чорнобильська катастрофа її причини та наслідки Мета. Розширити знання дітей про Чорнобильську трагедію наголосити про потенційну небезпеку радіації для усього живого розповісти про ліквідаторів аварії на Чорнобильській АЕС показати що чужої б
13090. Правила школьной жизни. Классный час для первокласников 34 KB
  Классный час для первоклассников Правила школьной жизни Проходя сложный путь социализации ребенок подвергается частым воздействиям окружающей действительности которая выступает как стрессор длительного действия истощающий запас адаптационной энергии. Пробл...
13091. Классный час «Что такое толерантность» 39 KB
  Классный час Что такое толерантность /15 классы/ Классный час проводится волонтёрами-старшеклассниками. Цель: Знакомство и работа с понятием толерантная личность. Здравствуйте дети Меня зовут. Сегодня я пришла пришёл к вам чтобы рассказать вам о дружбе
13092. Классный час «Дружба» 50 KB
  Классный час по теме Дружба 1 класс . ТЕМА: Трудно одному на свете жить. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ: сердечки из бумаги с правилами дружбы доверяй прощай уважай будь внимателен будь верным береги и одно пустое 7 шт.; белые звёздочки; цветные фл