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

58686. Работа с ватой на бархатной бумаге. Объект труда: аппликация – белка 64 KB
  Что является основой основой является бархатная бумага Какого цвета выбран фон Почему Можно ли его поменять Из какого материала мы будем выполнять работу мы будем работать с ватой бархатной и цветной...
58687. Цветочная лужайка. Пришивание пуговиц 52.5 KB
  Цель урока: Учить пришивать плоские пуговицы. пуговицы Молодцы Что же такое пуговица Пуговица это застежка на одежде предназначенная для соединения ее частей. Для чего пуговицы нужны Для того чтобы быть всегда опрятным человек должен следить за своим внешним видом за одеждой.
58688. Улитка 51 KB
  Цель урока: Создание полуобъемной аппликации «Улитка» Задачи: Образовательные: Учить выполнять полуобъемную аппликацию. Ознакомить с видами бумаги. Развивающие: Развивать мелкую моторику рук. Развивать мышление. Развивать глазомер...
58691. Понятие про орнамент. Последовательность создания орнамента. Создание орнамента из растительных форм 38 KB
  Цель: развивать творческие способности фантазию воспитывать экономное и бережное отношение к бумаге и к природным материалам Оборудование: плакат с зашифрованным словом украинский национальный костюм образцы готовых аппликаций орнаментов.
58692. Однорідні члени речення 38 KB
  Усно доповнити власними реченнями про красу осінньої природи Під осінніми високими зорями затихають оселі і тепер стає чутнішою мова роси напівроздягнених дерев вчорнілих задуманих соняшників що вже не тягнуться ні до зірок ні до сонця.
58693. Звязок прикметників з іменниками 47 KB
  Мета: Навчаюча: допомогти учням засвоїти матеріал про звязок прикметників з іменниками; закріплювати вміння встановлювати логіко-граматичні звязки; вдосконалювати вміння розрізняти прикметники серед інших частин мови...