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

22361. Преобразование Лапласа и ее доказательство 382 KB
  Это утверждение вытекает непосредственно из неравенства. Отсда следует, что, если, оставаясь внутри любого угла , где сколь угодно мало, причем эта сходимость равномерна относительно. Если, в частности, аналитическая...
22362. Свойства преобразования Лапласа 1.75 MB
  2 Изображения аналитичны не только в области но и всюду кроме . В дальнейшем будем обозначать через оригиналы их изображения: 3 Непосредственно из свойств интегралов получаем: I. линейное пространство функцииоригинала с показателем роста изоморфно пространству изображения. Переходя к изображениям и интегрируя по частям получим .
22363. Основной принцип теории пределов 635.5 KB
  Существует одна и только одна точка которая принадлежит всем отрезкам данной последовательности. Следовательно двух точек общих всем отрезкам нашей последовательности существовать не может; существование же одной такой точки доказано в теории иррациональных чисел. Существует единственная точка принадлежащая всем прямоугольникам данной последовательности. Пусть имеется бесконечная последовательность комплексных чисел 1 Число z называется предельным числом последовательности 1 если...
22364. Дробно-линейные отображения 824.5 KB
  Отображение инверсия преобразование симметрии относительно единичной окружности. Вообще точки и называют симметричными относительно окружности : если 1 они лежат на одном луче проходящем через точку 2 Преобразование переводящее каждую точку плоскости в точку симметричную относительно окружности называют симметрией относительно этой окружности или инверсией. Докажем основное свойство симметричных точек: Точки и тогда и только тогда являются симметричными относительно окружности когда они являются вершинами пучка...
22365. Расширенная комплексная плоскость 2.74 MB
  непрерывны функции и то ее графиком является некоторая кривая на комплексной плоскости. Тогда говорят что задана непрерывная кривая или просто кривая: 1 а уравнение 1 называют параметрическим уравнением этой кривой. Пусть кривая задана уравнением 1. вопервых кривая является упорядоченным множеством точек вовторых различным точкам кривой может отвечать одна и та же точка плоскости: если t = t при tt то точки z= t и z=t...
22366. Понятие сходящегося и расходящегося ряда 227.5 KB
  Понятие сходящегося и расходящегося ряда. Рассмотрим бесконечный ряд: 1 все члены ряда – комплексные числа образуем ∑ первых n членов этого ряда: 2 Давая n значения 123 мы получим бесконечную последовательность комплексных чисел S1S2Snсоответствующего ряда 1 . Обратно зная последовательность чисел Sn легко написать соответствующий ей ряд: S1S2S1SnSn–1 Говорят что ряд 1 сходится если соответствующая ему последовательность чисел Sn сходится в этом случае суммой ряда 1 называют предел указанной...
22367. Функции комплексной переменной 202.5 KB
  Областью на комплексной плоскости называют множество D точек обладающее следующими свойствами: Вместе с каждой точкой из D этому множеству принадлежит и достаточно малый круг с центром в этой точке свойство открытости. Простыми примерами областей могут служить окрестности точек на комплексной плоскости. Говорят что на множестве M точек плоскости z задана функция w=fz 1 если указан закон по которому каждой точке zM...
22368. Схемы включения и характеристики биполярных транзисторов 465.5 KB
  Схемы включения БТ. Эквивалентные схемы БТ. Эквивалентные схемы БТ. Схемы включения БТ и их показатели.
22369. УСИЛИТЕЛИ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ (БТ) 442 KB
  Характеристики схемы: статические и динамические. Простейшая модель работы транзистора рис. Надо помнить что для всех БТ Рис. Поэтому при проектировании схем надо стремиться к тому чтобы ее характеристики не зависели от величины β.