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

2834. Канал измерения температуры 5.17 MB
  Канал измерения температуры. Общие сведения об измерении температуры. Понятие температуры Приборы, предназначенные для измерения температуры, называются термометрами. В качестве принципа работы термометров можно использовать любой физический п...
2835. Ремонт зданий 44.5 KB
  Виды ремонтов зданий. Текущие ремонты здания, их виды, цели и содержание. Капитальные ремонты зданий, их виды, цель и содержание. Источники финансирования текущих и капитальных ремонтов. Нормирование затрат на ремонты, суть понятия «недоремонт» 1 Ви...
2836. Трудові ресурси сільського господарства, склад і класифікація трудових ресурсів 102.5 KB
  Трудові ресурси сільського господарства, склад і класифікація трудових ресурсів Трудові ресурси як фактор економічного розвитку держави Трудові ресурси – специфічний і найважливіший із усіх видів економічних ресурсів. Як фактор економічного роз...
2837. Разработка и внедрение системы экологического менеджмента на АЭС 2.13 MB
  Становление и концепция экологического менеджмента при осуществлении деятельности, связанной с использованием атомной энергии и природных ресурсов. Руководство концерна Росэнергоатом и его филиалов - атомных станций, их деловые партнеры понимают преимущества, получаемые на международном и российском рынках предприятиями, которые внедрили систему экологического менеджмента.
2838. Проектирование и исследование рычажного механизма 395.5 KB
  Задание Задание №8 вариант №8 Спроектировать плоский рычажный механизм (см рисунок 1). Рисунок 1. Схема механизма Вариант K H, мм n, об/мин Pпс ...
2839. Общие принципы технической эксплуатации элементов конструкций и инженерного оборудования зданий 106 KB
  Общие принципы технической эксплуатации элементов конструкций и инженерного оборудования зданий. Прочностные и деформационные характеристики несущих конструкций, их нормирование, оценка и обеспечение в заданных пределах при эксплуатации. Эксплуатаци...
2840. Генетика как наука и ее теоретические аспекты 256.5 KB
  ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИКИ КАК НАУКИ. Генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов, о закономерностях наследственной изменчивости и о материальных основах наследственности. а) Развитие классической генетики (создание самой наук...
2841. Генетика пола 116 KB
  Генетика пола Цель: Выявить основные закономерности наследования признаков, сцепленных с полом Задачи: 1. Изучить закономерности наследования признаков, сцепленных с полом, у дрозофилы 2. Изучить закономерности наследования признаков, сцепленных с п...
2842. Функции как совокупность объявлений и операторов 79 KB
  Функции Функция – это совокупность объявлений и операторов, предназначенных для выполнения отдельной задачи и заключённых в специальный блок. Необходимость в использовании функций возникает при решении сложных задач, когда нужно выполнять набор...