Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья



Лабораторная работа № 1



 

Министерство науки и высшего образования РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования

«Омский государственный технический университет»

 

Энергетический институт

кафедра: «Электроснабжение промышленных предприятий»

 

 

Лабораторная работа № 1

по дисциплине «Переходные процессы в электроэнергетических системах»

 

на тему МОДЕЛИРОВАНИЕ НА ЭВМ ХОЛОСТОГО ХОДА ТРАНСФОРМАТОРА

 

Вариант                           Х

 

Студента (ки)      Фамилии Имени Отчества

Фамилия, имя отчество полностью

 

Курс 3                 Группа _Э-19Х

 

Направление (специальность) _13.03.02

«Электроэнергетика и электротехника»

код, наименование

 

Проверил       ст. преподаватель

ученая степень, звание, должность

Шепелева Е.Ю.

Фамилия, инициалы

 

 

Омск 2021


 

Цель работы: Исследовать переходный процесс, возникающий при включении однофазного трансформатора с разомкнутой вторичной обмоткой под синусоидальное напряжение.

Для этого поставлены следующие задачи:

- изучить переходный процесс, возникающий при включении трансформатора на холостой ход;

- понять характер индуктивного сопротивления трансформатора при насыщении и его влияние на форму тока и напряжения;

- исследовать влияние активного сопротивления цепи на максимальные значения потокосцепления и тока.

Рассматриваемый процесс включения однофазного трансформатора с разомкнутой первичной обмоткой (рис.1) полностью идентичен процессу включения катушки с ферромагнитным сердечником под синусоидальное напряжение и описывается уравнением

,                            (1) 

где Um - амплитуда синусоидального напряжения; a - фаза напряжения при t=0 (фаза включения);  - потокосцепление первичной обмотки; n1 - число витков первичной обмотки; Ф – магнитный поток;  - мгновенное значение тока холостого хода; r - активное сопротивление первичной обмотки.

Рисунок 1 – Электрическая схему исследуемой цепи включения однофазного трансформатора

 

 

Исходные данные к работе:

Таблица 1 – Аппроксимация кривой намагничивания

№ варианта

Uном кВ

Единицы измерения

Координаты точек излома в первом квадранте.

Х

Х

 Ψ, кВ Х Х Х

Х

 Х
I, А Х Х Х

Х

 Х
                     

Таблица 2 – Исходные данные

№ варианта

, Ом

L, Гн
i=1 i=2 i=3 i=4
Х Х Х Х Х Х

 

Результаты выполнения работы:

Рисунок 2 – Аппроксимированная магнитная характеристика трансформатора (аппроксимированная кривая намагничивания)

I этап работы – Сравнение работы трансформатора под нагрузкой и при включении на холостой ход.

 

Если исследуемый трансформатор работает под нагрузкой при номинальном напряжении Uн=110 кВ, то кривые напряжения , потокосцепления  и тока близки к синусоиде.

 

Рисунок 3 – Кривая напряжения  при работе нагруженного трансформатора

 

Рисунок 4 – Кривая потокосцепления  при работе нагруженного трансформатора

 

Рисунок 5 – Кривая тока  при работе нагруженного трансформатора

А теперь рассмотрим процесс включения трансформатора на холостой ход при номинальном напряжении Uн=110 кВ.

Сначала оценим максимальный режим, R=0.

 

Рисунок 6 – Кривая потокосцепления  при R=0

 

Рисунок 7 – Кривая тока  при R=0

Таблица 3 – Основные результаты при R=0

Ударный ток Imy Х А
Ударный коэффициент ki Х о.е.

Как видно из графика , ток в отличие от потокосцепления  сильно отличается от косинусоиды. Кривую тока для R=0 можно разложить на высшие гармоники ряда Фурье:

 

        

 

k- число гармоник, выбираемое так, чтобы погрешность вычисления амплитуды тока Imy не превышала 5% (зависит от исходных данных и изменяется от 5 до 7).

 

Таблица 4 – Число высших гармоник и их амплитуды, сумма гармоник, погрешность расчета амплитуды

Постоянная составляющая I0 Х А
Амплитуда первой гармоники I1m Х А
Амплитуда второй гармоники I2m Х А
Амплитуда третьей гармоники I3m Х А
Амплитуда четвертой гармоники I4m Х А
Амплитуда пятой гармоники I5m Х А
Амплитуда шестой гармоники I6m Х А
Амплитуда седьмой гармоники I7m Х А
Сумма гармоник Is Х А
Погрешность расчета амплитуды Х %

 

Рисунок 8 – Разложение кривой тока  при r=0 на высшие гармоники

 

 

Таблица 5 – Данные для построения высших гармоник

t I0 I1m I2m I3m I4m I5m I6m I7m Is
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 

II этап работы – Исследование влияния активного сопротивления цепи на максимальные значения потокосцепления и тока.

Режим, при R0=0 представлен на рисунках 6-7.

Режим, при R2=Х.

Рисунок 9 – Кривая потокосцепления  при R2=Х

 

Рисунок 10 – Кривая тока  при R2=Х

 

Режим, при R3=Х.

Рисунок 11 – Кривая потокосцепления  при R3=Х

Рисунок 12 – Кривая тока  при R3=Х

Таблица 6 –Данные для построения зависимости ,  

Ri (Ом) kф (о.е.) ki (о.е.)
   
   
   
   

 

Рисунок 13 – Зависимости ,

Таблица 7 – Результаты исследований

Ri

i=1…4        

 

Вывод:


 

Контрольные вопросы:

1. Что такое магнитная характеристика, аппроксимация характеристики.

2. Зависимость  (формула и график).

3. Порядок построения тока по кривой намагничивания.

4. Коэффициент , в каких пределах он изменяется?

5. Нарисовать зависимость  при граничных значениях .

6. Коэффициент , в каких пределах он изменяется?

7. Нарисовать зависимость   при граничных значениях .

8. Объяснить метод условной линеаризации.

9. Нарисовать характер изменения тока намагничивания при линейной магнитной характеристике.

10. Построить зависимости  =  и = .

 
  

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.