Материал: Электроснабжение. учебно-методическое пособие. Сергеев В.А., Мамонтов Д.А

Таблица 1.3

Изолированная нейтраль

46

Таблица 1.5

Обрыв одной фазы

1.Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. М.: Агропомиздат, 1990.

2.Харкута К.С. и др. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства. М.: Агропромиздат, 1992.

3.Правила устройства электроустановок /М-во топлива

иэнергетики РФ, РАО “ЕЭС России”, 7-е изд., перераб. и доп.

М.: “ДеАН”; - 2001.

4.Правила эксплуатации электроустановок потребителей “ДеАН”; изд. 6-е. - М.:ОРГРЕС; - 1999.

5.Князевский Б.А. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: – Учебник для студ. вузов по спец. “Электропривод и автоматизация промышленных установок”; 3-е изд. М.:Высш. шк., 1986.

6.Учебное пособие к лабораторным работам по электроснабжению / Под. ред. А.А.Федорова Ч.1; М. Изд-во МЭИ, 1971.

47

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТРЕХФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследовать характеристики работы трехфазного трансформатора по мгновенным значениям токов и напряжений в его обмотках; изучить основы представления схем замещения трансформатора в различных режимах его работы.

2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЯСНЕНИЯ

Электроснабжение промышленных и сельскохозяйственных потребителей в современных условиях производится по электрическим сетям 110 ,35 и 10 кВ в одну ступень трансформации питающего напряжения. При этом величина нагрузки трансформаторной подстанции колеблется в пределах от 25 до 50 % ее установленной мощности (бóльшие значения относятся к подстанциям меньшей мощности). Типовой нагрузкой подстанции является, как правило, смешанная трехфазно-однофазная нагрузка, в которой доля собственно однофазных нагрузок не превышает 10-15 %. Единичная мощность современных однотрансформаторных подстанций 35//10/6 кВ или 110/10/6 кВ составляет от 10 до 100 МВА.

В условиях возрастания единичной мощности установленных на предприятиях потребителей возрастает и роль надежного электроснабжения, когда величина невосполнимых потерь электроэнергии может достигать сотен и даже тысяч киловатт-часов. Кроме потерь мощности и энергии, связанных с перерывами в электроснабжении потребителей, существует большая величина потерь, имеющая место из-за несинусоидального характера

48

питающих предприятие напряжений. Высшие гармоники в системах электроснабжения нежелательны по ряду причин: появляются дополнительные потери в электрических машинах, трансформаторах и сетях, затрудняется компенсация реактивной мощности с помощью батарей конденсаторов, сокращается срок службы изоляторов, а также изоляции электрических машин и аппаратов; ухудшается работа устройств автоматики, телемеханики и связи.

При работе синхронных и асинхронных двигателей в условиях несинусоидального напряжения возникают добавочные потери мощности, обусловленные высшими временными гармониками тока в обмотках статора и ротора. Появляются также добавочные потери в стали статора и ротора; однако эти потери малы и ими можно пренебречь. Основная часть добавочных потерь от гармоник в синхронных машинах приходится на долю успокоительной и статорной обмоток; потери в обмотках ротора, как правило, оказываются меньшими. В асинхронных двигателях высокого напряжения потери в статоре и роторе в номинальном режиме примерно одинаковы.

При работе асинхронного электродвигателя в условиях несинусоидального напряжения несколько снижается его коэффициент мощности и вращающий момент на валу. Так, например, если амплитуды 5-й и 7-й гармоник напряжения составляют соответственно 20 и 15 % амплитуды 1-й гармоники, то коэффициент мощности двигателя уменьшается на 2,6 % в сравнении его со значением при синусоидальном напряжении.

Моменты, развиваемые высшими гармониками тока, отрицательно сказываются на результирующей механической характеристике двигателя. Например, удельный вес 5-й гармоники (обратная последовательность) напряжения для асинхронных двигателей средней мощности может составлять до 20 % основной гармоники, что в свою очередь вносит 4-процентную погрешность в развиваемый

49

электродвигателем тормозной момент, развиваемый при промышленной частоте.

2.1. Влияние несинусоидальности напряжения на работу трансформаторов

Потери активной мощности от токов высших гармоник в трансформаторах выражаются простейшей формулой:

n

P 3 I2T Rkk T

трансформатор;

Rk – сопротивление короткого замыкания трансформатора при промышленной частоте;

kνΤ – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления короткого замыкания для высших гармоник вследствие влияния поверхностного эффекта и эффекта близости. Для силовых трансформаторов можно принять k2-6 = 2,1;

k7-10 = 2,5; k11-12 = 3,2; k13-15 = 3,7. Коэффициенты потерь для гармоник более высоких порядков можно принять равными

1,1.

Рис. 2.1. Векторная диаграмма намагничивающих токов трехстержневого трансформатора

50