Материал: Электроснабжение. учебно-методическое пособие. Сергеев В.А., Мамонтов Д.А
K |
|
|
|
|
Im |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I2 |
I |
2 |
I2 |
... I |
2 |
|
|
(2.4) |
||
|
|
|
|
|||||||
|
|
1m* |
|
2m* |
3m* |
|
9m* . |
|||
д) окончательно определить |
амплитуды |
гармонических |
||||||||
составляющих спектра в миллиамперах и записать соответствующие графы строки "Амплитуда, мА" табл. 6.2:
I/1m K,(A);I/2m I2m K,(A);I/3m I3m K,(A);...I/9m I9m K,(A).
(2.5)
7.2. Определить следующие показатели качества электроэнергии во всех режимах работы трансформатора:
|
- коэффициент несинусоидальности тока, % |
|||||||
|
|
нс |
= |
∑ |
|
100 |
% |
(2.6) |
где Iν |
– амплитуда ν- |
|
ном |
|||||
|
|
полученная в |
||||||
|
|
той |
гармоники тока, |
|||||
режиме спектроанализатора, А (см. табл. 6.2);
Iном – ток, измеренный в данном режиме амперметром, установленным в фазе, А (см. таблицу 6.1).
Рассчитать потери и потребляемую мощность
трансформатора в каждом режиме: |
cos |
|
|
- потребляемая мощность: |
|
||
- потери (от = ∑ |
Ф ф |
(2.7) |
|
высших гармоник): |
|
||
= 3 ∑ |
тр. |
|
(2.8) |
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;
Rтр – активное соротивление трансформатора вычислить по показаниям вольтметра, амперметра и фазометра ( см.
табл. 6.1);
81
Кν – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления короткого замыкания для высших гармоник. В работе можно принять (К2 - К5=2,1; К6 - К7=2,5; К8 - К11=3,2).
7.3. Полученные в результате экспериментов составляющие спектра тока в фазах трансформатора необходимо обработать и определить отдельно для прямой, обратной и нулевой последовательностей следующие показатели, измеряемые в милливольтах (мВ) или миллиамперах (мА):
- среднее гармоническое для прямой последовательности:
|
|
I2 |
I2 |
I |
2 |
|
|
||
Iср(1) |
|
1m |
4m |
|
7m |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
, А |
(2.9) |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
где I1m, I4m, I7m – амплитуды токов 1-ой, 4-ой, 7-ой гармоник соответственно.
- среднее гармоническое для обратной последовательности:
|
I2 |
I2 |
I2 |
|
||||
Iср(2) |
|
2m |
5m |
8m |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
, А |
(2.10) |
|||
|
|
|
|
|
||||
где I2m, I5m, I8m – амплитуды токов 2-ой, 5-ой, 8-ой гармоники соответственно.
- среднее гармоническое для “нулевой” последовательности:
(0) |
|
I3m2 I6m2 |
I9m2 |
|
|||
Iср |
|
|
|
|
|
, А |
(2.11) |
|
|
|
|
||||
|
|
||||||
|
2 |
|
|
||||
где I3m, I6m, I9m – амплитуды токов 3-ей, 6-ой, 9-ой гармоники соответственно.
7.4. Далее необходимо определить коэффициенты, характеризующие наличие обратного поля, поля "нулевой" последовательности и коэффициент формы поля по формулам.
82
- коэффициент обратного поля:
|
Iср(2) |
|
|
Kоб |
|
100% |
|
|
|
||
|
Iср(1) |
(2.12) |
|
|
. |
||
- коэффициент поля "нулевой" последовательности:
(0)
K(0) Iср 100%
I(1)ср .
- коэффициент формы поля определяется как:
KФ Iср.кв. 100% Iср ,
где Iср.кв. – среднее квадратическое значение тока в фазе, определяющееся по формуле:
(2.13)
(2.14)
|
|
I2 |
I2 |
I |
2 I |
2 |
... I |
2 |
|
|
|
Iср.кв. |
1m |
2m |
|
3m |
4m |
|
|
9m |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
, А |
(2.15) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Iср – среднее по модулю значение тока в фазе, |
|
||||||||||
определяющееся по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Iср |
I1m I2m I3m I4m ... Inm |
, А |
(2.16) |
||||||||
|
|||||||||||
|
|
|
|
n |
|
|
|
||||
7.5. После определения амплитуды токов всех составляющих спектра найти коэффициенты по формулам
(2.9)-(2.15) и внести их в табл. 2.5.
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.5 |
|
|
Показатели качества электроэнергии |
||||||
Номер |
Iср(1), |
Iср(2), |
Iср(0), |
Iср.кв, |
Коб |
К(0) |
Кф |
опыта |
мА |
мА |
мА |
мА |
|
|
|
6.1 |
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
6.10 |
|
|
|
|
|
|
|
Отчет по лабораторной работе должен содержать результаты расчетов (табл. 6.1-6.3) и их сравнение с
83
показателями качества электроэнергии, установленных ГОСТ 321442013. В заключении отчета необходимо сформулировать выводы из проделанной работы.
8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ ПОДГОТОВКИ
1.Назовите основные типы и группы соединения трехфазных трансформаторов.
2.Назовите причины возникновения высших гармоник
втрехфазных трансформаторах.
3.В какой системе питания будут отсутствовать гармоники напряжения кратные трем.
4.В какой системе питания будут отсутствовать гармоники тока кратные трем.
5.В чем состоит особенность расчета трехфазных систем при резонансе, возникающем при обрыве одной из фаз.
6.В чем состоит особенность расчета трехфазных систем при учете емкостной проводимости фаз.
7.Какие гармонические составляющие присутствуют в зависимости i=f(t) при повреждении (обрыве) фазы в оборванной фазе и в "здоровой" фазе.
8.Суть явления резонанса в трансформаторах? При каких параметрах трансформатора и нагрузки может возникнуть резонанс и как он влияет на параметры энергосистемы и нагрузку?
9. Покажите возможность влияния параметров нагрузки на возникновение резонанса в обмотках трансфо
84
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГРУПП ТРЕХФАЗНЫХ
АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1.1.Ознакомиться с рабочими характеристиками асинхронного двигателя (далеедвигатель) в условиях работы, отличающихся от номинальных.
1.2.Научиться методике построения механической и рабочих характеристик асинхронного двигателя в различных режимах работы.
1.3.Изучить особенности режимов, возникающих при обрыве фазы для группы трехфазных асинхронных двигателей.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЯСНЕНИЯ
2.1. Характеристики асинхронного двигателя Выбор асинхронного двигателя для электропривода
осуществляют на основе анализа его характеристик – механических и рабочих. Первая представляет собой зависимость скорости вращения от нагрузочного момента
М2r . Рабочие характеристики: Р1 Р2 ; Р2 ; cos P2 ; I1 Р2 ;
Р2 ; |
M2 Р2 ; s Р2 . Здесь |
Р1 |
– потребляемая |
из сети |
|
электрическая мощность, |
– |
скорость вращения |
ротора, |
||
cos – коэффициент мощности, |
I1 |
– ток статора, |
– к.п.д. |
||
двигателя, s – скольжение, Р2 – полезная мощность на валу при постоянных напряжении питания Um и частоте в системе
f . Вид рабочих характеристик подробно описан в курсах электрических машин. Определяться характеристики могут экспериментально или путем расчета по схеме замещения или круговой диаграмме. В настоящей работе необходимо
85