Самостійна робота 3 СЕТИ

Самостійна робота 3.

"Вивчення схеми заміщення трансформаторів та методів визначення їх параметрів"

Мета роботи6: навчитися визначати параметри схеми заміщення трансформаторів, створювати моделі та дослідно перевіряти їх роботу в середовищі Matlab.

Зміст завдання.

1. Вивчити та ознайомитись з схемами заміщення трансформаторів.

2. Навчитися складати схеми заміщення трансформаторів, створювати моделі та дослідно перевіряти їх роботу в середовищі Matlab.

3. Оформити та захистити звіт.

Контрольні запитання:

1. Які існують схеми заміщення трансформатора?

При розрахунках усталених режимів електричних мереж найчастіше використається Г-подібна схема заміщення однієї фази двообмоткового трансформатора (рис. 9). Магнітний зв'язок між обмотками трансформатора замінюється у заступній схемі еквівалентним електричним. Для цього параметри вторинної обмотки приводяться до напруги первинної обмотки. Тільки після заміни магнітного зв'язку можливо використування методів перетворення електричних схем. На рис. 9 приведені слідуючи позначення: ІТ – ідеальний трансформатор, який має тільки коефіцієнт трансформації Кт, але не має опорів і магнітних потоків розсіювання (тому не існує втрат потужності і напруги у обмотках). Тому відношення напруг на його затискачах постійне і визначається коефіцієнтом трансформації Кт дійсного трансформатора у режимі неробочого ходу; Rт=R1+R`2 – активний опір обмоток однієї фази двообмоткового трансформатора, що дорівнює сумі активного опору первинної обмотки R1 і приведеного до напруги первинної обмотки активного опору вторинної обмотки R`2 ; Хт=Х1+Х`2 – індуктивний опір розсіювання однієї фази двообмоткового трансформатора, що дорівнює сумі індуктивного опору розсіювання первинної обмотки Х1 і приведеного до напруги первинної обмотки індуктивного опору розсіювання вторинної обмотки Х`2 ; Gт, Bт – відповідно активна і реактивна провідності, що визначають активну та реактивну складові намагнічуючого струму Iх трансформатора. Звичайно ідеальний трансформатор у схемах заміщення трансформаторів опускають і відповідні розрахунки виконуються відносно наведених величин вторинної напруги U`2 ;і струму I`2 . Параметри обмоток трансформатору визначають за даними досліду короткого замикання Uк ; DРк , де Uк - напруга короткого замикання, DРк - втрати потужності короткого замикання: Провідності Gт і Bт визначають за даними досліду неробочого ходу IX ; DРX , де IX – струм неробочого ходу; DРХ - втрати потужності неробочого ходу: Реактивна намагнічуюча потужність DQX звичайно дорівнює повній потужності неробочого ходу трансформатора, тому: На рис. 10 зображена розрахункова схема двообмоткового трансформатора, яка використається при розрахунках усталених режимів. Схема заміщення, яка зображена на рис. 6 звичайно використається при оптимізації режимів роботи мережі.

3.2 Триобмотковий трансформатор (рис. 11) при розрахунках усталених режимів електричних мереж зображується схемою заміщення однієї фази, що має вигляд, як на рис. 12. Параметри кола що намагнічується триобмоткових трансформаторів визначаються як у двообмоткових трансформаторів за даними досліду неробочого ходу.

2. Поясніть призначення схеми заміщення трансформатора?

Побудова векторної діаграми дає уяву про співвідношення величин, що характеризують процеси в трансформаторі.

Однак визначення числових значень цих величин за допомогою графічних побудов є незручним. Більш простішою є рішення, основане на використанні схеми заміщення трансформатора.

Трансформатор, як вже нам відомо, є система двох магнітозв’язаних електричних кіл – первинного і вторинного.

Безпосереднє з’єднання цих кіл в загальне електричне коло без врахування магнітного зв’язку буде невірним, оскільки в цьому випадку енергія, що підводиться до трансформатора не дорівнює енергії, що віддається навантаженню. Тому є потреба в попередньому приведенні первинного і вторинного кіл до одного рівня напруг.

Зручним є приведення вторинного кола трансформатора до первинного.

+ Суть такого приведення полягає в тому, що дійсне коло вторинної обмотки трансформатора з ЕРС Е₂ замінюється розрахунковим, енергетично еквівалентним колом з приведеною ЕРС Е₂ = Е₁.

3. Які вбудовані схеми заміщення використовуються в програмному середовищі Matlab?

трифазний двообмотковий трансформатор – Three-phase Transformer (Two Windings)

трифазний триобмотковий трансформатор – Three-phase Transformer (Three Windings)

4. Розкрийте підхід, закладений при створенні схеми заміщення двообмоткового трансформатора.

Двообмотковий трансформатор при розрахунках усталених режимів електричних мереж моделюється Г-подібною схемою заміщення однієї фази.

Активний опір R  R1 R' 2 ,R1− активний опір первинної обмотки, R' 2 − приведений до рівня напруги первинної обмотки активний опір вторинної обмотки. Індуктивний опір X  X 1 X ' 2 – моделює ЕРС розсіювання первинної та вторинної обмоток. Він включає індуктивний опір первинної обмотки та приведений до рівня напруги первинної обмотки індуктивний опір вторинної обмотки.

5. Які параметри схеми заміщення трансформатора визначаються у досліді короткого замикання та чому?

Щоб розрахувати активний та індуктивний опори трансформатора, проводять дослід короткого замикання. Для цього вторинну обмотку трансформатора замикають накоротко, а на первинну обмотку подають таку напругу, щоб струм у первинній та вторинній обмотках дорівнював номінальному. У досліді вимірюють напругу короткого замикання U_К та втрати активної потужності ΔР_К. Маючи результати дослідження, активний та індуктивний опір визначають: