ĆWICZENIE T2 PRACA RÓWNOLEGŁA TRANSFORMATORÓW

T2
ĆWICZENIE T2
PRACA RÓWNOLEGŁA TRANSFORMATORÓW
I. Program ćwiczenia
1. Pomiar napięć i impedancji zwarciowych transformatorów
2. Pomiar przekładni napięciowych transformatorów
3. Wyznaczenie pomiarowe charakterystyk obciążeniowych
transformatorów pracujących równolegle:
a) w przypadku transformatorów dobranych prawidłowo
b) w przypadku transformatorów wykazujących różnicę
przekładni napięciowych
c) w przypadku transformatorów wykazujących różnicę
napięć zwarciowych
4. Wyznaczenie obliczeniowe charakterystyk obciążeniowych
transformatorów pracujących równolegle, w przypadkach jak w
punkcie 3, w oparciu o wyniki pomiarów z punktów 1, 2.
II. Sprawozdanie
1. Ideowy schemat elektryczny układu ćwiczeniowego, dane
znamionowe transformatorów, wyniki pomiarów i obliczeń
identyfikacyjnych
2. Wyniki pomiarów charakterystyk obciążeniowych w postaci
tabelarycznej
3. Charakterystyki obciążeniowe transformatorów pracujących
równolegle, pomiarowe i obliczeniowe narysowane dla danego
przypadku (a, b, c) w jednym układzie współrzędnych
4. Wnioski dotyczące zgodności modelu pracy równoległej
transformatorów z rzeczywistością pomiarową
Podstawowe dane znamionowe transformatorów:
SN = 1000VA, U1N = 380V, U2N = 110V
T2
Instrukcja wykonania ćwiczenia laboratoryjnego T2
„Praca równoległa transformatorów”
Ad. 1, 2
Dane znamionowe wszystkich 3 transformatorów: SN = 1000VA, U1N = 380V, U2N =
110V, fN = 50Hz lub 60Hz. Transformator T1 ma wykonany na uzwojeniu 110V odczep
(celem zmiany przekładni), a transformator T3 ma dodany szeregowo do uzwojenia 110V
dławik (celem zmiany napięcia zwarcia). Transformatory są połączone równolegle na stałe od
strony uzwojeń 380V i zasilane z autotransformatora zarówno przy pomiarach
identyfikacyjnych (definicyjnym napięciem zwarcia do wyznaczenia impedancji zwarcia i
napięciem ok. 200V do wyznaczenia przekładni) jak i przy wyznaczaniu charakterystyk
obciążeniowych (220V lub 230V). Schemat układu ćwiczeniowego przedstawia rysunek 1.
Zwarcie strony wtórnej transformatora do pomiaru impedancji zwarcia należy
wykonywać nie bezpośrednio na zaciskach transformatora, ale dopiero na zaciskach
wyjściowych na opornice obciążające. Pozwala to uwzględnić w pomiarze również
impedancje wszystkich aparatów elektrycznych obecnych w gałęzi obwodu z
transformatorem, co jest o tyle istotne, ze również one decydują o rozpływie prądów przy
pracy równoległej transformatorów. Pomiar impedancji zwarciowej wykonuje się metodą
techniczną prądu przemiennego z dokładnym pomiarem napięcia, przy znamionowym prądzie
strony wtórnej zwartego transformatora. Dokładny pomiaru napięcia dotyczy nie tylko
woltomierza ale również cewki napięciowej watomierza. Po wykonaniu pomiarów
identyfikacyjnych nie trzeba wyłączać z obwodu watomierza i amperomierza po stronie
zasilania transformatorów, wystarczy zewrzeć (przełącznikami przyrządów) cewkę prądową
watomierza i amperomierz; woltomierz 30/60V należy jednak wyłączyć z obwodu i zastąpić
go woltomierzem 300V.
T2
Rys. 1. Schemat elektryczny układu ćwiczeniowego
T2
Ad. 3
Charakterystyki obciążeniowe (tj. zależnosci prądów wydawanych przez poszczególne
transformatory pracujące równolegle od sumarycznego prądu ich obciążenia) należy
wyznaczać przy napięciu zasilania 220V lub 230V. Prąd strony wtórnej każdego
transformatora nie może przekroczyć 10A. Zmianę prądu obciążenia transformatorów
wykonuje się przez zmianę rezystancji obciążenia (opornice suwakowe). Regulację należy
zacząć od opornicy o najmniejszej obciążalności prądowej tak, aby była całkowicie zwarta
przy wyższych prądach. W czasie wykonywania pomiarów nie wolno zmieniać zakresów
prądowych amperomierzy, bo to zmienia impedancje zwarciowe gałęzi z
transformatorami. Pomiary należy wykonywać korzystając z przyrządów laboratoryjnych, a
nie tablicowych.
Ad. 4
Charakterystyki obliczeniowe wyznacza się przy pomocy skryptu MATLABowego
T2.M. Jeżeli na zajęciach nie wystarczy czasu do wykonania obliczeń, to skrypt należy wziąsć
do wykonania obliczeń we własnym zakresie. W sprawozdaniu charakterystyki obliczeniowe
należy narysować na tle pomiarowych (aby było możliwe ich porównanie). W zawartych w
sprawozdaniu z ćwiczenia wnioskach Studenci powinni ustosunkować się zarówno do
przebiegów charakterystyk obciążeniowych jak i kątowych.
Skrypt T2.M:
%Skrypt do obliczeniowego wyznaczania charakterystyk obciążeniowych
%transformatorów pracujących równolegle; są one oznaczone jako "a" i "b"
clear all;
%Wyniki pomiarów charakterystyk obciążeniowych (PROSZĘ WPROWADZIĆ WŁASNE
WYNIKI):
Iobc = [0 3.2 4 5 6 8 10 12 14 20];
I2apom = [0 1.6 1.9 2.4 2.9 3.9 4.9 5.9 6.9 9.9];
I2bpom = [0 1.6 1.95 2.5 2.95 4 4.9 6 7 10];
%Wyniki pomiarów przekładni transformatorów (U1/U2) oraz ich napięć, prądów
%i mocy zwarciowych (PROSZĘ WPROWADZIĆ WŁASNE WYNIKI); napięcia zasilające
%przy pracy równoległej (PROSZĘ WPROWADZIĆ WŁASNE):
tetaa=3.39; Uk1a=21.5; Ik1a=3.1; Pka=67.5; U1a=220;
tetab=3.39; Uk1b=21.5; Ik1b=3.1; Pkb=70.0; U1b=220;
%Obliczenie impedancji zwarciowych transformatorów:
cosfika=Pka/(Uk1a*Ik1a);
cosfikb=Pkb/(Uk1b*Ik1b);
if cosfika <= 1, sinfika=sqrt(1-cosfika^2); else sinfika=0; end;
if cosfikb <= 1, sinfikb=sqrt(1-cosfikb^2); else sinfikb=0; end;
Zka=Uk1a/Ik1a*(cosfika+j*sinfika); Zkb=Uk1b/Ik1b*(cosfikb+j*sinfikb);
%Obliczenie charakterystyk obciążeniowych transformatorów:
for k=1:300,
Robc=2*k+1;
I2 = [Zka/tetaa^2 + Robc Robc;
Robc
Zkb/tetab^2 + Robc]^(-1) * [U1a/tetaa;
U1b/tetab];
T2
I2a(k)=I2(1); I2b(k)=I2(2);
end;
%Narysowanie pomiarowych i obliczeniowych charakterystyk obciążeniowych
%transformatorów:
figure(1); plot(Iobc,I2apom,'r+', abs(I2a+I2b),abs(I2a),'r',
Iobc,I2bpom,'b+',
abs(I2a+I2b),abs(I2b),'b'); grid on;
title('Charakterystki obciążeniowe transformatorów pomiarowe i obliczeniowe');
xlabel('Iobc [A]'); ylabel('I2a, I2b [A]');
figure(2);
%Narysowanie przesunięcia fazowego między prądami wydawanymi przez
%transformatory w funkcji wielkości prądu obciążenia:
figure(2); plot(abs(I2a+I2b),(angle(I2a)-angle(I2b))*180/pi,'g'); grid on;
title('Przesunięcie fazowe pomiędzy prądami obciążenia transformatorów ');
xlabel('Iobc [A]'); ylabel('Przesunięcie fazowe [deg]');