План практического занятия

Практическая работа № 2. ВОЛНОВОЙ ПРОЦЕСС В ОБМОТКЕ ТРАНСФОРМАТОРА

Задание выбирается по последней цифре зачетной книжки или списку

Задача. Рассчитать и построить в координатах (U, x/l) огибающую максимальных градиентов вдоль обмотки двухобмоточного трансформатора при попадании на ввод его электромагнитной волны перенапряжения с прямоугольным фронтом и амплитудой U_о. Обмотка трансформатора имеет n катушек, емкость каждой катушки относительно корпуса DС и между катушками DК по всей единичной длине l обмотки (схема замещения обмотки трансформатора, содержащая емкости, справедлива, когда на вход обмотки попадает крутая форма волны напряжения). В расчете свободной составляющей распределенного напряжения учесть первые три гармоники, амплитуды которых определятся по формулам:

для трансформатора с заземленной нейтралью

А_k = U_o / (p k (1 + (1 / al) (k p)² / 2))); (2.1)

для трансформатора с изолированной нейтралью

А_k = 4 U_o / ((2 k - 1) p (1 + (1 / al) ((2 k - 1) p)² / 2))), (2.2)

где k - натуральный ряд чисел; в (2.1) k - номер гармоники; а в (2.2) - номер гармоники (2 k - 1).

1. Найти коэффициент al по параметрам обмотки из табл. 2.1:

al = = . (2.3)

2. Построить начальное распределенное напряжение для схемы замещения обмотки трансформатора, принимая значение переменной величины x/l = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 для выражения

U_нач = . (2.4)

3. Построить функцию напряжения в установившемся режиме для схемы замещения по режиму нейтрали и переменной величины x/l.

4. Рассчитать амплитуду гармоники А_k, построить свободную составляющую распределенного напряжения U_св1 в координатах x/l с учетом того, что если потенциалы в начале и в конце обмотки фиксированы (заземленная нейтраль), то имеем узлы высших гармоник в этих местах обмотки и целое число полуволн по всей ее длине; если потенциал фиксирован в начале обмотки и не определен в конце (изолированная нейтраль), то имеем узел высших гармоник в начале и пучок их в конце обмотки и поэтому целое число четверть волны напряжений по всей длине обмотки. Рассчитать первые три гармоники для любого режима нейтрали. Проверить полученную огибающую свободной составляющей напряжения путем разности амплитуд напряжений начального распределения и установившегося, т.е.

U_св2 = U_нач - U_уст. (2.5)

Если U_св1 и U_св2 отличаются друг от друга на 10% и более, то изменить основные параметры: DС уменьшить в 2 - 5 раз, а DК увеличить на порядок и повторить расчет по п.п. 2-4.

5. Построить максимальную огибающую распределенного напряжения U_max по обмотке трансформатора как сумму векторов по абсолютной величине свободной составляющей и установившейся по выражению

U_max = |U_св| + |U_уст|. (2.6)

6. Сделать заключение по графику распределенного U_max, где, в начале или в конце обмотки трансформатора, необходимо усилить изоляцию, чтобы исключить пробой ее от набегающей волны перенапряжения и предложить мероприятия.

Таблица 2.1 Варианты исходных данных

№ п/п	Uo, кВ	n, шт.	DС, пФ	DК, пФ	Режим нейтрали
					заземл.и изолир.
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-
					-“-

Программа расчета

dC	dK	Uo	n	l	Al	A1	A2	A3
,E-09	900E-9			4,9	2,30988

x/l	Uнач	Uуст	U1	U2	U3	Uсв1	Uсв2	погр	Umax
								0,00
0,1	79374,9		-6057	-2675	-1297	-10029	-10625	5,61
0,2	63003,7		-11521	-4328	-1525	-17373	-16996	2,22
0,3	50009,1		-15857	-4328	-495	-20680	-19991	3,45
0,4	39694,7		-18641	-2675		-20373	-20305	0,34
0,5	31507,6		-19600			-17997	-18492	2,68
0,6	25009,1		-18641			-15023	-14991	0,22
0,7			-15857		-495	-12024	-10149	18,47
0,8	15756,7		-11521		-1525	-8717	-4243	105,43
0,9	12506,8		-6057		-1297	-4679		286,63
	9927,3							100,00

ЛИТЕРАТУРА.

1. Борисоглебский П.В., Дмоховская Л.Ф. и др. Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В. Разевига. - М.: Энергия, 1964. - С.274 - 279.

2. Лифанов В.Н. Электроизоляция и перенапряжения / Учеб. пособие. - Владивосток.: Изд-во ДВГТУ, 1995. - С. 51-73.

3. Долгинов А.И. Техника высоких напряжений в электроэнергетике. - М.: Энергия, 1968. - 468 с.

4. Лифанов В.Н. Координация изоляции электрооборудования /Учеб. по­собие. – Владивосток.: Изд-во ДВГТУ, 2003. – 120 с.

Дата добавления: 2014-12-23