Лабораторна робота №7

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ЕЛЕМЕНТІВ ЕДМ

Мета роботи - прищепити студентам навички по експериментальному визначенню параметрів елементів електричних систем, необхідних для аналізу статичної і динамічної стійкості ЕДМ кафедри електричних станцій у наступних лабораторних роботах.

Завдання роботи - навчити студентів методиці постановки експериментів по визначенню і перевірці параметрів елементів електричної системи на прикладі ЕДМ кафедри.

1. Параметри синхронних генераторів

Номінальні параметри, зазначені в паспортній табличці генераторів (P, U, cosφ), приймаємо як відомі величини, а “не задані” - визначаємо дослідним шляхом.

1.1. Визначення синхронних опорів генераторів по подовжньої Z_d і поперечної Z_q осях струмам прямого чередування фаз методом підсинхроннго ковзання ротора. Визначення активного опору Rг і реактивних синхронних опорів X_d, X_q генератора.

Сутність методу полягає в тому, що при підсинхронних оборотах ротора магнітний опір синхронний обертовому полю статора буде безупинно змінювати напрям, зростати при зсуві полюсів ротора від подовжньої d до поперечної q осі, що викликає зміну реактивного опору обмотки статора від максимального до мінімального і зміну струму статора від мінімального до максимального значення. Це приводить до хитання стрілок амперметрів, що вимірюють струм у фазах статора, і невеликій зміні напруги за рахунок втрат у живильній системі.

З огляду на інерційність вимірювальної системи приладів, для одержання явно вираженого максимального і мінімального значення струму потрібно, впливаючи на частоту обертання двигуна генератора, домогтися повільного обертання стрілки синхроноскопа.

Щоб виключити вплив магнітного поля ротора на синхронний опір генератора, необхідно обмотку ротора розімкнути (замкнути на вольтметр), а на обмотку статора подати напругу обмежену опорами котушок, при якій струми статора не перевищать 10 А. Зниження напруги системи до зазначених значень можна домогтися за допомогою потенціал-регулятора або котушок за рахунок утрат напруги в додаткових опорах, що включаються послідовно з обмотками статора генератора, рис. 7.1 (при зборці схеми строго дотримувати послідовність фаз системи і генератора).

Рис. 7.1. Принципова схема експерименту по визначенню синхронних опорів Z_d і Z_q

Виміривши мінімальне І_мін і максимальне І_макс значення струму статора і підведену напругу U_макс, U_мін, визначимо значення синхронних опорів:

синхронний опір по подовжній осі

; (7.1)

синхронний опір по поперечній осі

. (7.2)

Рекомендується повторити експеримент три рази при різних значеннях значення швидкості коливання стрілок приборів, визначити середнє значення величин Z_dср, Z_qср, а потім визначити їхні приведені відносні номінальні значення по формулі

; , (7.3)

де S_ном._г і U_ном._г - номінальні потужність і напруга досліджуваного генератора.

Потім одним з методів (вольтметра-амперметра, вимірювального моста й ін.) заміряють активний опір фази статора Rг і визначають реактивні опори X_d і X_q.

Результати експерименту і розрахунків заносяться в табл. 7.1.

1.2 Експериментальне визначення опору генератора струмам зворотного чередування фаз Z₂, Х_2м аналогічно, тільки потрібно змінити послідовність фаз напруги, підведеного до генератора.

Ротор повинний обертатися із синхронною (підсинхронною) швидкістю, а обмотка ротора замкнута через амперметр (мілліамперметр).

Виміривши, струм статора і підведену напругу, визначають Z_2r в О_мах і Z_{2г н*} у відносних значеннях

; (7.4)

Показання приладів і результати розрахунків зводять у табл. 7.2

1.3. Визначення перехідних опорів Z'_d і Z'_q синхронного генератора методом максимальної і мінімальної компенсації реакції якоря струмам ротора.

Подати на дві фази статора (щоб магнітне поле статора було пульсуючим) знижену напругу.

Обмотку нерухомого ротора потрібно замкнути через амперметр (міліамперметр), рис. 7.2.

Рис 7.2.

При повільному повороті нерухомого ротора (руками) ступінь компенсації магнітного поля статора буде максимальною, коли пульсуюче поле статора буде замикатися по подовжній осі поля ротора, при цьому в обмотці ротора буде наводитися максимальна ЕДС, струми ротора і статора будуть максимальними.

Вимірявши струми і напруги в обмотці статора в цьому режимі, зможемо розрахувати перехідний опір генератора Z'_d в омах і Z'_d* у відносних одиницях

; (7.6)

При зсуві ротора в будь-яку сторону від подовжньої осі коефіцієнт взаємозв'язку між обмотками статора і ротора зменшується, ЕДС, що наводиться в обмотці ротора, зменшується, струм ротора і компенсація магнітного поля статора, струм статора теж зменшується.

Мінімальна компенсація магнітного поля статора буде мати місце при установці ротора поперечною віссю відносно пульсуючого магнітного поля статора. Це положення визначається по мінімальному струму ротора (практично рівному нулю).

Вимірюємо напругу і струм обмотки статора в цьому режимі і визначаємо опір генератора по поперечній осі Z'_q в Омах і Z'_q* у відносних одниницях

; (7.7)

Таблиця 7.1 Визначення синхронних опорів генератора.

№ експер	Сила струму (А)	Напруга (В)	Опір Zd (Ом)	Опір Zq(Ом)	Опір Rr(Ом)	Опір Xd(Ом)	Опір Xq(Ом)
	max	min	max	min
Середні значення

Таблиця 7.2 Визначення опору генератора струмам зворотнього чередування фаз.

№ експер	Сила струму Статора(А)	Сила струму ротора(А)	Напруга (В)	Опір Z2r (Ом)	Опір Rr(Ом)	Опір X2г(Ом)
Середні начення

Таблиця 3.3 Визначення перехідних опорів генератора

№ експер	Сила струму статора(А)	Сила струму ротора(А)	Напруга (В)	Zd', Ом	Zq', Ом	RГ, Ом	Xq'	Xd'
Середні значення

Порядок виконання і здачі звіту

У роботі необхідно до кожного експерименту привести схему експерименту, вказати порядок проведення експерименту. Записати у відповідні таблиці експериментальні і розрахункові значення величин.

Дати короткий аналіз результатів лабораторної роботи. Об’єм звіту 4-5 сторінок. Для здачі звіту по лабораторній роботі необхідно вільно аналізувати поставлені експерименти і відповідати на контрольні питання.

Дата добавления: 2015-10-26