Badanie transformatora 3-fazowego

Transkrypt

1 adanie ransormaora 3-azowego ) Próba sanu jałowego ransormaora przy = N = cons adania przeprowadza się w układzie połączeń pokazanych na Rys.. Rys.. Schema połączeń do próby sanu jałowego ransormaora. W pierwszej kolejności zgodnie ze schemaem pokazanym na Rys. należy wykonać połączenia orów prądowych o napięciowych pomiędzy odłącznikiem napięcia zasilającego, układem przeworników pomiarowych R, badanym ransormaorem i układem przeworników pomiarowych R. Należy zwrócić uwagę, aby do pomiaru napięcia wykorzysać zaciski *, * i * układu przeworników pomiarowych R. Zesaw przewodów pomiarowych należy pobrać u laborana. Nasępnie należy załączyć kompuer P oraz zasilanie sołu laboraoryjnego. Logujemy się jako użykownik labmasz. Po zainsalowaniu się sysemu operacyjnego załączamy przewornik analogowo-cyrowy N S 625, kóry zgłasza się komunikaem: Okno komunikau należy skasować ancel). Nasępnie z poziomu pulpiu wywołujemy aplikację ransormaor 3 pojawia się okno wirualnego przyrządu pomiarowego):

2 Elemeny wirualnego przyrządu do badania sanu jałowego ransormaora: Okno wolomierza pomiar napięcia przewodowego, 2 Okno amperomierza pomiar prądu azowego srony pierwonej, Okna zosały powiększone w celu uławienia obserwacji z większej odległości. 3 Panel serowania zapisem danych pomiarowych do pliku. przycisk Wszysko kasowanie wszyskich pomiarów, przycisk Osani kasowanie osaniego pomiaru, przycisk Zapisz zapisywanie danych pomiarowych do pliku, przycisk SOP zarzymanie pomiarów. 4 Okno oscyloskopu przebiegi warości chwilowej napięć azowych srony pierwonej ransormaora). W zakładce prezenowane jes widmo ampliudowe napięcia azy. Powyżej okna prezenowane są warości skueczne średniego napięcia przewodowego śr i napięć azowych srony pierwonej ransormaora,, ). Po prawej sronie prezenowane są warości mocy czynnej poszczególnych az ransormaora P, P, P). 5 Okno oscyloskopu przebiegi warości chwilowej prądów azowych srony pierwonej ransormaora). W zakładce prezenowane jes widmo ampliudowe prądu azy. Powyżej okna prezenowane są warości skueczne średniego prądu azowego śr i prądów azowych srony pierwonej ransormaora,, ). Po prawej sronie prezenowane są warości mocy czynnej P, oraz mocy pozornej S pobieranej przez ransormaor, współczynnika mocy cosφ) i przekładni napięciowej ransormaora ).

3 6 Okno oscyloskopu przebiegi warości chwilowej napięcia azowego srony wórnej ransormaora). W zakładce prezenowane jes widmo ampliudowe napięcia azy. Powyżej okna prezenowane są warości skueczne średniego napięcia przewodowego 2 śr i napięć azowych srony wórnej ransormaora 2, 2, 2). 7, 8, 9 Okna służące do prezenacji charakerysyk pomiarowych: - P = ), - = ), - cosφ = ). Napięcie regulowane w zakresie min ~ 25V - max ~ 430V) podawane jes z regulaora indukcyjnego. Należy zwrócić szczególną uwagę, aby w chwili rozpoczęcia jakichkolwiek pomiarów napięcie regulaora usawione było na warość minimalną. Do oceny napięcia międzyprzewodowego wysępującego na zaciskach regulaora służy wolomierz konrolny. Nasępnie załączamy oba układy przeworników pomiarowych R i R i uruchamiamy przyrząd wirualny kliknięcie myszką w srzałkę sar na pasku górnym). W dalszej kolejności zamykamy odłącznik regulaora indukcyjnego, załączamy regulaor i rozpoczynamy pomiary. Wyniki pomiarów w nasępującej kolejności: warość średnia napięcia przewodowego śr, prąd śr, moc czynna P i moc pozorna S, warość średnia napięcia przewodowego 2 śr ) sanu jałowego ransormaora zapisywane są do pliku pom.x. Opracowanie wyników pomiaru. Po przeniesieniu danych pomiarowych do arkusza kalkulacyjnego należy obliczyć sray czynne w uzwojeniu zasilanym P u0, sray w żelazie P Fe, współczynnik mocy cosφ, składowa czynną prądu jałowego 0w, składową bierną prądu jałowego oraz przekładnię ransormaora. Nasępnie na podsawie przeprowadzonych obliczeń należy wykreślić charakerysyki: - P 0 = 0 śr ), - 0 = 0 śr ), - cosφ 0 = 0 śr ), - = 0 śr ), - 0w = 0 śr ), oraz uzasadnić ich przebieg. 2) Próba zwarcia usalonego ransormaora adania przeprowadza się w układzie połączeń pokazanych na Rys.2. kład pomiarowy należy zmodyikować. Za pomocą odpowiedniej zwory zwieramy zaciski 2, 2 i 2 srony wórnej ransormaora. Z uwagi na niską warość napięcia zwarcia wynosząca ok. 0 V, w celu jego płynnej regulacji należy badany ransormaor zasilić poprzez dodakowy ransormaor obniżający napięcie. Do pomiaru napięcia srony pierwonej ransormaora należy użyć zacisków napięciowych z*, z* i z*.

4 Rys.2. Schema połączeń do próby zwarcia ransormaora. ruchomienie wirualnego przyrządu przebiega idenycznie jak w wypadku badania sanu jałowego ransormaora. W oknie wirualnego przyrządu należy wybrać opcję Próba zwarcia. Okno wirualnego przyrządu jes nieco zmodyikowane z uwagi na brak pomiaru napięcia srony wórnej ransormaora.

5 W oknach 7, 8, 9 prezenowane są charakerysyki pomiarowe: - P z = z śr ), - z = z śr ), - cosφ z = z śr ). Meodologia wykonania pomiaru jes idenyczna jak w wypadku pomiarów ransormaora w sanie jałowym. Wyniki pomiarów w nasępującej kolejności: warość średnia napięcia przewodowego z śr, prąd z śr, moc czynna P z i moc pozorna S z ) sanu zwarcia ransormaora zapisywane są do pliku pom2.x. Opracowanie wyników pomiaru. Po przeniesieniu danych pomiarowych do arkusza kalkulacyjnego należy obliczyć współczynnik mocy cosφ z, procenowe napięcie zwarcia ZN%, impedancję zwarcia Z z, reakancję zwarcia X z, składową czynną napięcia zwarcia Rz oraz składową bierną napięcia zwarcia Xz. Nasępnie na podsawie przeprowadzonych obliczeń należy wykreślić charakerysyki: - P z = zśr ), - z = zśr ), - cosφ z = zśr ), oraz uzasadnić ich przebieg. Na podsawie pomiarów przeprowadzonych w sanie jałowym i sanie zwarcia ransormaora należy wyznaczyć paramery schemau zasępczego ransormaora. 3) Próba obciążenia ransormaora dla cosφ = cons adania przeprowadza się w układzie połączeń pokazanych na Rys.3. Rys.3. Schema połączeń do próby sanu jałowego ransormaora.

6 kład pomiarowy należy zmodyikować. Sronę pierwoną ransormaora zasilamy bezpośrednio z regulaora indukcyjnego. Należy zwrócić uwagę, aby do pomiaru napięcia wykorzysać zaciski *, * i * układu przeworników pomiarowych R. Dodakowo sronę wórną ransormaora łączymy poprzez układ przeworników pomiarowych R - i odłącznik z rezysancją obciążenia R obc opornik wodny). ruchomienie wirualnego przyrządu przebiega idenycznie jak w wypadku badania sanu jałowego ransormaora. W oknie wirualnego przyrządu należy wybrać opcję Próba obciążenia. Okno wirualnego przyrządu zosało zmodyikowane. Pojawiają się nowe elemeny: 0 Okno oscyloskopu przebiegi warości chwilowej prądów azowych srony wórnej ransormaora). W zakładce prezenowane jes widmo ampliudowe prądu azy. Powyżej okna prezenowane są warości skueczne średniego prądu azowego 2 śr i prądów azowych srony wórnej ransormaora 2, 2, 2). Po prawej sronie prezenowane są warości mocy czynnej P2, oraz mocy pozornej S2 pobieranej przez obciążenie ransormaora, współczynnika mocy cosφ) obciążenia ransormaora i sprawność ransormaora ρ). Dodakowe okno służące do prezenacji charakerysyk pomiarowych. Prezenowane są nasępujące charakerysyki pomiarowe: - ρ = 2 śr ), - śr = 2 śr ), - cosφ = 2 śr ). - 2 śr =2 śr ),

7 Meodologia wykonania pomiaru jes idenyczna jak w wypadku pomiarów ransormaora w sanie jałowym. Należy zwrócić uwagę, aby za pomocą regulaora indukcyjnego urzymać sałą warość napięcia zasilania ransormaora. Wyniki pomiarów w nasępującej kolejności: warość średnia napięcia przewodowego śr, prąd śr, moc czynna P i moc pozorna S, warość średnia napięcia przewodowego 2 śr, prąd 2 śr, moc czynna P2 i moc pozorna S2) sanu obciążenia ransormaora zapisywane są do pliku pom3.x. Opracowanie wyników pomiaru. Po przeniesieniu danych pomiarowych do arkusza kalkulacyjnego należy obliczyć współczynnik mocy cosφ, sprawność η, napięcie wórne odniesione do srony pierwonej 2, znamionowe napięcie wórne odniesione do srony pierwonej 2 0 zmienność napięcia Δ %. Nasępnie na podsawie przeprowadzonych obliczeń należy wykreślić charakerysyki: - śr = 2 śr ), - 2 śr = 2 śr ), - cosφ = 2 śr ), - η = 2 śr ), - Δ % = 2 śr ), oraz uzasadnić ich przebieg. normacje dodakowe Po zakończeniu sesji pomiarowej pracy w laboraorium) należy wydrukować prookół z danymi pomiarowymi. W ym celu korzysamy z przycisku Drukuj w panelu serowania zapisem danych pomiarowych. waga! Pliki z danymi pomiarowymi zosaną wydrukowane ylko wedy, gdy zarejesrowanych zosało co najmniej pięć punków pomiarowych w danej sesji pomiarowej. Pojawia się okno: kóre należy uzupełnić nazwiskami osób wykonujących ćwiczenie. Po wypełnieniu odpowiednich pól uruchamiamy drukowanie przyciskiem OK. Pojawia się podgląd wydruku do akcepacji. Wydrukowany prookół pomiarów jes do odbioru u laborana.

8 Po wylogowaniu wszyskie pliki z danymi pomiarowymi są kasowane. Dlaego eż przed zamknięciem sesji pomiarowej należy je przenieść do bezpiecznej lokalizacji. Jes nią dowolna skrzynka poczowa. Dosęp do plików pomiarowych ylko poprzez poczę ) uzyskuje się uruchamiając aplikację ransormaor wysyłanie plików : Po uruchomieniu aplikacji kliknięcie myszką w srzałkę sar na pasku górnym) pojawia się okno z lisą uworzonych podczas pracy w laboraorium plików pomiarowych wraz z ich rozmiarem), a akże ewenualnie plik arkusza kalkulacyjnego Open Oice - alc) z opracowanymi danymi pomiarowymi. rkusz kalkulacyjny musi być umieszczony w ym samym kaalogu co pliki z danymi pomiarowymi W polu adresa należy wpisać własny adres . Pomiary realizowane są za pomocą wirualnego przyrządu w skład, kórego wchodzą: a) kład czujników/przeworników / oraz / zapewniających separację galwaniczną pomiędzy obwodem wejściowym mierzonym prądem i napięciem) i wyjściowym sygnałem pomiarowym). Maksymalna ampliuda sygnału pomiarowego zosała dososowana do zakresu napięciowego wejść przewornika cyrowo-analogowego. Wymagania e spełniają przeworniki napięciowe i prądowe ypu LEM. Schema przewornika napięcie/napięcie ypu LV 25-P o napięciu znamionowym 0V 500V zosał przedsawiony na Rys.4, a schema przewornika prąd/napięcie ypu L 00-P o prądzie znamionowym 00 zosał przedsawiony na Rys.5. Rys.4. Wolomierz zrealizowany za pomocą przewornika LV 25-P. w prąd srony wórnej przewornika. Sygnałem pomiarowym jes spadek napięcia na oporniku Rp. Rys.5. mperomierz zrealizowany za pomocą przewornika L 00-P. w prąd srony wórnej przewornika. Sygnałem pomiarowym jes spadek napięcia na oporniku Rp.

9 rzy czujniki prądowe o zmodyikowanym zakresie 0 5 ) i rzy czujniki napięciowe o zakresie podsawowym 0 400V ) umieszczone są w jednej obudowie wyposażonej w układy zasilania przeworników, zesaw zacisków prądowych i napięciowych oraz zesaw gniazd wyjściowych N sygnału pomiarowego. Dla porzeb próby zwarcia ransormaora dodany zosał dodakowy zesaw wejściowych zacisków napięciowych dla zakresu napięć pomiarowych 0 0 V. Na Rys.6 przedsawione zosało rozmieszczenie zacisków prądowych i napięciowych oraz gniazd sygnału pomiarowego. Zaznaczone zosały pary zacisków worzące or pomiarowy odpowiednio prądowy i napięciowy skojarzony z właściwym gniazdem sygnału pomiarowego. Rys.6. Rozmieszczenie zacisków prądowych i napięciowych oraz gniazd sygnału pomiarowego b) Przewornik analogowo-cyrowy. Do pomiarów zasosowano przewornik N S 625 wyposażony w karę przewornika / o nasępujących danych echnicznych: - magisrala przesyłu danych S, - 6 wejść analogowych pojedynczych/8 wejść analogowych różnicowych, - maksymalna częsoliwość próbkowania, S/s, - maksymalny zakres napięć wejściowych przewornika / ± 0 V, - rozdzielczość 6 biów. Sygnał pomiarowy z gniazd N przeworników / oraz / podawany jes za pomocą kabli N na odpowiednie wejścia erminala N-2 współpracującego z przewornikiem N S 625. c) Oprogramowanie pomiarowe nadzorujące pracę przewornika analogowo-cyrowego, odpowiedzialne za akwizycję danych pomiarowych, przewarzanie danych pomiarowych i wizualizację pomiarów. Program pomiarowy wirualny przyrząd pomiarowy) zosał zrealizowany za pomocą oprogramowania narzędziowego LabView irmy Naional nsrumens. W układzie pomiarowym mierzone są chwilowe warości prądu azowego i napięcia azowego badanego ransormaora 3-azowego. Na podsawie warości chwilowych

10 zarejesrowanych w czasie 80 ms a więc czasie rwania czerech okresów napięcia zasilającego) obliczana jes z deinicji odpowiednio warość skueczna prądów i napięć azowych zgodnie z zależnością: N n n x N x X 2 2 ) )d 0 0. ) gdzie: okres analizowanego sygnału, x ) warość chwilowa sygnału pomiarowego, N ilość próbek sygnału, x n) zdyskreyzowany w czasie i ampliudzie sygnał pomiarowy. Na podsawie warości skuecznych prądów i napięć azowych wyznaczana jes średnia warość napięcia i prądu azowego: 3 3 śr śr. 2) Moc czynna pobierana przez ransormaor oraz w próbie obciążenia pobierana przez obciążenie srony wórnej ransormaora) jes sumą mocy czynnych rzech az: P P P P, 3) wyznaczanych zgodnie z zależnością: N n n i n u N i u p P ) ) )d ) )d. 4) gdzie: u, i odpowiednio warość chwilowa napięcia i prądu azowego. Moc pozorna wyznaczana jes z zależności: ) 3 śr śr S S S S 5) nsrukcja jes uzupełnieniem skrypu: Grzegorz Kamiński, Janusz Kosk, Włodzimierz Przyborowski Laboraorium Maszyn Elekrycznych Oicyna Wydawnicza Poliechniki Warszawskiej Warszawa 2005 insrukcję opracował dam ierna, Warszawa, wrzesień 200