HPP З Кр

2

Методичні вказівки з вивчення дисципліни «Несиметричні режими роботи електромеханічних систем» та виконання контрольних завдань для студентів спеціальності 8.092206.01 «Електричні машини та апарати» заочної форми навчання. / Укл.: Т.В. Попова, Т.П. Солодовнікова. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2009. – 26 с.

Рекомендовано до видання НМР спеціальності як методичні вказівки з вивчення дисципліни «Несиметричні режими роботи електромеханічних систем» та виконання контрольних завдань для студентів спеціальності 8.092206.01 «Електричні машини та апарати» заочної форми навчання. Протокол № 2 від 20.11.2008р.

Укладачі: Т.В. Попова, доцент Т.П. Солодовнікова, асистент

Рецензент: С.Т. Яримбаш, доцент, к.т.н.

Відповідальний за випуск: В.П. Метельський

Затверджено на засіданні кафедри

«Електричні машини»

Протокол № 3 Від 13.11.08 р.

3

ЗМІСТ

4

ВСТУП

Дисципліна «Несиметричні режими роботи електромеханічних систем» у відповідності з навчальним планом вивчається студентами спеціальності 8.092206 «Електричні машини та апарати» у 10-му семестрі. Ґрунтовною базою для вивчення цієї дисципліни є дисципліна попереднього семестру «Моделювання електромеханічних систем», де були розглянуті правила побудови математичних моделей симетричних електричних машин та трансформаторів.

У дисципліні «Несиметричні режими роботи електромеханічних систем» розглядаються питання складання математичних моделей несиметричних електричних машин та трансформаторів, а також несиметричних режимів їх роботи, які будуються на базі математичних моделей симетричних машин та трансформаторів як окремі випадки. Розглядаються також методи розрахунку та дослідження цих математичних моделей в несиметричних режимах роботи із застосуванням комп’ютерної техніки, сучасних математичних програм, таких як

MathCAD та MathLAB.

При роботі над матеріалом дисципліни необхідно користуватись конспектом лекцій, основною та додатковою літературою (с. 26) та методичними вказівками. Під час опрацювання та підготовки до здачі лабораторних та контрольної робіт обов’язково треба звернути увагу на питання для самоперевірки. Якщо відповіді на ці питання становлять труднощі, необхідно відповідну тему опрацювати по іншим підручникам або звернутися за консультацією до викладача. Відповіді на питання повинні бути математично обґрунтовані.

Під час установчої сесії студенти слухають лекції, виконують лабораторні роботи та вирішують задачі. Контрольну роботу виконують на протязі семестру.

5

1 РОБОЧА ПРОГРАМА. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИВЧЕННЯ

ТЕМ ДИСЦИПЛІНИ

1.1 Робоча програма

Нормативні дані з вивчення курсу дисципліни «Несиметричні режими роботи електромеханічних систем» відповідно до навчального плану для заочної форми навчання зі спеціальності 8.090206.01 «Електричні машини та апарати» наведено у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Нормативні дані з вивчення курсу

Мета дисципліни: формування у спеціалістів та магістрів наукового підходу до аналізу електромагнітних процесів в електромеханічних системах та розрахунку параметрів електричних машин при роботі у несиметричних режимах.

Дисципліна «Несиметричні режими роботи електромеханічних систем» призначена для професійної підготовки студентів та магістрів до їх майбутньої практичної діяльності. Необхідність дисципліни зумовлена постійним виникненням несиметричних режимів роботи при експлуатації електричних машин.

Завдання з вивчення дисципліни

Для досягнення вказаної мети на установчу сесію виносяться чотири теми, які у концентрованому вигляді відповідають на усі питання, пов’язані з вивченням дисципліни:

методи аналізу несиметричних режимів;

методи складання математичних моделей несиметричних режимів роботи електромеханічних систем;

методи розрахунку струмів в обмотках електричних машин;

методи аналізу конструктивно несиметричних електричних машин.

8

Контрольні запитання для самоперевірки до теми 2

Як враховуються реальні умови несиметрії при несиметричних коротких замиканнях синхронного генератора?

Від чого залежить перенапруга на вільній фазі синхронного генератора при однофазному або двофазному короткому замиканні?

Поясніть різницю фізичних умов появи електромагнітного моменту в синхронних машинах при симетричних та несиметричних режимах?

При якому з видів короткого замикання (однофазному, двофазному чи трифазному) буде найбільший кидок струму?

Які небажанні явища виникають в синхронних машинах при несиметричних режимах?

Яке вторинне явище – нагрів ротора від струмів зворотної послідовності або механічні зусилля в елементах конструкції при несиметричному навантаженні, є найбільш небезпечними для турбогенератора та чому?

Причини виникнення додаткових моментів при несиметричному навантаженні?

Причини виникнення вищих гармонічних складових струмів при несиметричних режимах?

При якому режимі роботи синхронного генератора струми прямої, зворотної й нульової послідовності рівні між собою по амплітуді й фазі?

Чому при несиметричному навантаженні синхронної машини виникає вібрація ротора?

При якому короткому замиканні (трифазному чи однофазному) синхронного генератора буде більший кидок електромагнітного моменту й чому?

Чи відрізняється форма кривої струму синхронного генератора при несиметричному навантаженні?

Тема 3 – «Математичні моделі трансформаторів при несиметричних режимах»

Основні розділи теми 2

Несиметрична робота двообмоткового трансформатора за відсутністю струмів нульової послідовності.

Окремі випадки несиметрії за відсутністю складових нульової послідовності.

9

Загальний метод рішення систем рівнянь для несиметричної роботи двообмоткового трансформатора за наявністю струмів нульової послідовності.

Несиметрична робота трансформатора при з’єднанні обмоток за схемами Y/Y0, D/Y0.

Несиметрична робота триобмоткового трансформатора.

Робота трансформатора при відключенні фази або фазової обмо-

тки.

Несиметрична робота автотрансформаторів з’єднаних зіркою.

Література до теми 3

[3, С. 115-127], або [6, С. 237-299], або [7, С. 30-41].

Контрольні запитання для самоперевірки до теми 3

Чому у трансформаторів при схемах з’єднання обмоток Y/Y, D/Y, Y/D, D/D відсутні струми нульової послідовності?

Коли схема заміщення трансформатора однакова як при симетричному, так і при несиметричному навантаженні, й чому?

Чим відрізняються схеми з’єднання D/Y0, та Y/Y0?

Чому ДСТУ забороняє застосування схеми Y/Y0 для трифазної групи однофазних трансформаторів?

Де буде більше зміщення нейтралі при однаковому несиметричному навантаженні й схемі з’єднання Y/ Y0: у тристрижньовому трансформаторі чи у трифазній групі однофазних трансформаторів й чому?

Чим відрізняється опір намагнічуючого кола у схемі заміщення трансформатора для струмів прямої та зворотної послідовності від опору намагнічуючого кола у схемі заміщення трансформатора для струмів нульової послідовності?

Як визначити опір нульової послідовності для схем з’єднання

D/Y0, та Y/ Y0?

Чому загальна обмотка автотрансформатора при несиметричному навантаженні перевантажена по струму?

Як вибирають потужність третинної обмотки у триобмотковому трансформаторі?

Які фактори впливають на межу застосування схеми “відкритий трикутник”?

10

Чому дорівнює струм у неушкоджених фазах первинного кола, якщо при схемі з’єднання “відкритий трикутник” у вторинному колі трансформатора симетричне навантаження?

Яким повинно бути навантаження у вторинному колі, якщо струми первинного кола трансформатора номінальні?

В чому відмінність шляху, по якому замикаються потоки розсіювання обмоток трансформатора й потоки нульової послідовності?

1.3 Перелік лабораторних робіт

Перелік лабораторних робіт зведено до таблиці 1.2.

Таблиця 1.2