Материал: Туровский Я. Техническая электродинамика

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

 

 

 

10-9.

КОМПЕНСАЦИОННЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

ДОБАВОЧНЫХ НАГРУЗОЧНЫХ ПОТЕРЬ

 

 

 

 

 

 

 

ВНЕ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА

В

§ 10-8 было доказано,

что измерение

добавочных

потерь

в баке

трансформатора

по методу

двух опытов короткого

замыкания —

с баком и без бака — возможно только в случае, когда

относительное

расстояние стенок бака ав/ас

от оси зазора

больше

характерного

значения (10-70).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

В

случае, когда а е / а с ^

(аб/Дс) *, измерение

добавочных

потерь

баке

и вообще вне обмоток

трансформатора

можно

привести

с

помощью

компенсационного

ваттметра (§

10-6). В этом

методе

добавочные

потери вне обмоток определялись

как разность

полных

потерь

короткого

замыкания

и потерь в самой

обмотке

(основных

потерь

короткого

замыкания

и потерь

в самой

обмотке,

основных

и

добавочных), измеренных

с помощью

специальных

измерительных

витков, присоединенных к компенсационному ваттметру.

 

в этом

 

Принцип

 

измерений

 

(Л. 10-24]. Основной задачей

методе является измерение потерь мощности в обмотках. При корот­ ком замыкании трансформатора поток рассеяния, сцепленный с короткозамкнутой обмоткой, индуктирует в ней э. д. с, которая соглас­

но закону Фарадея

 

e=—dW/dt = iKR<t,.

(10-74)

может уравновешиваться только падением напряжения, вызванным

током

короткого замыкания

на сопротивлении этой же короткозамк-

нутой

обмотки.

 

 

 

 

 

 

 

Активная составляющая э. д. с. елкт,

находящаяся

в фазе с то­

ком г'к, равна:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

еа кт = (кЯф

 

 

(10-75)

и является

мерой потерь в короткозамкнутой

обмотке.

 

 

 

Реактивная составляющая э. д. с. е р е

во всей обмотке

согласно

(10-74) должна в целом равняться нулю. Потери в короткозамкнутой

обмотке равны:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ 5 к . о б м = £ а к т / к .

 

 

(10-76)

Измерение тока

короткого замыкания

/„ не представляет

ника­

кой трудности, тогда как непосредственное

измерение

активной

составляющей £ а к т

в короткозамкнутой обмотке невозможно.

 

Это можно сделать, однако, с помощью специальной измеритель­

ной потенциальной обмотки, расположенной в пространстве

согласно

(10-58) так же, как и главная обмотка. Благодаря малому

сечению

проволоки

в потенциальной

обмотке нет добавочных

потерь

мощ­

ности

(рис.

10-24). Если на такой обмотке измеряем напряжение U

с помощью вольтметра, обладающего большим входным сопротивле­

нием, то его можно

считать равным

активной составляющей э. д. с.

(U = EaKT).

Отсюда

потери в короткозамкнутой

обмотке (в обмотке

НН на рис. 10-24)

 

 

 

 

 

Рк.оби =

1ки.

(10-76а)

Измерение Е&кт с помощью специальной измерительной обмотки относительно просто выполнить на модели, но очень трудно — в ре­ альном большом трансформаторе. Измерительную потенциальную обмотку можно, однако, заменить измерительным зондом, состоящим

470

из одного или нескольких витков, расположенных на поверхности короткозамкнутой обмотки.

Активная составляющая э. д. с. в короткозамкнутой обмотке бу­ дет для каждого витка одинаковой независимо от расположения

витка по высоте стержня, так как в каждом

витке

протекает

оди­

наковый ток, а активные сопротивления этому

току

в каждом

витке

также одинаковы. В то же время реактивная

составляющая э. д. с.

всей обмотки в целом должна быть равна нулю, однако в отдельных

Рис. 10-24. Схема измере­

ния э. д. с. в коротко-

замкнутой

обмотке транс­

форматора.

 

/

—

обмотка

т р а н с ф о р м а т о р а ;

2

—

потенциальная измеритель­

ная обмотка .

витках

она может приобретать

различные

значения в зависимости

от формы

н. с, питающей и короткозамкнутой обмотки. Таким об­

разом,

в

измерительном витке

может в

общем случае выступить

также и реактивная составляющая э. д. с, которая не зависит от по­ терь мощности в короткозамкнутой обмотке. Чтобы измерить мощ­ ность потерь в короткозамкнутой обмотке, необходимо из напряже­ ния измерительных витков выделить активную составляющую. Ввиду

малости

этого

напряжения и сильного влияния токовой

нагрузки

на его величину

непосредственное подключение обычного

ваттметра

к измерительной обмотке невозможно.

 

 

Поэтому такие измерения можно выполнить с помощью компен­

сационного электронного ваттметра

(рис. 10-7 или

10-10). В этом

случае

реактивную составляющую

э. д. с. зонда

(измерительных

витков) компенсируют напряжением, полученным с помощью воз­ душного трансформатора (2 на рис. 10-7), а усиленную активную составляющую э. д. с. зонда подают на потенциальную обмотку ватт­ метра. Ток короткозамкнутой обмотки трансформатора пропускают через токовую обмотку ваттметра (рис. 10-25) непосредственно или через измерительный трансформатор тока, как на рис. 10-10.

Описанный метод был разработан и проверен экспериментально на модели Яновским [Л. 10-24]. Результаты измерений не зависели от расположения измерительных витков по высоте обмотки. Для определения потерь необходимо знать число витков короткозамкну­ той обмотки.

Полные потери мощности равны:

 

Рк.обп=РвЫ)ф/ге)з,

(10-77)

где Р в — мощность,

измеряемая ваттметром;

гюф — число витков фа­

зы короткозамкнутой

обмотки; w3 — число витков зонда (измеритель­

ных витков).

потерь во внутренней

обмотке (НН) следует

Для измерения

расположить измерительный зонд на магнитопровод и повторить измерения. Витковое напряжение мощных трансформаторов имеет

471

Настолько большое значение, что в ряде случаев достаточно зало­ жить только по одному витку на внешней обмотке и на стержне.

Удовлетворительные результаты испытаний па модели указы­ вают на возможность использования этого метода для определения потерь вне обмоток мощных трансформаторов. На точность измере-

Рис. 10-25. Схема измерения нагрузочных потерь мощности во внешней обмотке (ВН) трехфазного

трансформатора

с помощью измерительных витков.

ЭКВ — электронный

компенсационный

ваттметр

(по схеме

рис. 10-7

или 10-10); U, — т р е х ф а з н о е

питание

внутренней

обмотки;

/ — измерительные витки

(зонды); 2 — магнито-

провод;

3 — бак; 4 — измерительный

з о н д для

внутренней

обмотки .

ний может иметь влияние геометрия обмоток, поперечное поле, со­ противление, вводимое в контур короткозамкнутой обмотки измери­ тельными приборами, и другие факторы.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Некоторые физические постоянные

Скорость распространения

электромагнитной волны в вакууме

Со = (2,997 930±0,000003) • 108

м/с.

Ускорение свободного падения gn = 9,80665 м/с2 .

Электрическая постоянная, электрическая проницаемость ваку­

ума ео= (8,85416+0,00018)-Ю-'2 Ф/м= l/|ioc2

0 = (1/4я-9) -10"9 Ф/м.

Магнитная постоянная р:0 = 4я-10~7 Г/м = 1,25664 • 10~е Г/м.

Основные формулы векторного

анализа

 

1. Системы координат

 

 

1-1. Прямоугольная система

координат

 

472

 

х,

у, z — прямоугольные координаты (рис. П-1).

со­

 

i,

j , k

 

единичные

безразмерные

векторы по направлению

ответствующих координатных

осей.

 

 

 

 

1-2.

Система цилиндрических координат (рис. П-2)

 

 

 

—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г, Q, z — цилиндрические координаты

 

 

х =

г cos 8 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у = г sin 9 > связь с прямоугольной системой

 

z = z

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1г.

1 g, 1*—единичные

безразмерные

взаимно перпендикулярные

век­

 

 

 

торы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

71

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. П-1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. П-2.

 

1-3. Система сферических координат (рис. П-3)

 

 

г, 6, «р — сферические

координаты

 

 

 

х =

г sin 8 cos ^>

"J

 

 

 

 

 

 

 

 

у]— г sin 9 sin if

\

связь с

прямоугольной системой

 

z = г cos 8

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

^

[единичные безразмерные

взаимно

перпендикулярные век-

1> lg> 1

торы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-1.

2. Формулы векторной

алгебры

 

 

 

 

Вектор:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

прямоугольной

системе

A = i j 4 x + j / l p + кЛz

 

 

в

цилиндрической

системе

А — irAr

-f- l f

l / l e -4- IzA*

 

в

сферической системе

А = 1Г АГ -f- 1дЛ9

-\- 1ф^4ф.

 

2-2. Сложение

векторов

(рис. П-4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С=А+В;

D = В—А.

 

2-3. Скалярное произведение

(рис. П-5)

 

 

 

 

 

 

 

 

W=AB=AB

cosa=L4x + j/4„ +

 

31—436

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

473

+ кЛг) (\Bx + }By+kBz) =АхВх+АуВу + АгВг;

А - В = В - А . Пример: А — путь, В — сила,

W — работа.

2-4. Векторное произведение (рис. П-6)

 

 

 

F = A XIB =[пАВ

sin

а =

(\АХ

+ }АУ

+

kAJX

 

(IS. + j By + k8„) =

 

i

j

k

 

 

 

 

 

 

Ax

Ay

Ax

=*ЦАуВг

— АгВу)

+

 

I Bx

By

Bz

 

 

 

 

 

+

1 (A,BX

-IAXB,)

+

k (AXBV

-

AyBx);

 

 

A X B = —В X A.

 

 

Рис. П-4.

2-5. Смешанное произведение

i(A X В) • C= (В X С) • А= (С X А) • В = = А • (В X С) = В- (С X А).

2-6. Смешанное векторное произведение

(А X В) X С=В(С-А)—А(В-С);

А X (В X С) = (А- С)В—(А-В)С;

(D X А) X (В X C)=[(D X А)С]В +

+[(D X А) В]-С.

474

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/126843

Смотрите также:

ЦЕНОВАЯ ПОЛИТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ООО «ДНС РИТЕЙЛ»
_archivetempпротивовоспалительные
- Обратный порядок следования фаз 4
- Сопротивление изоляции 25
!_Лабораторные_работы_1_сем_ОУТС
!Контрольная работа (задание)
!Фармакология препаратов для терапии заболеваний дыхательных путей
'Electronics Workbench' – алгоритм инструмента моделирования электронных схем
'Новая экономика': российская специфика