Моделирование электромагнитных переходных процессов на ЭВМ: Методические указания к лабораторным работам, страница 3

     Число   гармоник   в   лабораторной   работе   выбирается   так, чтобы   по-грешность вычисления амплитуды  тока    не превышала 5% , поэтому она  зависит от исходных  данных и  изменяется  от  5  до  7 . На  рис. 1.6  приведено разложение  тока  намагничивания    на  гармоники   при  r=0 .

      Наибольшее значение тока намагничивания – бросок  намагничивающего тока  возникает через полупериод (0,01 с). Величина   может в десятки  раз превосходить амплитуду тока установившегося  режима . Следовательно, в нелинейных цепях ударный  коэффициент может значительно превосходить максимальное значение   в   линейных  цепях  не превышающее значения . Такой   всплеск  тока может вызвать   механические   разрушения обмотки, так  как электродинамические усилия пропорциональны  квадрату тока.

Рис. 5. Кривая  тока   для  R=0

    Рис.1.4 –  Кривая тока, соответствующая  и построенная по кривой

                     намагничивания

                  Рис. 1.5 –  Кривая тока  для r=0

     Оценка бросков намагничивающего тока  важна и для  правильной  работы защиты трансформатора,  которая  не должна срабатывать при его   включении.  Для  этого  можно    мощный ненагруженный   трансформатор   включить   через   дополнительное   сопротивление  ,  которое  затем  необходимо замкнуть накоротко (рис . 1.1)

      В лабораторной  работе зависимость  y(t) строится по уравнению (1.5), а зависимость    –   по  рис. 1.4 [2] . Поэтому  необходимо ввести   в ЭВМ магнитную характеристику   трансформатора,  лежащую  в  I и  III   квадрантах.  Так  как кривая   намагничивания симметрична, то достаточно определить  характеристику   в I квадранте. В численных расчетах нелинейную  зависимость  обычно   аппроксимируют  несколькими  линейными    участками .  В  лабораторной   работе не   требуется  высокой  точности  расчетов , поэтому   магнитную    характеристику    одного  квадранта     достаточно заменить   пятью линейными  участками  (рис. 1.7).

     В  табл. 1.1   приведены  номинальные   напряжения   силовых трансформаторов    и    координаты  точек  излома линейных участков магнитных характеристик   для   различных  сортов стали [4]. Сердечник трансформатора выбран   так, чтобы  при максимальном напряжении, приложенном к нему, , ток был  практически  синусоидальным.  Однако   во время переходного процесса напряжение  превышает  , ток   начинает  отличаться  от  синусоиды  и   появляются высшие гармоники.

      Среднее  значение   индуктивности   L обмотки  с сердечником  определялось  в   точке  3 кривой намагничивания  (рис 1.7)   и  приведено  в табл. 1.2.

                 Рис. 6.1–  Разложение тока    на гармоники

                     Рис. 7.1–  Построение  кривой  намагничивания  в  I   квадранте.

                       Описание схемы  алгоритма  программы

       Программа написана на языке модульного программирования Borland

  Delphi 7 и работает в режиме диалога. Программа   (блок–схем приведена на рис. 1.8)  начинается   с  вывода   на   экран   монитора  названия  лабораторной   работы, исследуемой  схемы    и  целей    работы.  Для запуска  программы   необходимо   ввести    исходные   данные:  номер  варианта,  номинальное   напряжение   трансформатора,  индуктивность  цепи  и   координаты   точек   излома    аппроксимированной    кривой намагничивания сердечника.

      Введенные координаты точек излома аппроксимированной кривой   намагни-чивания появляются на экране  в  виде   таблицы. Если при вводе допущены ошибки, то  его нужно  повторить.

      После  очистки  экрана   на  нем   появляется   кривая  намагничивания  сердечника трансформатора  аппроксимированная пятью линейными  участками. Она  изображена  в  I и III квадрантах.

     Лабораторная  работа разбита на два  этапа. На  первом  этапе  сначала   изучается  работа   трансформатора под  нагрузкой   на  линейной  части   кривой  намагничивания (рис.1.7). На экран последовательно выводятся кривые ,  , все  эти зависимости  близки  к  синусоидам.