POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

ZAKŁAD

AUTOMATYKI

i STEROWANIA w ENERGETYCE

Kamil Ignatowski

204253

Wydział: Elektryczny
Rok Akademicki : 2016/2017

Laboratorium Informatyki – modelowania cyfrowego

Data wykonania ćwiczenia:
----

Ćwiczenie nr 5

Temat:

Przekładnik prądowy

Ocena:

Prowadzący:
Dr inż. Piotr Pierz

Podpis:

I.

II.

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadami modelowania układów nieliniowych

zawierających elektroenergetyczne przekładniki prądowe o nieliniowej charakterystyce

magnesowania.

III.

Dane do obliczeń:

Um = 20/√3 kV

f = 50 Hz

R

s

/X

s

= 0,012

cosφ

0

=cosφ

obc

= 0,925~0,93

U

kolanowe

= 1,785 V/zwój

𝜗 = 400/5 (sam przyjąłem) >> I

1

= 400 A , I

2

= 5 A

S

przek

= 50 VA

IV.

Obliczenia:

𝑍

𝑠

=

𝑈√2

10 ∙ 𝐼

1

√2

=

20 ∙ 10

3

10 ∙ 400√2

= 3,5 𝛺

𝑅

𝑠

= 0,012 ∙ 𝑋

𝑠

𝑋

𝑠

≈ 𝑍

𝑠

= 0,93 ∙ 3,5 = 3,3 𝛺

𝑅

𝑠

= 0,012 ∙ 4,65 = 0,056 𝛺

𝑈 = 𝑈

𝑠

+ 𝑈𝑜𝑏𝑐

√2𝑈 = 𝑍

𝑠

∙ 0,8 ∙ 𝐼

1

+ 𝑍𝑜𝑏𝑐 ∙ 0,8 ∙ 𝐼

1

𝑍

𝑜𝑏𝑐

=

√2𝑈 − 𝑍

𝑠

∙ 0,8 ∙ 𝐼

1

0,8 ∙ 𝐼

1

=

11547 − 1488

320

= 31,43 𝛺

𝜑

𝑜𝑏𝑐

= arccos(0,93) = 22

𝑜

𝑠𝑖𝑛𝜑

𝑜𝑏𝑐

= 0,41

𝑅

𝑜𝑏𝑐

= 𝑍

𝑜𝑏𝑐

∙ 𝑐𝑜𝑠𝜑

𝑜𝑏𝑐

= 31,43 ∙ 0,93 = 29,23 𝛺

𝑋

𝑜𝑏𝑐

= 𝑍

𝑜𝑏𝑐

∙ 𝑠𝑖𝑛𝜑

𝑜𝑏𝑐

= 31,43 ∙ 0,41 = 12,89 𝛺

𝑈 = 120 ∙ 1,785 = 214,2 ≈ 220 𝑉

𝐼

2

= 5 𝐴

𝑍

𝑜

=

𝑈

𝐼

2

2

→ 𝑈 =

𝑆

𝐼

2

2

𝑍

𝑜

=

50𝑉𝐴

5

2

𝐴

2

= 2 𝛺

𝑅

𝑜

= 0,93 ∙ 2 = 1,86 𝛺

𝑋

𝑜

= 0,41 ∙ 2 = 0,82

 Tab.1 Wartości napięcia i prądu odczytane z charakterystyki przekładnika:

I

obl

[A]

U

obl

[V]

0,06

10

0,1

20

0,3

120

0,4

190

0,5

220

0,6

250

0,7

270

1

285

5

290

10

297

20

299

50

300

100

301

V.

Schemat układu pomiarowego:

Rys.1. Schemat układu pomiarowego.

VI.

Wykresy:

Wykresy. 1.

DLA KĄTA

0

O

Wykresy. 2. D

LA KĄTA

30

O

Wykresy. 3. D

LA KĄTA

60

O

Wykresy. 4. D

LA KĄTA

90

O

VII.

Wnioski

Przekładnik prądowy w programie ATP Draw daje możliwość zaprojektowania wielu
elementów składowych tego elementu co pozwala na zamodelowanie niemal rzeczywistego
obwodu z transformatorem. Załączanie wyłącznika W1 w odpowiednich chwilach przebiegu
czasowego napięcia objawia się odpowiednimi odchyłkami prądu po stronie pierwotnej i
wtórnej, przy czym uchyb ten maleje wraz ze wzrostem wartości czasu i dla 90 stopni osiąga
wartość minimalną. Widać jak zmiana charakteru obciążenia przy nasyconym przekładniku
wprowadza do przebiegu prądu wiele zakłóceń (prąd ten nie jest już sinusoidalny) co zgadza
się z teorią elementu nieliniowego. Również dla obwodu z otwartym wyłącznikiem W2
widzimy na ekranie napięcie po stronie wtórnej przekładnika o mocno odkształconym
powtarzalnym charakterze.