TI |
Technologie informacyjne w elektroenergetyce
|
|||||||||
|
INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI - ZAKŁAD SIECI I AUTOMATYKI ELEKTROENERGETYCZNEJ |
Z1 |
||||||||
Temat: |
Podstawy modelowania układów elektroenergetycznych w programie ATPDraw |
|||||||||
Cykl: |
1 |
Nr ćwiczenia: |
1 |
Nr stanowiska: |
7 |
Data wykonania ćwicz. |
2010-11-28 |
|||
E-2 |
Studia niestacjonarne - 1 stopień |
N-1 |
Kierunek: |
|
Termin oddania spr.: |
|
||||
Prowadzący: |
dr inż.Andrzej Kwapisz |
Potwierdzenie odbioru spr.: |
|
|||||||
Skład grupy: |
1. |
Jarosław Kubanek |
87186 |
Uwagi: |
||||||
Grupa dziek. E2 Grupa lab. B-1 |
2. |
|
|
|
||||||
|
3. |
|
|
|
||||||
|
4. |
|
|
|
||||||
|
5. |
|
|
|
||||||
Wykonał: |
Jarosław Kubanek |
87186 |
Punkty/Ocena: |
|
||||||
OŚWIADCZENIE: Oświadczam, że Jarosław Kubanek jako autor sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych, opracowanie to wykonałem samodzielnie nie korzystając z materiałów przygotowanych w całości lub w części przez inne osoby. |
||||||||||
Data i czytelny podpis osoby wykonującej sprawozdanie: |
2010-11-28 |
Ćwiczenie 1:
Wstęp teoretyczny.
Rezonans szeregowy występuje wtedy gdy reaktancja dwójnika jest równa zero, czyli : XL = XC. Rezonans taki nazywany jest również rezonansem napięć, gdyż wtedy napięcie na kondensatorze jest równe napięciu na indukcyjności i jest do niego w przeciwfazie. Wartość pulsacji rezonansowej wyraża się wzorem:
Rezonans równoległy ma miejsce gdy susceptancje cewki i kondensatora są równe, czyli : BL = BC.
opisać zachowanie się prądów i napięć oraz sporządzić ich wykresy wektorowe.
Schemat zbudowanego w programie ATPDraw obwodu.
Dane :
Tmax - 0,5[s]
∆T - 0,001
Napięcie żródła - XX0001 = 10V
f = 50Hz
R = 3Ω
Wzory do obliczeń :
Obliczenia :
Tabela parametr
Parametr |
Wartość |
|
Źródło |
napięcie (amplituda) |
10 V |
|
częstotliwość |
50 Hz |
Cewka |
indukcyjność |
9,55 mH |
Rezystor |
rezystancja |
3 Ω |
Kondensator |
pojemność |
1061 μF |
|
|
|
Obliczenia :
Wykres wektorowy
Otrzymane przebiegi
50 Hz Czestotliwość rezonansowa
Częstotliwość 51Hz
Częstotliwość 54Hz
Częstotliwość 58Hz
Częstotliwość 61Hz
Częstotliwość 65 Hz
Częstotliwość 68Hz
Częstotliwość 70 Hz
Częstotliwość 75 Hz
Częstotliwość 100Hz
Częstotliwość 48 Hz
Częstotliwość 45 Hz
Częstotliwość 42Hz
\
Częstotliwość 40Hz
Częstotliwość 35Hz
Wnioski
Podczas ćwiczenia robiliśmy symulacje układu szeregowego RLC przy częstotliwości rezonansowej 50Hz oraz obserwowaliśmy, jakie są zmiany w przebiegach symulacji podczas zmiany częstotliwości. Częstotliwość rezonansowa była nam znana przy zadanej rezystancji (3Ω) i napięciu(10V) gdzie następnie obliczaliśmy wartości indukcyjności i pojemności, dla których powinno wystąpić rezonans napięć.
Otrzymane wyniki zostały odpowiednio wpisane do parametrów obwodu w programie ATPDraw.
Analizując wykres a) można zgodnie sierdzić z teorią, że podczas rezonansu przy częstotliwości 50Hz wartości chwilowe napięć na kondensatorze i cewce są przesunięte o 180˚ i maja taka samą amplitudę. Zaobserwowane napięcia nie przekraczają napięcia zasilania, co przy małej rezystancji może skutkować przepięciami niebezpiecznymi dla urządzeń elektroenergetycznych, co może doprowadzić do ich uszkodzenia.
Na dalszych symulacja obserwujemy zmiany, jakie następują podczas innych częstotliwości np. przy wyższych częstotliwościach powyżej rezonansowej napięcia na poszczególnych elementach układu zaczynają się zmieniać zwiększa się napięcie na indukcyjności a zmniejsza się na pojemności. Następuje takie zjawisko gdyż mieniło sie pole elektryczne kondensatora i pole magnetyczne cewki.Podczas rezonansu pole magnetycznego cewki i energia pola elektrycznego kondensatora zmienia swoja wartość, co ćwierć okresu a gdy przestaje pracować w rezonansie częstotliwość wzrasta, energię przestają być zamieniane i wzrasta napięcie na cewce natomiast na kondensatorze maleje obwód wtedy zaczyna mieć charakter indukcyjny. Podczas gdy zmniejszamy częstotliwość układu poniżej częstotliwości rezonansowej układ zachowuje sie odwrotnie napięcie na kondensatorze wzrasta i nabiera charakteru pojemnościowego