Ing. Ladislav Musil ČVUT FEL v Praze, Katedra Elektroenergetiky, Technická 2, 166 27 Praha 6 Tel.: +420 224 35 3941 E-mail: musill@fel.cvut.



Podobné dokumenty
Digitální učební materiál

NUMERICKÉ ŘEŠENÍ VIBROIZOLACE STROJE

SIMULACE INDUKČNÍHO OHŘEVU

SPÍNAČE NÍZKÉHO NAPĚTÍ 3. PŘEPÍNAČE

Ohmův zákon, elektrický odpor, rezistory

Digitální učební materiál

Symetrizace 1f a 3f spotřebičů Symetrizace 1f a 3f spotřebičů

Euklidovský prostor Stručnější verze

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

1 ANALÝZA STABILITY ELEKTROENERGETICKÉHO SYSTÉMU POMOCÍ DYNAMICKÝCH EKVIVALENTŮ

GENERÁTOR STŘÍDAVÉHO PROUDU, TROJFÁZOVÁ SOUSTAVA

Digitální učební materiál

ABSOLVENTSKÁ PRÁCE. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická Plzeň, Koterovská 85. Vyšší odborná škola

2. RBF neuronové sítě

6 NÁVRH A EXPERIMENTÁLNÍ OVĚŘENÍ ELEKTROMAGNETICKÉHO AKTUÁTORU. František MACH

Název: Téma: Autor: Číslo: Říjen Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Číslicové a analogové obvody

Praktické využití Mathematica CalcCenter. Ing. Petr Kubín, Ph.D. Katedra elektroenergetiky, ČVUT v Praze, FEL

Jméno autora: Mgr. Ladislav Kažimír Datum vytvoření: Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_06_Ch_OB Ročník: I. Vzdělávací oblast: Přírodovědné

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_06_Demodulace a Demodulátory

STAVÍME MOSTY REG. Č.: CZ 1.07/1.1.36/

Identifikátor materiálu: VY_32_INOVACE_345

Identifikátor materiálu: VY_32_INOVACE_347

ELEKTROENERGETIKA JAKO STRATEGICKÝ SYSTÉM M A VZDĚLÁVÁNÍ. WORKSHOP konaný 25. února 2013

Výroba technologické a topné páry z tepla odpadních spalin produkovaných elektrickou obloukovou pecí na provozu NS 320 VHM a.s.

MATEMATIKA 1 4 A B C D. didaktický test. Zadání neotvírejte, počkejte na pokyn! Krok za krokem k nové maturitě Maturita nanečisto 2006

VÝUKA OBECNÝCH METOD ANALÝZY LINEÁRNÍCH OBVODŮ

Ele 1 RLC v sérií a paralelně, rezonance, trojfázová soustava, trojfázové točivé pole, rozdělení elektrických strojů

Digitální učební materiál

Logaritmus, logaritmická funkce, log. Rovnice a nerovnice. 3 d) je roven číslu: c) -1 d) 0 e) 3 c) je roven číslu: b) -1 c) 0 d) 1 e)

Metodika identifikace zemních proudů v soustavách vn a způsoby jejích omezení

MATLAB V ANALÝZE NAMĚŘENÝCH DAT PRŮMYSLOVÉHO PODNIKU.

Digitální učební materiál

R 3 R 6 R 7 R 4 R 2 R 5 R 8 R 6. Úvod do elektrotechniky

VÝKON V HARMONICKÉM USTÁLENÉM STAVU

Rovnice 1 Vypracovala: Mgr. Bronislava Kreuzingerová

1. Obecná struktura pohonu s napěťovým střídačem

Laserový skenovací systém LORS vývoj a testování přesnosti

Současné trendy vývoje moderních aplikací s elektrickými pohony

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pracovní list č.6 k prezentaci Úprava tlakového vzduchu

Rezonanční elektromotor

4. Magnetické pole Fyzikální podstata magnetismu. je silové pole, které vzniká v důsledku pohybu elektrických nábojů

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava

Analýza dynamiky pádu sportovní branky, vč. souvisejících aspektů týkajících se materiálu

Sledování změn obsahu volného aktivního chloru při dopravě pitné vody

5.8 Jak se změní velikost elektrické síly mezi dvěma bodovými náboji v případě, že jejich vzdálenost a) zdvojnásobíme, b) ztrojnásobíme?

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název DUM: Elektrický proud Číslo DUM: III/2/FY/2/2/7 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická oblast: Elektrické

Využití ICT ve výuce

Měření ohniskové vzdálenosti objektivu přímou metodou

Obrázek č. 7.0 a/ regulační smyčka s regulátorem, ovladačem, regulovaným systémem a měřicím členem b/ zjednodušené schéma regulace

Y36BEZ Bezpečnost přenosu a zpracování dat. Úvod. Róbert Lórencz. lorencz@fel.cvut.cz

Katedra aplikované matematiky FEI VŠB Technická univerzita Ostrava

I. STEJNOSMĚ RNÉ OBVODY

KOMPENZACE PŘI KONSTANTNÍM ČINNÉM VÝKONU

2 Spojité modely rozhodování

4. Lineární nerovnice a jejich soustavy

6. T e s t o v á n í h y p o t é z

ELEKTRICKÉ SVĚTLO 1 Řešené příklady

Pavel Dědourek. 28. dubna 2006

ELEKTRICKÉ SVĚTLO 1 Řešené příklady

Reostat, potenciometr

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V KOVECH

MONITOROVÁNÍ SVAŘOVACÍHO PROCESU, OVĚŘENÍ TEPLOT NUMERICKÉ SIMULACE SVAŘOVACÍHO PROCESU POMOCÍ WIS (WELDING INFORMATION SYSTEM)

Funkce zadané implicitně

STUDIE MEDOVÝCH SMYČEK

. Určete hodnotu neznámé x tak, aby

Fyzikální praktikum 1

CREATION OF THE STABLE ELASTIC LOOP

Voltův článek, ampérmetr, voltmetr, ohmmetr

Inovace výuky předmětu Robotika v lékařství

S R N Í PRODLUŽOVÁNÍ ŽIVOTNOSTI KOMPONENT ENERGETICKÝCH ZAŘÍZENÍ

Stanovení optimálních teplot výpalu vápenců z různých lokalit a jejich souvislostí s fyzikálními vlastnostmi vápenců

Zvyšování kvality výuky technických oborů

fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na disciplíny společného základu (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.

Digitální učební materiál

Využití simplexového algoritmu v projektování výroby

napájecí zdroj I 1 zesilovač Obr. 1: Zesilovač jako čtyřpól

EKONOMICKO-MATEMATICKÉ METODY

PROBLEMATIKA TAKTOVÝCH JÍZDNÍCH ŘÁDŮ THE PROBLEMS OF INTERVAL TIMETABLES

STOCHASTICKÝ MODEL SPOLEHLIVOSTI MODERNIZOVANÉ MOTOROVÉ LOKOMOTIVY STOCHASTIC RELIABILITY MODEL OF MODERNIZED DIESEL LOCOMOTIVE

Co víme o přirozených číslech

13. Vlnová optika I. Interference a ohyb světla

ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE

PŘÍPRAVEK NA MĚŘENÍ SIL OD UTAHOVACÍHO MOMENTU

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Analýza spolehlivosti tlakové nádoby metodou Monte Carlo

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

12. Lineární programování

ENVIRONMENTÁLNÍ OPTIMALIZACE KOMŮRKOVÉ ŽELEZOBETONOVÉ DESKY

Spolehlivost tekutinových systémů The Reliability of Fluid Systems

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) Základy lineárního programování VMAT, IMT 1 / 25

zejména Dijkstrův algoritmus pro hledání minimální cesty a hladový algoritmus pro hledání minimální kostry.

Měření se senzorem GPS

Úvod do optimalizace

Václav Mentlík Pavel Trnka, Magdaléna Trnková Lumír Šašek. Spolehlivostní aspekty elektrotechnologie

Zpracování obrazové informace pro monitorování spalovacích procesů v průmyslové praxi za pomoci Wolfram Mathematica

Transkript:

E L E K T R O E N E R G E T I K A 003 VÝPOČET SCOTTOVA ZAPOJENÍ TRANSFORMÁTORU POMOCÍ PROGRAMU MATHEMATICA A WEBMATHEMATICA Ing. Ladislav Prskavec ČVUT FEL v Praze, Katedra Elektroenergetiky, Technická, 66 7 Praha 6 Tel.: +40 4 35 394 E-mail: xprskave@fel.cvut.cz Ing. Ladislav Musil ČVUT FEL v Praze, Katedra Elektroenergetiky, Technická, 66 7 Praha 6 Tel.: +40 4 35 394 E-mail: musill@fel.cvut.cz Ing. Petr Bednář ČVUT FEL v Praze, Katedra Elektroenergetiky, Technická, 66 7 Praha 6 Tel.: +40 4 35 38 E-mail: benarp@fel.cvut.cz Anotace Tento článek se zabývá problematikou výpočtu Scottova zapojení transformátoru za pomocí programu Mathematica a převod tohoto výpočtu do programu webmathematica.. Úvod Kanálkové pece patří k velkým spotřebičům elektrické energie. Jsou-li přenosové prvky přenosové a rozvodné soustavy symetrické, jsou ztráty činného výkonu nejmenší v případě trojfázových symetrických reálných zátěží. Požadavek symetrie kanálkové pece by vedl k počtu kanálků dělitelnému třemi; jelikož je však kanálek konstrukčně nejsložitější částí pece a z hlediska poruchovosti jejím nejslabším článkem, je logické použití co nejmenšího počtu kanálků, pokud je možno se zvoleným počtem dosáhnout požadovaného výkonu elektrické symetrie se dosahuje jinými prostředky. V případě dvoukanálkových pecí je možno postupovat jako v případě obecné zátěže []. Doplňkové obvodové prvky jsou ovšem nákladné, snižují spolehlivost zařízení, vyžadují prostor pro umístění a podobně: je tedy logická otázka, je-li možno se jejich použití vyhnout. Z literatury je známo tzv. Scottovo zapojení.

E L E K T R O E N E R G E T I K A 003. Scottovo zapojení Scottovo zapojení (Obr., ) se dá dobře využít pro symetrizaci dvoukanálkových pecí. Uvažujme zapojení podle Obr., každý z kanálků má svůj pecní transformátor, připojený k trojfázové síti. Mezi body A, B je připojen tzv. hlavní transformátor, který má vinutí rozdělené na dvě stejné části, ze zvykových důvodů označme počet závitů v každé části. Mezi třetí fázi a střed vinutí hlavního transformátoru je připojen pomocný transformátor (označení hlavní a pomocný transformátor je zavádějící, v případě symetrie přenášejí oba transformátory stejný činný i jalový výkon, mají stejný průřez jádra atd.). Literatura uvádí, že pro shodné kanálky je dosaženo stejných výkonů a symetrického odběru pro počet závitů pomocného transformátoru. V dalším odvození budeme uvažovat, že tento počet závitů je roven, je-li údaj v literatuře správný, měla by příslušná hodnota být výsledkem řešení obvodových rovnic doplněných vhodně definovaným požadavkem symetrie. L L C N 3 A N N B Obr. Scottovo zapojení Obvodové schéma s orientací uvažovaných veličin je na Obr.. Poznamenejme, že kanálek je z obvodového hlediska jednozávitové sekundární vinutí spojené nakrátko: orientace (ve schématu naznačena tečkami) vinutí je libovolná, v případě opačné volby dojde ve výsledku k záměně orientací a znamének obvodových veličin, fyzikálně tedy k faktické změně chování obvodu nedojde, totéž platí pro volbu začátku primárního vinutí pomocného transformátoru. Volba začátku jedné z částí

E L E K T R O E N E R G E T I K A 003 primárního vinutí hlavního transformátoru je libovolná, pokud však nemá jít o bifilární vinutí, je volba začátku druhé části touto volbou určena. Î r Û M r k Î M L Î s Î Û3 Û L M r 3 Û Î Û 3 Î 3 Î 3 r r k M 3 Û 3 L Î s Obr. Scottovo zapojení obvodové schema Obvod je možno popsat rovnicemi Uˆ = R Iˆ + j ω L Iˆ + M I + M Iˆ ˆS ω ( ( ˆ )) ω ( ˆ ˆ ) Uˆ = R Iˆ + j ω L Iˆ + M I + M Iˆ ˆS Uˆ = R Iˆ + j L Iˆ + M IˆS 3 3 3 3 ˆ ˆ ˆ 0 = R I + j ω L I + M I + I k S 3 S ˆ 0 = R I + j L I + M I k S 3 S 3 3 Iˆ = Iˆ I 3 ˆ

E L E K T R O E N E R G E T I K A 003 ( ) Uˆ + Uˆ = U aˆ ( ) Uˆ + Uˆ = U aˆ 3 n L = L 0, n n M = L, M L = 0 0, n x L = L 0, n x M = L R = R x, resp. R = R x podle velikosti prostoru pro vinutí 3 0 Řešení pomocí hledání minima se rozchází s obvyklými postupy, založenými na řešení rovnic. Rovnice jsou po dosazení hodnot proměnných objekty typu boolean. Není-li splněna rovnice přesně, není splněna. Ve skutečnosti v technické praxi připouštíme určitý stupeň nesplnění rovnosti, který považujeme za přijatelný; v tomto smyslu chápeme rovnici v podstatě jako soustavu dvou nerovnic, případně jednu nerovnici obsahující vhodnou sudou funkci (například absolutní hodnotu). fitness = Abs Abs Ι ˆ Abs Ι ˆ + Abs Abs Ι ˆ Abs Ι ˆ ( ) ( 3) Pokud je minimum fitness nulové znamená to, že jsou proudy stejné a řešení je přesné. Pokud minimum není nulové, zjistili jsme pro jaký parametr x je splněn náš požadavek co nejlépe. Parametr x představuje nejlepší technicky realizovatelné řešení. Pro vlastní optimalizační řešení je potřeba stanovit si požadavek pro řešení např. požadavek stejného výkonu kanálků či rovnoměrného zatížení fází. Notebook v programu Mathematica umožňuje řešit úlohu pro Scottovo zapojení s různými požadavky. Na základě zkušeností v programu Mathematica byl proveden převod do programu webmathematica [], který počítá obdobně, ale umožňuje práci s notebookem jen pomocí internetového prohlížeče. To umožní studentům vyzkoušet si práci s daným zapojením v rámci výukového textu do kterého byla tato problematika zahrnuta.

E L E K T R O E N E R G E T I K A 003 3. Závěr Tato problematika je popsána v literatuře většinou ve velmi zjednodušené podobě a jen v [] jsme našli podrobně zpracovanou problematiku ve nezjednodušené podobě včetně výpočtu. Problematiku jsme využili pro tvorbu nových interaktivních výukových textů pro studenty, kde je kladen důraz na možnost experimentovat s příklady a danou problematikou za použití internetu. Scottovo zapojení je obecně známé, přínosem našeho článku je použití optimalizačních přístupů v elektroenergetice i na místech, kde dosud byli používané algoritmy řešení rovnic. Literatura [] Kyncl J.: Optimalizace vybraných konstrukčních prvků indukčních kanálkových pecí, habilitační práce, ČVUT FEL v Praze, Praha, 00 [] Prskavec L.: Využití počítačovým algebraických systémů pro distančním vzdělávání, Regional European Power Engineering Conference, 00, ISBN 80-38-984-8 [3] Wolfram Research Mathematica, webmathematica [online] [cit. 0. října 00] Dostupné na internetu: <http://www.wolfram.com/>.