Seti_Lab_New

Лабораторна робота № 5

РОЗРАХУНОК УСТАЛЕНИХ РЕЖИМІВ ЗАМКНУТИХ МЕРЕЖ НА СТАТИЧНІЙ МОДЕЛІ ЗМІННОГО СТРУМУ

Мета роботи – визначити потокорозподіл та режим напруги у кільцевій замкнутій мережі на статичній моделі змінного струму; порівняти отримані дані з результатами аналітичного розрахунку та оцінити похибку розрахунку на моделі.

5.1. Загальні положення

Статична модель змінного струму призначена для розрахунку потокорозподілу та режиму напруг у простих замкнутих електричних мережах напругою до 35 кВ включно без обліку поперечних провідностей лінії електропередачі.

Спрощена принципова схема моделі представлена на рис. 5.1.

Живлення моделі здійснюється від автотрансформатора (АТ), на вхід якого подається напруга 220 В. Лінії електропередачі моделюються магазинами послідовно включених повних і активних опорів. Набір необхідного опору лінії електропередачі виконується шляхом відключення відповідних тумблерів (положення «вгору»), змонтованих на панелі стенда. Спочатку за допомогою магазина повних опорів набирається необхідний реактивний опір лінії Х, якому буде відповідати деякий активний опір RХ, а потім додатковий опір Rдоп набирається за допомогою магазина активних опорів.

Навантаження моделюються двома паралельними автотрансформаторами. Один з них, включений на активний опір, моделює активне навантаження Р, а другий, включений як індуктивна котушка з регульованим числом витків, моделює реактивне навантаження Q. У процесі моделювання спочатку встановлюється активне навантаження Р, якому буде відповідати деяка реактивна потужність Qр, після чого збільшується реактивне навантаження до необхідної величини Q. При цьому може дещо змінитися активна потужність Р.

42

Після декількох коригувань встановлюється активне й реактивне навантаження в пункті.

навантаження

Рис. 5.1 Принципова схема статичної моделі змінного струму.

Значення Р и Q залежать від величини прикладеної напруги. Тому модельоване навантаження в пунктах встановлюються шляхом послідовних наближень, а саме: при незмінній напрузі на джерелі живлення (ДЖ) встановлюється навантаження в пункті 1 при відключених навантаженнях у пунктах 2 і 3. Потім послідовно встановлюються й підключаються модельоване навантаження пунктів 2 і 3. Після набору всіх навантажень напруга в перших двох пунктах дещо зміниться, що приведе до перекручування величин раніше встановлених навантажень. Тому при незмінній напрузі на шинах ДЖ необхідно зробити одне або два коригування навантажень у всіх пунктах.

Основні параметри реальної електричної мережі зображені на моделі в певних масштабах. Масштаб опору може бути прийнятий mZ 1, тобто опір ЛЕП реальної мережі й елементів моделі збігаються. У цьому випадку масштаби напруги й стуму для зручності розрахунків можна прийняти mU mI 100 . Масштаб потужності буде відповідно дорівнювати mS 10000 .

Модель виконана однофазною, і тому на ній повинні моделюватися фазні

43

напруги та потужності. Отже, основні параметри реальної мережі на моделі повинні бути представлені відповідним чином:

Для виміру величин Р, cos , I, U на моделі передбачені гнізда із шунтувальними тумблерами. Після підключення приладів відповідний тумблер переводиться у положення вниз, забезпечуючи протікання струму через вимірювальні ланцюги приладу. На підставі результатів вимірів, отриманих на моделі, здійснюється перехід до параметрів режиму реальної електричної мережі:

U 3UмодmU ; I 3IмодmI ; P 3PмодmS ; Q 3QмодmS .

Аналітичний розрахунок сталого режиму замкнутої кільцевої мережі виконується аналогічно розрахунку режиму лінії із двостороннім живленням, у якій напруги по кінцях рівні за величиною та фазою. Розрахункова схема показана на рис 5.2.

Рис. 5.2 Розрахункова схема мережі.

44

Потужності, що виходять із джерел живлення,

Потужності на інших ділянках мережі визначаються за допомогою I-го закону Кірхгофа:

SII SI S1 ; SIII SI S1 S2 ; SIV SI S1 S2 S3 .

Точка, до якої потужність надходить із двох сторін, називається точкою потокорозподілу, і на рис. 5.2 показана у вигляді зачерненого трикутника. На підставі отриманого наближеного потокорозподілу виконується розрахунок напруг у пунктах з урахуванням поздовжніх складових втрат напруги на ділянках. Наприклад, напруга в пункті 2 буде дорівнювати

5.2. Порядок виконання роботи 1.Ознайомитися зі схемою моделі й встановити всі тумблери й рукоятки у

вихідне положення.

2.По заданому викладачем варіанту вихідних даних і довідковій літературі заповнити табл. 5.1, 5.2 і визначити модельовану напругу на ДЖ,

прийнявши UН=35 кВ; UДЖ=1,05UН; mU mI 100 , mS 10000 , mZ 1.

3.Набрати на стенді необхідні опори ділянок моделі й скласти схему

вимірів.

4.Зібрати вимірювальну схему, представлену на рис. 5.3.

5.Після перевірки схеми викладачем включити живлення та за допомогою автотрансформатора встановити модельовану напругу на ДЖ моделі.

45

Рис. 5.3 Вимірювальна схема

6.Підтримуючи незмінним значення напруги на ДЖ, послідовно виставити в пунктах Рмод, cosφ. За допомогою амперметра заміряти струми Iмод

упунктах.

7.Виконати на моделі необхідні виміри Рмод, cosφ, Iмод на ділянках ліній і напруг Uмод у пунктах. Результати вимірів занести в табл. 5.3.

8.За даними вимірів до реальних величин виконати аналітичний розрахунок потокорозподілу на ділянках, режим напруги в пунктах, результати

46

розрахунків на моделі та аналітичних розрахунків занести в табл. 5.4.

9. Порівняти результати розрахунків потокорозподілу, режими напруг і втрат потужності на моделі та при аналітичному розрахунку.

Зміст звіту

1.Мета роботи.

2.Принципова схема моделі.

3.Розрахункові формули.

4.Результати розрахунків і вимірів представити у вигляді табл. 5.1-5.4.

5.Оцінка похибки результатів отриманих на моделі в порівнянні з аналітичним.

47

Контрольні питання

1.Методика розрахунків режимів кільцевих замкнутих електричних

мереж.

2.Дати визначення точки потокорозподілу активної та реактивної потужностей.

Додаток 1

Розрахункові дані ВЛ 35-150 кВ зі сталеалюмінієвими проводами

Додаток 2

Відповідність магазина активних і реактивних опорів з положеннями ручок перемикача R і RX+jХ.

48

49