Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2005
Тип роботи:
Методичні вказівки до лабораторної роботи
Предмет:
Електротехніка
Група:
К
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство науки і освіти України
Національний університет ‘’Львівська політехніка’’
Дослідження поздовжньої компенсації
в системах електропостачання
Методичні вказівки до лабораторної роботи №4 та самостійного вивчення теми з дисципліни “Основи електроенергетики та електропостачання ”
для студентів базового напрямку 6.0922 “Електромеханіка”
Затверджено на засіданні кафедри “електропостачанняпромислових підприємств, міст та сільського господарства”.
Протокол N ___ від "___"__________ 200 р.
Львів 2005
Поздовжня компенсація в системах електропостачання.
Методичні вказівки до лабораторної роботи №4 та самостійного вивчення теми з предмету ‘’Основи електроенергетики та електропостачання’’ для студентів базового напрямку 6.0922 “Електромеханіка” /Укл. Хохулін Б.К. , Амброз В.М., 2005.- 12с./
Укладачі Б. К. Хохулін ст. викл.
В. М. Амброз ст. викл.
Відповідальний
за випуск А. А. Маліновський, доц., канд.тех.наук
Рецензенти П.П. Клімук, доц., канд. тех. наук
В. Г. Турковський доц., канд. тех. наук
1.Мета роботи
1.Ознайомлення з принципами поздовжньої компенсації.
2.Виявлення впливу характеру навантаження на ефективність роботи установок поздовжньої компенсації.
3.Дослідження впливу величини ємності конденсаторної установки поздовжньої компенсації на параметри режимів роботи електричної мережі.
2.Загальні відомості
Під поздовжньою компенсацією розуміють компенсацію індуктивного опору ліній за рахунок послідовного включення конденсаторів.
Для визначення впливу такої компенсації на параметри режиму розглянемо роботу лінії електропередачі з активно-індуктивним навантаженням в кінці( без врахування поперечних параметрів) (рис.1). Складові спаду напруги при відсутності компенсації будуть
Поздовжня
Поперечна
Втрати реактивної потужності в лінії дорівнюють
Рис.1 Заступна схема лінії електропересилання без компенсації
При включенні в лінію поздовжньої компенсації з реактивним ємнісним опором Хс (рис.2) складові спаду напруги визначаються за формулами
Рис.2 Заступна схема лінії електропересилання з поздовжньою компенсацією
Із наведених формул видно, що втрати напруги, визначальною складовою якої є поздовжня складова спаду напруги, зменшилась, і при повній компенсації індуктивного опору (Х1=Х0) визначається тільки активним опором і активною потужністю (або відповідною складовою струму навантаження) за формулами
.
На вертикальній діаграмі струмів та напруг (рис.3), яка побудована за даними кінця лінії, напруга на початку лінії U1 при відсутності компенсації більша, ніж напруга після включення компенсації (U1’) при забезпеченні однієї і тієї ж напруги в кінці лінії U2.
Таким чином зменшуються втрати реактивної потужності, що можна побачити із формул
.
При повній компенсації втрати реактивної потужності в лінії повністю компенсуються генерацією реактивної потужності установки поздовжньої компенсації.
Рис.3 Векторна діаграма струмів і напруг
В динамічних режимах роботи мережі поздовжня компенсація без інерційно реагує на зміну навантаження, миттєво та без-перервно компенсуючи відповідну частину втрати напруги. Тобто вона ефективна для зменшення втрат, а і для зменшення коливань напруги. Крім того, за рахунок зменшення результуючого реактивного опору мережі збільшується пропускна здатність, підвищується статична та динамічна стійкість електропередачі та вузлів навантаження, покращуються умови пуску та само запуску двигунів.
Поздовжня ємнісна компенсація застосовується на потужних довгих лініях електропередачі енергетичних систем; потужних промислових струмопроводах; при живленні окремих малопотужних споживачів по довгих повітряних лініях (наприклад, на нафтовидобутку), в коротких мережах дугових печей, зварювальних установок, вентильних перетворювачів реверсивних станів, що мають різкозмінне навантаження, тощо.
Ефективність поздовжньої компенсації в значній мірі залежить від коефіцієнту потужності навантаження, вона є найбільшою при малих його значеннях, а при cos(=1 практично не впливає на режим напруги. Тому недоцільно застосовувати поздовжню компенсацію, коли компенсована реактивна потужність споживачів, тобто виконана поперечна компенсація.
При повній поздовжній компенсації, або перекомпенсації (Хс(ХL) в мережі та електричних машинах можуть виникати субгармонійні коливання, чого не можна допускати. Тому найбільший рівень компенсації який характеризується коефіцієнтом поздовжньої компенсації
не повинен перевищувати значення К=0,7...0,8.
Вибір параметрів установки поздовжньої компенсації (УПК) можна здійснити або за бажаною величиною індуктивного опору Хбаж. Після компенсації (наприклад, при вирішенні задачі стійкості) або за бажаною величиною напруги. В першому випадку опір конденсаторної батареї визначається за формулою
Номінальний струм УПІК визначається за найбільшим значенням робочої величини робочого струму за формулою
Номінальна напруга УПІК визначається за величиною спаду напруги на ній в режимі максимального навантаження
Число паралельних віток конденсаторів УПІК визначається за формулою
де Іном к – номінальний струм одного конденсатора.
Кількість послідовно увімкнених конденсаторів у вітці визначається за формулою
Для другого випадку, коли параметри УПК необхідно визначити, виходячи із умов забезпечення певного бажаного рівня напруги в кінці лінії U2 баж., задачу визначення параметрів УПК можна розв’язати , якщо спочатку визначити допустиму втрату напруги
а потім із формул для визначення поздовжньої складової спаду напруги за величиною максимального робочого струму
або за складовими потужності навантаження
визначається величина ємнісного опору Хс УПК, після чого розрахунок виконується за методикою першого випадку.
Розглянемо ще один приклад поздовжньої компенсації. Необхідно визначити потужність конденсаторів УПК, якщо напруга в кінці лінії до компенсації становила величину Uа, а після компенсації повинна дорівнювати Ub (рис.4); навантаження характеризується параметрами Р і cos(.
I Ua Ub
Pa;Qa;cos(a Pb;Qb; cos(b
Із умови протікання активної потужності можна записати
Звідки витікає
Підставляючи це значення у формулу
отримуємо
Потужність УПК визначається як різниця реактивних потужностей у точках b та a
Звідки після підстановки значення tg(a отримаємо формулу для визначення потужності УПК
Враховуючи, що cos(b=cos(, остаточно можна записати
після чого визначається ємнісний опір УПК за формулою
.
Однією із особливостей роботи УПК є короткочасне значне підвищення напруги на конденсаторах при протіканні наскрізних струмів короткого замикання. Для обмеження цієї напруги паралельно до батареї конденсаторів приєднується розрядник 6 (рис.5) а обмежуючим опором 8 та шунтуючий вимикач 5, який включається після спрацювання розрядника, а також використовується як оперативний. Роз’єднувачі 2 та 3 необхідні для виведення УПК із роботи та проведення ремонту, налагодження, тощо.
З метою підвищення динамічної стійкості довгих ліній електропередачі при короткому замиканні і спрацюванні шунтуючого розрядника, УПК необхідно якнайшвидше знову ввести в роботу, тому що вплив УПК відразу після відключення короткого замикання в багатьох випадках є вирішальним фактором для відновлення нормального режиму роботи. Тому УПК на довгих лініях електропередачі застосовуються розрядники з інтенсивною де іонізацією за допомогою пневматичних пристроїв.
Для установок поздовжньої компенсації випускаються спеціальні конденсатори типу КСП-0,66-40У1, КСП-1,05-75У1 і КСПК-1,5-20У1.
3. Лабораторна установка
Лабораторна установка складається із
панелей керування та вимірювання із мнемосхемою;
моделі лінії електропередачі;
активних і комплексних навантажень.
Панелі керування та вимірювання типу ПН-550 розміщенні в один ряд і обслуговуються з лицевої сторони. На панелях розміщені мнемосхема, ключі керування та вимірювальні прилади, які підключені в модель мережі без вимірювальних трансформаторів.
Модель трифазної лінії електропередачі розміщено на стелажі, розташованому за панелями. Кожна фаза моделі лінії електропередачі складається із шести котушок, розподілених на три секції. За допомогою ключа керування 6 (КК-6) на панелі 2 можна змінювати число секцій моделі лінії, міняючи тим самим параметри резин стансу R та індуктансу Х лінії. Параметри моделі вказані в таблиці 1.
Таблиця 1. Параметри моделі лінії електропередачі.
Секція 1
Секція 1,2
Секція 1,2,3
Сумарний
опір
R ,Ом
х, Ом
R ,Ом
х, Ом
R, Ом
х ,Ом
R,Ом
х,Ом
Фаза “А”
0,54
2,26
1,08
4,52
1,82
8,8
1,62
6,8
Фаза “В”
0,45
1,8
0,9
3,6
1,36
5,41
1,36
5,41
Фаза “С”
0,49
1,78
0,98
3,58
1,49
5,38
1,49
5,38
Навантаження моделюється двома групами електричних ламп розжарення, асинхронним двигуном, активними опорами, та фазорегулятором, що включений за схемою потенціал регулятора, тобто обмотки статора та ротора з’єднані послідовно.
Конденсаторна батарея зібрана з конденсаторів типу КМ-П-0,38 в кількості 6 шт. Ємність кожного конденсатора 376 мкФ. В кожну фазу підключаються 2 конденсатори, які між собою з’єднані паралельно.
4. Зміст роботи
Ознайомитись з лабораторною установкою.
Зібрати схему дослідів згідно із вказівками викладача.
Для різних режимів навантаження з різними коефіцієнтами потужності зняти покази приладів на початку та в кінці лінії.
Для тих самих режимів при підключені УПК зняти покази приладів.
Перевірити дані експериментів відповідними розрахунками; побудувати векторну діаграму струмів і напруг.
Методичні вказівки
Користуючись ключами керування панелей слід зібрати схему моделі для проведення експериментів. На панелі №1 розташовані ключі керування джерелом живлення, яке підключається до другої системи шин, початку та кінця лінії; на панелі №2 розташовані ключі керування активним навантаженням, асинхронним двигуном та перемикачем параметрів лінії; на панелях №3 та №4 розташовані ключі керування іншим навантаженням та конденсаторною батареєю поперечної компенсації.
За допомогою цього обладнання збирається схема моделі лінії і навантажень та підключається до джерела живлення (рис.6).
Введення УПК в роботу здійснюється включенням перемикачів П1, П5, П6 та підключенням перемикачів П2, П3, П4 (рис.7), які розташовані безпосередньо на стелажі моделі лінії.
Зміст звіту
Мета та зміст роботи.
Принципова схема роботи; дані обладнання та вимірювальних приладів.
Заступна схема та параметри елементів.
Таблиця даних дослідів і розрахунків; один із розрахунків навести повністю.
Векторна діаграма струмів і напруг для різних дослідів (за вказівкою викладача).
Контрольні питання
Що таке поздовжня компенсація.
В яких випадках необхідно та доцільно застосовувати поздовжню компенсацію?
Від яких параметрів залежить потужність установки поздовжньої компенсації (УПК)?
В чому полягає ефективність УПК?
Накресліть векторну діаграму струмів і напруг для випадку застосування УПК в лінії електропередачі та поясніть, від чого залежить ефективність УПК?
За якими параметрами вибирається УПК?
Як визначити кількість конденсаторів УПК?
Як визначити ємність конденсаторів в одній фазі УПК для підвищення напруги до бажаного рівня?
В яких випадках застосування УПК буде неефективним?
Намалюйте принципову схему підключення УПК в лінію електропередачі та поясніть призначення елементів.
Як здійснюється захист УПК при зовнішніх коротких замиканнях?
Які негативні явища виникають при застосуванні УПК?
Список літератури
Ермилов А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергия, 1976.
Мукосеев Ю. Л. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Энергия, 1973.
Таблиця 2. Дані досліджень та розрахунків.
Покази приладів
За різницею показів приладів
За даними розрахунків
Початок
Кінець
U1
I1
P1
U2
I2
P2
(U
(P
(Q
(U
(P
(Q
cos (1
cos (2
к.к.д
Qупк
Навчальне видання
Дослідження поздовжньої компенсації в системах електропостачання – Методичні вказівки до лабораторної роботи №3 та самостійного вивчення теми з предмету “Електропостачання”
Укладачі Хохулін Борис Костянтинович
Амброз Василь Михайлович
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора