Описание схем

Источник G1 моделирует питающую электрическую схему С

Трансформаторы в блока А1 и А2 соединены параллельно и моделируют однофазные трансформаторы Т1 и Т2, связывающие электрическую систему С с сетью.

Модели А5 и А6 линий электропередачи моделируют включенный последовательно однофазные линии электропередачи Л1 и Л2.

Нагрузки А3, А4 и А7 моделируют соответственно однофазные активную, индуктивную и емкостные нагрузки Н1...Н3.

Коммутаторы А8 и А9 позволяют без переборки схемы производить измерение напряжений, потоков активной и реактивной мощностей приборами P1 и P2 в различных точках электрической сети.

Указания по проведению эксперимента

• Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

• Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" однофазного источника питания G1.

• Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений, приведенной на рис. 2.3.2.

• В трансформаторных группах А1 и А2 переключателями установите желаемые коэффи­циенты трансформации, например, 220 В / 220 В и 220 В / 220 В.

• Установите переключателями желаемые параметры модели А5 линии электропередачи и нагрузок А3, А4, А7 соответственно равными, например, 50 Ом, 0,3 Гн, С/2 = 0,18 мкФ и 50 %.

• Включите источник G2. О наличии напряжения на его выходе должна сигнализировать светящаяся лампочка.

• Включите выключатели «СЕТЬ» электроизмерительных приборов Р1 и Р2.

• Включите трехфазный источник питания G1.

• С помощью прибора Р1, манипулируя кнопками « ▲ », « ▼ », определяйте величины напряжения, потоков активной, реактивной и полной мощностей фаз на входе трансформатора Т1 (А1).

• С помощью прибора Р2, манипулируя кнопками « ▲ », « ▼ », определяйте величины напряжения, потоков активной, реактивной и полной мощностей фаз нагрузки Н (АЗ, А4, А7).

• По завершении эксперимента отключите источники питания G1, G2, выключатели «СЕТЬ» приборов Р1 и Р2.

Контрольные вопросы

1. Какие сети называются замкнутыми? Назовите виды замкнутых сетей.

2. В каком случае протекает уравнительный ток в сети с двухстороннем питанием?

3. С чем связаны коммерческие потери электроэнергии?

4. Как определяются потери энергии в поперечных элементах ВЛ?

5. Какие схемы замещения используют при расчетах электрических режимов в ВЛ?

4. Установившиеся режимы электроэнергетической системы

4.1. Влияние на режим электроэнергетической системы потребляемой в ней активной / реактивной мощности.

Цель работы: Определить параметры установившегося режима, с учётом изменения потребляемой активной и реактивной мощностей. Определить параметры качества электроэнергии: отклонение напряжения, отклонение частоты.

Исследование изменения баланса мощностей в зависимости от потребляемое в электроэнергетической системе мощности определило отклонение f и U в виде:

Анализ знаков производных статических характеристик нагрузки по частоте и напряжению позволяет определить знак определителя системы Δ: и при U, близком к номинальному, то есть про U>0,9U_НОМ, Следовательно, определитель системы Δ всегда положителен при любых изменениях

Соотношения отклонений f и U позволяют выполнить анализ качества электроэнергии при известных параметрах начального состояния энергосистемы и изменениях потребляемой мощности.

Выполним анализ работы электроэнергетической системы при набросе активной мощности. Для простоты анализа предположим, что реактивная мощность не изменилась, то есть . Указанное условие является допущением, сделанным для упрощения анализа поведения энергосистемы.

Теперь Δf=-ΔP_н∙(∂∑Q_Н/∂U)/Δ, так как производная ∂∑Q_Н/∂U положительна, а изменение активной мощности ΔP_н>0, т.е. нагрузка растёт, то Δf <0, таким образом, при набросе мощности в энергосистеме наблюдается снижение частоты. Можно легко показать, что при ΔP_н<0 (нагрузка уменьшается) частота в системе возрастает.

Изменение напряжения: ΔU= ΔP_н∙ (∂∑Q_Н/∂f)/Δ. Поскольку производная ∂∑Q_Н/∂f<0 и ΔP_н>0, <0, то есть при увеличении активной нагрузки снижается уровень напряжения. Таким образом, нарушении исходного режима энергосистемы по активной мощности приводит к изменению как частоты, так и напряжения.

Рассмотрим теперь изменения реактивной мощности при постоянстве активной нагрузки, то есть ΔP_н =0:

,

.

Учитывая, что крутизна (∂∑Pн)/∂U гораздо меньше крутизны (∂∑Pн)/∂f , изменение режима по реактивной мощности сказывается, главным образом, на изменении уровней напряжений в энергосистеме и слабо влияет на изменение частоты, причем снижение ∑Q_н ( ) ведет к понижению напряжения на шинах генератора и в системе в целом, а увеличение ∑Q_н ( ) – к увеличению напряжения.

Схема моделируемой электроэнергетической сети

Рис. 4.1.1. Схема моделируемой трехфазной электрической сети.