семестр 5 / задания / показатели и контроль качества электроэнергии / задание 1

М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

(наименование института полностью)

Кафедра /департамент /центр¹ институт химии и энергетики

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

(код и наименование направления подготовки, специальности)

(направленность (профиль) / специализация)

Практическое задание №__1_

по учебному курсу «Показатели и контроль качества электрической энергии»

(наименование учебного курса)

Вариант __10__ (при наличии)

Студент	Яшин И.А. (И.О. Фамилия)
Группа	ЭЭТбп-1801а (И.О. Фамилия)
Преподаватель	Третьякова Марина Николаевна (И.О. Фамилия)

Тольятти 2020

Требуется оценить несинусоидальность напряжения на шинах подстанции с номинальным напряжением U_nom = 6 кВ. При контроле качества выделены следующие гармонические составляющие напряжения:

U₁, кВ = 6,05; 6,05; 6,1; 6,03; 6,1; 6,05; 6,05; 6,1; 6,03; 6,15

, В = 200, 210; 205; 215; 240; 225; 190; 220; 230

, В = 100; 110; 170; 115; 160; 170; 150; 120; 130

, В = 20; 22; 18; 16; 21; 20; 10; 20; 10

Коэффициенты высших гармонических составляющих напряжения рассчитываются в следующей последовательности.

1. Коэффициент n-й гармонической составляющей при i-м измерении:

, %,

где и – действующие значения соответственно первой и n-й гармонических составляющих напряжения в i-м наблюдении.

K_U(5)1=(U₍₅₎₁/U₁₁)*100%=(200/6050)*100%=3,3%

K_U(5)2=(U₍₅₎₂/U₁₂)*100%=(210/6050)*100%=3,4%

K_U(5)3=(U₍₅₎₃/U₁₃)*100%=(205/6100)*100%=3,3%

K_U(5)4=(U₍₅₎₄/U₁₄)*100%=(215/6030)*100%=3,5%

K_U(5)5=(U₍₅₎₅/U₁₅)*100%=(240/6100)*100%=3,9%

K_U(5)6=(U₍₅₎₆/U₁₆)*100%=(225/6050)*100%=3,7%

K_U(5)7=(U₍₅₎₇/U₁₇)*100%=(190/6100)*100%=3,1%

K_U(5)8=(U₍₅₎₈/U₁₈)*100%=(220/6030)*100%=3,6%

K_U(5)9=(U₍₅₎₉/U₁₉)*100%=(230/6150)*100%=3,7%

K_U(7)1=(U₍₇₎₁/U₁₁)*100%=(100/6050)*100%=1,6%

K_U(7)2=(U₍₇₎₂/U₁₂)*100%=(110/6050)*100%=1,8%

K_U(7)3=(U₍₇₎₃/U₁₃)*100%=(170/6100)*100%=2,7%

K_U(7)4=(U₍₇₎₄/U₁₄)*100%=(115/6030)*100%=1,9%

K_U(7)5=(U₍₇₎₅/U₁₅)*100%=(160/6100)*100%=2,6%

K_U(7)6=(U₍₇₎₆/U₁₆)*100%=(170/6050)*100%=2,8%

K_U(7)7=(U₍₇₎₇/U₁₇)*100%=(150/6100)*100%=2,4%

K_U(7)8=(U₍₇₎₈/U₁₈)*100%=(120/6030)*100%=1,9%

K_U(7)9=(U₍₇₎₉/U₁₉)*100%=(130/6150)*100%=2,1%

K_U(11)1=(U₍₁₁₎₁/U₁₁)*100%=(20/6050)*100%=0,3%

K_U(11)2=(U₍₁₁₎₂/U₁₂)*100%=(22/6050)*100%=0,3%

K_U(11)3=(U₍₁₁₎₃/U₁₃)*100%=(18/6100)*100%=0,2%

K_U(11)4=(U₍₁₁₎₄/U₁₄)*100%=(16/6030)*100%=0,2%

K_U(11)5=(U₍₁₁₎₅/U₁₅)*100%=(21/6100)*100%=0,3%

K_U(11)6=(U₍₁₁₎₆/U₁₆)*100%=(20/6050)*100%=0,3%

K_U(11)7=(U₍₁₁₎₇/U₁₇)*100%=(10/6100)*100%=0,1%

K_U(11)8=(U₍₁₁₎₈/U₁₈)*100%=(20/6030)*100%=0,3%

K_U(11)9=(U₍₁₁₎₉/U₁₉)*100%=(10/6150)*100%=0,1%

Усредним полученные результаты, выполняя вычисления по формуле. Учитывая, что используются данные N = 9 замеров, коэффициент 5-й гармонической составляющей напряжения равен:

K_U5=√(∑_i=1⁹K²_U5i)/9=√(10,8+11,5+10,8+12,2+15,2+13,6+9,6+12,9+13,6)/9=3,4

K_U7=√(∑_i=1⁹K²_U7i)/9=√(2,5+3,2+7,2+3,6+6,7+7,8+5,7+3,6+4,4)/9=2,2

K_U11=√(∑_i=1⁹K²_U11i)/9=√(0,09+0,09+0,04+0,04+0,09+0,09+0,01+0,09+0,01)/9=0,2

№ i-го измерения	Результаты измерений				Результаты вычислений
	Действующие значения гармонических составляющих напряжения U(n)i, В или кВ				KU5i, %		KU7i, %		KU11i, %			(KU5i)2, %		(KU7i)2, %			(KU11i)2, %
	U1i, В	U5i, В	U7i, В	U11i, В
1	2	3	4	5		6		7		8		9			10			11
1	6050	200	100	20		3,3		1,6		0,3		10,8			2,5			0,09
2	6050	210	110	22		3,4		1,8		0,3		11,5			3,2			0,09
3	6100	205	170	18		3,3		2,7		0,2		10,8			7,2			0,04
4	6030	215	115	16		3,5		1,9		0,2		12,2			3,6			0,04
5	6100	240	160	21		3,9		2,6		0,3		15,2			6,7			0,09
6	6050	225	170	20		3,7		2,8		0,3		13,6			7,8			0,09
7	6100	190	150	10		3,1		2,4		0,1		9,6			5,7			0,01
8	6030	220	120	20		3,6		1,9		0,3		12,9			3,6			0,09
9	6150	230	130	10		3,7		2,1		0,1		13,6			4,4			0,01
Значения коэффициентов гармонических составляющих напряжения											=3,4		=2,2			=0,2

По формуле найдем результирующий коэффициент гармонических составляющих для каждого i-го измерения. Для первого замера результирующий коэффициент равен:

=(1/6050)*√(40000+10000+400)*100%=2,2%

=(1/6050)*√(44100+12100+484)*100%=2,3%

=(1/6100)*√(42025+28900+324)*100%=2,6%

=(1/6030)*√(46225+13225+256)*100%=2,4%

=(1/6100)*√(57600+25600+441)*100%=2,8%

=(1/6050)*√(50625+28900+400)*100%=2,8%

=(1/6100)*√(36100+22500+100)*100%=2,4%

=(1/6030)*√(48400+14400+400)*100%=2,5%

=(1/6150)*√(52900+16900+100)*100%=2,6%

Усредним данные N = 9 результатов, используя выражение:

= =2,5%

№ i-го измерения	Результаты измерений				Результаты вычислений
	Действующие значения гармонических составляющих напряжения U(n)i, В или кВ				(U5i)2, %	(U7i)2, %	(U11i)2, %	KUi, %
	U1i, В	U5i, В	U7i, В	U11i, В
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	6050	200	100	20	40000	10000	400	2,2
2	6050	210	110	22	44100	12100	484	2,3
3	6100	205	170	18	42025	28900	324	2,6
4	6030	215	115	16	46225	13225	256	2,4
5	6100	240	160	21	57600	25600	441	2,8
6	6050	225	170	20	50625	28900	400	2,8
7	6100	190	150	10	36100	22500	100	2,4
8	6030	220	120	20	48400	14400	400	2,5
9	6150	230	130	10	52900	16900	100	2,6
Результирующий коэффициент гармонических составляющих напряжения						=2,5%

Коэффициент пятой гармоники напряжения равен = 3,4 %. Нормально допустимое значение данного показателя для номинального напряжения = 6 кВ не должно превышать значения 4 % в течение 95 % времени интервала в 1 неделю. Так как = 3,4 % < 4 %, то по этому показателю требования стандарта выполняются. Аналогично выполним проверку других коэффициентов:

= 2,2 % < 3 %,

= 0,2 % < 2 %,

= 2,5 % < 5 %.

Вывод. Значения всех коэффициентов находятся в нормально допустимых пределах. Следовательно, качество электроэнергии по несинусоидальности напряжения соответствует требованиям ГОСТ 32144-2013.

1 Оставить нужное