Лабораторна робота №9 Основи електропост
.odtЛабораторна робота №9.
Дослідження модульної регульованої конденсаторної установки для групової компенсації реактивної потужності
Мета: 1. З’ясувати причини появи реактивних навантажень у системі централізованого електропостачання та їх вплив на показники якості електроенергії у споживачів. 2. Ознайомитися з методами, пристроями і комплектними установками для компенсації реактивної потужності. 3. Вивчити будову та експлуатаційні характеристики мікропроцесорного регулятора потужності конденсаторних установок DCRК 5.
ЗАГАЛЬНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Загальні поняття про систему централізованого електропостачання
Електрифікація всіх галузей народного господарства базується на централізованому виробництві електричної енергії. Практично вся електроенергія виробляється відносно невеликою кількістю потужних електростанцій, об’єднаних в одну систему. Від місця виробітку до місць споживання енергія транспортується по лініях електро- передавання різних напруг, при цьому відбувається 5-7 її перетворень (трансформацій), а в кінцевому підсумку вона перетворюється в іншівиди енергії – механічну, теплову, променисту. Електрична енергія виробляється і розподіляється у вигляді енергії трифазного змінного струму, а споживається як трифазними, так і однофазними струмоприймачами. Важливою умовою її кінцевого перетворення в інші види енергії є її якість1 безпосередньо у споживачів, а одним із найважливіших показників якості - відхилення напруги від її номінального значення.
Відомо, що електрична енергія змінного струму буває активною і реактивною.
Активна енергія - це та енергія, яка перетворюється в енергію інших видів - механічну, теплову, променисту; реактивна енергія — це енергія, що накопичується в магнітних та електричних полях перетворювальних пристроїв і яка повертається генераторам елект- ростанцій у такій самій кількості.
За характером реактивна енергія буває двох видів — індуктивна (створює магнітне поле в різних пристроях) та ємнісна (створює електричне поле). Реактивна енергія з точки зору перетворення в інші види енергії є нібито непотрібною, однак без неї не можуть працювати асинхронні електродвигуни, різноманітні трансформатори, дроселі; індуктивна та ємнісна енергія супроводжує роботу ліній електропередавання. Отже, реактивна енергія – це незмінний супутник активної енергії змінного струму, без неї не може здійснюватися транспортування електроенергії та її перетворення.
Висновок: Я ознайомився з методами, пристроями і комплектними установками для компенсації реактивної потужності.
ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ
1. За якими формулами визначається реактивна потужність?
Реактивна потужність може бути визначена за допомогою формул:
Q = VAr (для однофазних електричних колів);
Q = √3VL IL sin(φ) = 3VL IL sin(φ) (для трифазних електричних колів);
де Q - реактивна потужність в вольт-амперах реактивних (ВАР), V - напруга в вольтах (В), I - струм в амперах (А), L - коефіцієнт потужності, φ - кут між векторами напруги та струму.
2. Якою за характером буває реактивна потужність?
Реактивна потужність може бути ємнісною або індуктивною, залежно від характеру навантаження. Реактивна потужність, пов'язана з ємнісним навантаженням, є позитивною, тоді як реактивна потужність, пов'язана з індуктивним навантаженням, є негативною.
3. Які електроприймачі не здатні працювати без споживання реактивної потужності?
Електричні приймачі, що мають індуктивну частину, такі як електродвигуни зі змінним струмом, трансформатори, індуктивні нагрівальні пристрої, не можуть працювати без споживання реактивної потужності. Реактивна потужність потрібна для створення електромагнітного поля, яке потрібне для роботи цих пристроїв. Однак, зайвої реактивної потужності, яка не потрібна для роботи приладу, слід уникати, оскільки вона може призводити до низької ефективності електроустановки та втрат електричної енергії.
4. Які небажані явища супроводжують процес транспортування реактивної потужності по елементах системи централізованого електропостачання?
При транспортуванні реактивної потужності по системі централізованого електропостачання виникають такі небажані явища:
Втрати активної потужності в електропроводах, які призводять до зменшення ефективної потужності, що споживається споживачем;
Збільшення струму в електропроводах, що призводить до збільшення втрат активної потужності і погіршення коефіцієнта потужності системи;
Погіршення якості напруги, що може призводити до несправностей в роботі електроприладів.
5. Які технічні пристрої генерують реактивну потужність?
Реактивну потужність генерують технічні пристрої, які працюють за принципом зберігання енергії в електричному полі або магнітному полі. До таких пристроїв належать, наприклад, конденсатори, індуктивності, трансформатори тощо.
6. Що таке індивідуальна компенсація реактивної потужності? Які недоліки індивідуальної компенсації?
Індивідуальна компенсація реактивної потужності - це метод компенсації реактивної потужності, при якому встановлюються спеціальні пристрої (наприклад, конденсатори) на місці споживання електроенергії. Цей метод дозволяє зменшити споживання реактивної потужності, що сприяє покращенню коефіцієнта потужності та економії електроенергії.
Однак індивідуальна компенсація має певні недоліки, зокрема:
Підвищення напруги в мережі при підключенні конденсаторів;
Потребу в регулюванні компенсуючих пристроїв в залежності від навантаження;
Можливість збільшення витрат на електроенергію в разі неправильної настройки компенсуючих пристроїв.
7. Що таке групова компенсація реактивної потужності?
Групова компенсація реактивної потужності полягає у встановленні конденсаторів на електричні мережі, що обслуговують декілька споживачів. Така установка дозволяє компенсувати реактивну потужність для групи споживачів замість компенсації для кожного споживача окремо. Це дозволяє знизити вартість і підвищити ефективність системи компенсації реактивної потужності. 8. За якими принципами створюють регулятори потужності конденсаторних установок?
Регулятори потужності конденсаторних установок можуть бути створені за різними принципами. Один з них полягає у вимірюванні реактивної потужності у системі та автоматичному включенні або вимкненні конденсаторів залежно від потреби. Інший принцип полягає у вимірюванні напруги та автоматичному включенні або вимкненні конденсаторів залежно від рівня напруги. Також можуть використовуватися гібридні регулятори, які поєднують ці два принципи. 9. Який характер може мати добовий графік електричних навантажень окремого підприємства, населеного пункту?
Добовий графік електричних навантажень окремого підприємства або населеного пункту може мати різний характер залежно від галузі діяльності, розташування та інших факторів. Зазвичай добовий графік складається з трьох основних пікових періодів, коли споживання електроенергії найбільше (ранковий, денний та вечірній), та двох періодів з найменшим споживанням електроенергії (ночі та ранні години ранку). Однак, можуть бути винятки, наприклад, у підприємств, де виробничий процес триває цілодобово. Також, на добовому графіку можуть бути виділені окремі періоди, коли від 10. В які години доби електричні навантаження електричних станцій досягають максимуму?
У більшості країн світу максимальне споживання електроенергії припадає на години з 16:00 до 20:00 взимку, та з 14:00 до 18:00 влітку. Однак, може бути значні відмінності у залежності від різних чинників, тому точний графік максимального навантаження слід визначати для кожної конкретної ситуації.