7. Порядок выполнения работы

Принципиальная электрическая схема для проведения опыта холостого хода линии (рис. 12) состоит из источника питания – А1 и модели линии электропередач – А2. Установка (стенд) питается от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В.

На источнике питания накоротко замыкаем ключ ТК, который предназначен для тепловой защиты машины переменного тока.

Рисунок 12 - Принципиальная электрическая схема для проведения опыта холостого хода

1. Произвести расчет параметров схем замещения ЛЭП различного класса напряжений в соответствии с данными, представленными в табл. 1.

Таблица 1

№	Класс напряжения U, кВ	Марка провода	L, км	rпр, мм	Dср, м	КМ1	КМ2	n
1.	10	А50	125,6	3,9	0,8	0.094	1	1
2.	220	АС400/51	314	11.29	7.1	0.38	0.37	1
3.	220	АС400/51	210	11,29	8	1	0.56	2

Примечание: L - длина провода; К_М1 – коэффициент моделирования активного сопротивления; К_М2 – коэффициент моделирования емкостной проводимости; r_пр - радиус провода; D_ср - среднегеометрическое расстояние между проводами фаз; n – количество проводов в фазе; потерями на корону для данного класса напряжения пренебрегаем.

Погонное активное сопротивление сталеалюминевого провода определяется выражением

, (62)

где – удельное электрическое сопротивление алюминия,=29 Ом мм²/км; – расчётное поперечное сечение токопроводящей (алюминиевой) части;– коэффициент, учитывающий удлинение провода из-за скрутки,= 1,02.

Погонное индуктивное сопротивление рассчитывается по формуле (5).

Погонная ёмкостная проводимость рассчитывается по формуле

(63)

Расчетные значения параметров схемы замещения заносятся в

табл. 2.

Таблица 2

№	X0, Ом	R0, Oм	b0, См	X, Ом	R, Oм	Bc, См	L, Гн	С, мкФ
1	0.35	0,64	3.3·10-8	43.96	7	4.1·10-6	0.14	0.013
2	0.42	0.075	1·10-6	131.88	9	314·10-6	0.42	1
3	0.42	0.075	2.2·10-6	87.92	8	471·10-6	0.28	1.5

Произвести теоретический анализ влияния параметров схем замещения на параметры режима работы ЛЭП и на его основе составить схемы замещения ЛЭП. При составлении схем замещения необходимо учесть, что в практических расчетах параметров режима работы ЛЭП влиянием параметра схемы замещения менее 5% как правило пренебрегают, т.е. в схеме замещения не учитывают.

Для оценки целесообразности учёта емкостной проводимости в схеме замещения сопоставим зарядную мощность, определяемую этой проводимостью, с длительно допустимой нагрузкой.

Длительно допустимый ток по нагреву I_доп для рассматриваемой марки провода определяется по справочнику. Зная допустимый ток по нагреву, определяем полную мощность по формуле

(64)

Зарядная мощность линии вычисляется по формуле

. (65)

Следовательно, если отношение Q_c / S_max < 5%, то емкостной проводимостью в схеме замещения пренебрегаем.

Для оценки учёта активного сопротивления в схеме замещения найдём соотношение между активным и индуктивным сопротивлениями.

Если это отношение R/X < 5%, то активным сопротивлением в схеме замещения пренебрегаем и наоборот.

2. На стенде собрать принципиальную электрическую схему (рис. 12) для исследования режима холостого хода ЛЭП (используются блоки А1 и А2). При сборке схемы необходимо с помощью соединительного провода замкнуть контакты тепловой защиты на блоке А1.

Исследовать три схемы замещения (см. табл.1), результаты экспериментов занести в табл.3. Для измерения тока и напряжений использовать выносные амперметр и вольтметр.

Таблица 3

№	Измеренные параметры
	U1, В	ΔU, В	U2, В	IШ1 , А	IШ2, А	I, А
1.
2.
3.

Примечание: U₁- напряжение в начале линии; U₂ - напряжение в конце линии; ΔU – падение напряжения в линии; I_Ш1, I_Ш2 – токи в шунтах.

Расчёт параметров установившегося электрического режима ведётся с использованием алгоритмов и соотношений, рассмотренных в теоретической части.

По известному напряжению U₁ вычислим ток и мощность шунта в начале линии по формулам (19),(20).

Мощность в начале и ток линии определяется по формуле (21), (22).

Далее определяем падение напряжения и потери мощности по формуле (24),(25).

Падение напряжения в линии имеет две составляющие: продольную и поперечную, которые рассчитываются по следующим формулам

, , (66)

где активная мощность в линии мала и ею пренебрегаем при расчётах.

Определяем напряжение в конце линии (26) c учётом того, что рассматривается режим холостого хода. По формуле (27) вычисляется поток мощности в конце линии.

Далее вычисляем мощность шунта в конце ЛЭП по (29) и потребляемый шунтом ток по (30).

Фаза напряжения в конце линии определяется по формуле

. (67)

Если угол отклонения δ < 1°, то векторная диаграмма строится без учёта поперечной составляющей падения напряжения δU^˝.

Экспериментальные данные сравнить с результатами расчетов, которые свести в табл. 4. На основе экспериментальных и расчетных данных построить векторные диаграммы режима холостого хода для различных схем замещения.

Таблица 4

№	Расчётные параметры
	ΔU´, В	δU´´, В	U2, В	δ°	IШ1, А	IШ2, А	I,А
1
2
3

Примечание: δ – угол отклонения между напряжениями в начале

и конце линии.

3. На стенде собрать принципиальную электрическую схему (рис. 13) для исследования нагрузочного режима ЛЭП с активно-индуктивной нагрузкой (используются блоки А1- А5). На модели исследовать нагрузочный режим ЛЭП с параметрами схемы замещения, по указанию преподавателя (см. табл. 2)

Для выполнения лабораторной работы используются следующие блоки: блок трехфазного питания А1; блок А2 с П-образной схемой замещения ЛЭП; блок А3 с набором трансформаторов тока и напряжения; блок А4 с набором активных сопротивлений нагрузки; блок А5 с набором индуктивных сопротивлений нагрузки

Рисунок 13 - Принципиальная электрическая схема для моделирования линии с активно – индуктивной нагрузкой

Экспериментальные данные свести в табл. 5.

Для расчёта параметров линии при активно – индуктивной нагрузке использовать алгоритм расчёта параметров установившегося электрического режима по данным в конце ЛЭП.

Таблица 5

№	Измеренные параметры
	U1, В	ΔU, В	U2, В	IШ1, А	IШ2, А	I, А	Ua, В	I2, A	Up, В
2

Примечание: U_a – напряжение на активной нагрузке; U_p – напряжение на индуктивной нагрузке; I₂ - ток в конце линии.

Для расчёта параметров линии при активно – индуктивной нагрузке использовать алгоритм расчёта параметров установившегося электрического режима по данным в конце ЛЭП.

По измеренным данным определить мощность в конце по формуле

. (68)

Используя параметры схемы замещения и результаты эксперимента, произвести необходимые расчеты для построения векторной диаграммы токов и напряжений режима. Результаты расчетов свести в табл. 6.

Таблица 6

№	Расчётные параметры
	ΔU´, В	δU´´, В	U2, В	δ°	IШ1, А	IШ2, А	I1, А	I2, А	φ°
2

№	Расчётные параметры
	SШ1, ВА	SШ2, ВА	ΔS, ВА	SК, ВА	S2, ВА
2

Примечание: φ – сдвиг фаз между током и напряжением в конце линии; I₂ – ток в конце линии.

4. На стенде собрать принципиальную электрическую схему для исследования нагрузочного режима ЛЭП с активно-емкостной нагрузкой, которая содержит те же элементы что и при опыте с активно - индуктивной нагрузкой, за исключением того, что вместо индуктивной нагрузки подключаем емкостную.

На модели исследовать нагрузочный режим ЛЭП с параметрами схемы замещения, соответствующей классу напряжения 220 кВ.

Экспериментальные данные свести в табл. 7.

Таблица 7

№	Измеренные параметры
	U1, В	ΔU, В	U2, В	IШ1, А	IШ2, А	I, А	Ua, В	I2, A	Up, В
2

Примечание: U_a – напряжение на активной нагрузке; U_p – напряжение на емкостной нагрузке; I₂ - ток в конце линии.

Расчётные параметры для активно – емкостной нагрузки занесём в табл. 8, рассчитанные по алгоритму, представленному в пункте 4.4.

Таблица 8

№	Расчётные параметры
	ΔU´, В	δU´´, В	U2, В	δ°	IШ1, А	IШ2, А	I1, А	I2, А	φ°
2

№	Расчётные параметры
	SШ1, ВА	SШ2, ВА	ΔS, ВА	SК, ВА	S2, ВА
2

Используя параметры схемы замещения и результаты эксперимента, построить векторные диаграммы токов и напряжений режима.