ЭССЭС ЛР 2013

1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАГРУЗКИ

1.1. Цель работы – экспериментальное исследование статических характеристик нагрузки:

определение статических характеристик активной, осветительной, реактивной нагрузок;

определение по экспериментальным характеристикам параметров схемы замещения нагрузки;

определение приведенных погрешностей при замене статической характеристики нагрузки ее эквивалентом в расчетной схеме сети.

1.2. Исходные положения.

1.2.1.Оборудование, используемое при проведении работы: автотрансформатор регулируемый РАТ3; регулируемые активная, осветительная, индуктивная и ѐмкостная нагрузки (АН4, ОН1, ИН6 ЕН4); измеритель мощностей ИМ5; блок мультиметров (рис. 1.1).

1.2.2.Исходные данные для нескольких вариантов (табл. 1.1).

220 B

а)

3

1.3. Порядок выполнения работы.

1.3.1. Собрать схему модели электрической сети, представленной на рис. 1.1а. В вариантах 4…6 вместо активной нагрузки подключить осветительную нагрузку.

1.3.2.Переключатели пределов в измерителе мощностей установить: напряжения – 300 В; тока – 0,2 А. Пределы измерения вольтметров в блоке мультиметров установить на метке 300 В.

1.3.3.После проверки схемы преподавателем включить питание измерительных приборов.

1.3.4.Установить переключатели нагрузки в положение согласно заданному преподавателем варианту, а движок регулируемого автотрансформатора – в положение «0». Включить питание регулируемого автотрансформатора.

1.3.5.Изменяя напряжение регулируемого трансформатора от 0 до 240 В с шагом 20 В, записать показания приборов в таблицу.

1.3.6.Заменить активную (осветительную) нагрузку на реактивную нагрузку. Установить переключатели нагрузки в положение согласно заданному преподавателем варианту и повторить п. 1.3.5.

1.4. Содержание отчета.

1.4.1.Сформулировать цель работы и дать краткие теоретические сведения по изучаемой теме.

1.4.2.По опытным данным построить следующие графики:

–зависимости Рн от Uн;

–зависимости Qн, от Uн.

1.4.3. По опытным данным при напряжениях на нагрузке 100 и 200 В определить параметры нагрузки в схемах замещения электрической сети для трех случаев:

–нагрузка в схеме замещения представляется постоянной величиной мощности при заданном значении напряжения;

–нагрузка в схеме замещения представляется током, который определяется по мощности и напряжению в заданной точке;

–нагрузка в схеме замещения представляется сопротивлением, которое определяется по мощности и напряжению в заданной точке.

4

1.4.4.Определить приведенные погрешности, вносимые в расчеты режимов сети при замене статических характеристик нагрузки их эквивалентами во всех трех случаях при изменении напряжения на нагрузке в пределах ±10 % от заданного.

1.4.5.Проанализировать полученные значения погрешностей и сделать выводы о целесообразности замены статических характеристик нагрузки в схемах замещения сети их эквивалентами для трех рассмотренных случаев.

2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 110 кВ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

2.1. Цель работы – исследование режимов линии электропередачи:

–исследование зависимостей К.П.Д. ( ), коэффициента реактивной мощности (tgφ), напряжения, активной и реактивной мощностей в начале линии при изменении активной мощности потребителя и неизменном напряжении в конце линии;

–исследование тех же зависимостей при постоянстве активной мощности потребителя, постоянном напряжении в конце линии и при изменении реактивной мощности потребителя.

2.2. Исходные положения.

2.2.1. Исследование режимов работы проводятся для линии электропередачи, представленной на рис. 2.1.

Sн

Рис. 2.1

2.2.2.Исходные данные для нескольких вариантов ЛЭП представлены в

табл. 2.1.

2.2.3.Рассчитать параметры схемы замещения R, X и B ЛЭП-110 кВ, представленной на рис. 2.1. согласно исходным данным для заданного варианта.

2.2.4.Рассчитать параметры модели электрической сети. Расчет параметров модели проводить по методике, изложенной в приложении 1 к данному посо-

бию. При этом принять: масштаб сопротивления – mZ 0,2; масштаб мощности

– mZ 2 106 ; масштаб напряжения – mU mZ mS .

5

противления.

2.2.6. Оборудование, используемое при проведении работы: автотрансформатор регулируемый РАТ3; модель линии электропередачи МЛЭ2; регулируемые активная, индуктивная и ѐмкостная нагрузки (АН4, ИН6, ЕН4); измеритель мощностей ИМ5; блок мультиметров; два блока конденсаторов БК1 с шагом регулирования 0,02 мкФ.

2.3. Порядок выполнения работы.

2.3.1. Собрать схему модели электрической сети, представленной на рис. 2.2а.

2.3.2.Переключатели пределов в измерителе мощностей установить: напряжения – 300 В; тока – 0,1 А. Пределы измерения вольтметров в блоке мультиметров установить на метке 300 В.

2.3.3.Поле проверки схемы преподавателем включить питание измерительных приборов.

2.3.4.Установить переключатели «%» в блоке активной нагрузки Р1 на мет-

ку «0».

2.3.5.Установить: переключатели «R» и «L» на модели линии и переключатели С1 и С2 блоков БК1 – в положение, которое соответствует параметрам модели линии, близким к расчетным значениям (см. п. 2.2.4.); переключатель проводимости модели линии – в положение «0 мкФ». Активное сопротивление мо-

дели линии равно сумме сопротивлений Rм и активного сопротивления индуктивности RL.

2.3.6.Регулируемым автотрансформатором АР установить напряжение на нагрузке, равным расчетному значению (см. п. 2.2.4.) и записать показания приборов (Р1м, Q1м, U1м) в таблицу (табл. 2.2).

2.3.7.Установить: переключатели «R» и «L» на модели линии и переключатели С1 и С2 блоков БК1 – в положение «0»; оба переключателя на модели нагрузки Р1 в положение – «10 %», напряжение на модели нагрузки – согласно

п. 2.2.4 и записать значение активной мощности нагрузки модели Рнм. Далее выполнить п.п. 2.3.5 и 2.3.6.

6

2.3.9. Собрать схему активно-индуктивной нагрузки, представленную на рис. 2.2б, и подключить ее к схеме модели линии. Установить: переключатели «R» и «L» на модели линии и переключатели С1 и С2 блоков БК1 – в положение «0»; переключатели индуктивной нагрузки – в положение «0»; напряжение на модели нагрузки – согласно п. 2.2.4; переключатели «%» на модели активной нагрузки – в такие положения, чтобы нагрузка модели была близка к натуральной мощности линии. Записать показания приборов (Рнм, Р1м, Q1м, U1м) в таблицу (табл. 2.3). Далее выполнить п.п. 2.3.5 и 2.3.6.

2.3.10.Установить: переключатели «R» и «L» на модели линии и переключатели С1 и С2 блоков БК1 – в положение «0»; переключатели индуктивной нагрузки – в положение, которому соответствует реактивная мощность модели 3…5 вар; напряжение на модели нагрузки – согласно п. 2.2.4. Положение переключателей на модели активной нагрузки остается неизменным. Записать зна-

чение активной Рнм и реактивной Qнм мощностей нагрузки модели. Далее опыт проводиться аналогично снятию характеристик для активной нагрузки (см.

п.п. 2.3.5 и 2.3.6).

2.3.11.Последовательно выполнить п. 2.3.10 при других значениях реактивной мощности. Общее количество точек должно быть не менее 5, шаг изменения реактивной мощности 2…4 вара.

2.3.12.Собрать схему активно-ѐмкостной нагрузки, представленной на рис. 2.2в, и подключить ее к схеме модели линии. Далее опыты проводить аналогично опытам для активно-индуктивной нагрузки (см. п.п. 2.3.9…2.3.11).

2.4. Содержание отчета.

2.4.1.Сформулировать цель работы и дать краткие теоретические сведения по изучаемой теме.

2.4.2.По опытным данным и масштабным коэффициентам mS и mU рассчитать параметры режима оригинала для всех опытов (Рн, Qн, Uн, Р1, Q1, U1). Рассчитать также значения tgφ1=Q1/P1 и η=Рн/Р1. Результаты расчетов параметров режима занести в таблицу 2.4.

2.4.3.По опытным данным построить следующие графики:

–зависимостей Р1, Q1, U1, tg φ1, η от Рн при Qн = 0;

8

–зависимостей Р1, Q1, U1, tg φ1, η от Qн при Рн = Рнат для случаев индуктивной и ѐмкостной нагрузок.

2.4.4.Для Рн = Рнат аналитически определить Р1, Q1, U1, tg φ1, η оригинала и сопоставить их с результатами моделирования.

2.4.5.Построить векторные диаграммы для следующих случаев:

–Qн = 0; Рн = var;

–Рн = Рнат, Qн = var при индуктивном и ѐмкостном характерах нагрузок.

Для построения векторных диаграмм используется выражение

Вектор U2 совмещается с действительной осью. Реактивная мощность берется с учетом знака. Кроме того, при использовании приведенного выражения

внагрузку Qн следует включить половину зарядной мощности линии.

2.4.6.Проанализировать полученные результаты и сделать выводы о влиянии Рн и Qн на параметры режима в начале линии.

3.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3.

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 110 кВ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ НА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

3.1. Цель работы – исследование режимов линии электропередачи:

а) исследование зависимостей К.П.Д. ( ), коэффициента реактивной мощности (tgφ), напряжения, активной и реактивной мощностей в начале линии при изменении активной мощности потребителя и неизменном напряжении в конце линии;

б) исследование тех же зависимостей при постоянстве активной мощности потребителя, постоянном напряжении в конце линии и при изменении реактивной мощности потребителя.

3.2. Исходные положения.

3.2.1.Исследуемая линия электропередач (ЛЭП-110 кВ) представлена на

рис. 3.1.

3.2.2.Исходные данные для нескольких вариантов ЛЭП-110 кВ представлены в табл. 3.1.

3.2.3.Рассчитать параметры схемы замещения R, X и B ЛЭП-110 кВ (см. рис. 3.1) согласно данным табл. 3.1 для заданного варианта.

9

сопротивления 3.2.5. Исследование режимов работы линии электропередачи проводится на

ПК с применением математической модели системы MATLAB совместно с пакетом ситуационного блочного моделирования Simulink. На рис. 3.2 представлена однофазная модель исследуемой линии электропередачи. В качестве источника питания узла 1 линии электропередачи в модели (см. рис. 3.2) используются трансформатор Т большой мощности с бесконечно малым сопротивлением обмоток. Нагрузка исследуемой линии электропередачи моделируется параллельно включенными активным, индуктивным и ѐмкостным сопротивлениями (Sn2). Для измерения параметров режима электрической сети используются измерительные блоки (Uzel_1, Uzel_2) совместно с дисплеями («Параметры узла 1», «Параметры узла 2», «КПД передачи».). Все показания параметров режима на дисплеи выводятся как для трехфазной сети, т.е. в виде линейных напряжений и суммарных мощностей трех фаз.

3.2.6. Перед выполнением лабораторной работы на модели необходимо изучить модель (см. рис. 3.2) и методику ввода параметров модели по приложению 2.

10