Переходные процессы / Лабораторные работы / Лабораторная работа 14

УДК 621.311.1.001.45(076.5)

Печатается по решению Редакционно-издательского совета университета

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ И ВЗАИМНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ В СЛОЖНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

Лабораторная работа № 14.4 по курсу «Переходные процессы в электрических

системах»

Краснодар: изд. КубГТУ, 2003. – 9 с.

Рассматривается конкретный пример расчета собственных и взаимных сопротивлений элементов электрической системы (в соответствии с вариантом). Электрическая система моделируется на расчетном столе постоянного тока, определяются сопротивления модели, а затем осуществляется обратный переход к системе.

3

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При расчетах и исследовании переходных процессов в электрических системах большое значение имеют собственные и взаимные сопротивления, которые полностью отражают свойства схемы замещения рассматриваемой системы.

Выражение для мощности электропередачи (рис. 1)

где Р - активная мощность, отдаваемая генераторной станцией; Е - эквивалентная электродвижущая сила (ЭДС);

Z11 - собственное сопротивление;

α= 90° - ϕ;

ϕ- угол сдвига между ЭДС (напряжением) и током;

Z12 - взаимное сопротивление;

δ- угол между векторами Е и U .

Впростейших схемах замещения (например, схема, изображенная на

рис. 2) легко найти собственное сопротивление Z11 , как сопротивление всей схемы замещения с одним источником Е без источника U:

где I11 - собственный ток,

а взаимное сопротивление между источниками Е и U можно найти как

(рис. 2б)

где I12 - взаимный ток.

Используют также метод определения собственных и взаимных сопротивлений, заключающийся в приведении схемы замещения системы путем последовательно выполняемых преобразований к виду многоугольника с диагоналями и нагрузочными сопротивлениями в узлах, однако, в сложных электрических системах такие преобразования подучаются громоздкими.

5

В таких случаях весьма целесообразно применение моделей для определения собственных и взаимных сопротивлений. В данной работе в качестве модели использован расчетный стол постоянного тока.

2.ЦЕЛЬ И ПРОГРАММА РАБОТЫ

2.1.Цель работы – определение собственных и взаимных сопротивлений с помощью модели постоянного тока.

2.2.Программа работы:

а) составление схемы замещения электрической системы; б) расчет параметров схемы замещения в относительных базисных

единицах; в) сборка схемы на модели постоянного тока;

г) определение собственных и взаимных сопротивлений; д) выводы.

3. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Описание установки приведено в [2].

4.УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

4.1.Следует установить потенциометры на панели расчетного стола

внулевое положение до подачи напряжения на стол.

4.2.По окончании работы следует выключить тумблер «сеть» на па-

нели.

5.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

РАБОТЫ

5.1.Для указанного преподавателем варианта (приложение 1) составить схему замещения. Исходная система приведена на рис. 3.

5.2.Рассчитать сопротивления элементов системы в относительных базисных единицах, используя следующие формулы:

для генератора

для трансформатора

6

где X*б - сопротивления элементов системы, отнесенные к базисным условиям;

Xd - сопротивление генератора; Sб - базисная мощность, МВ·А;

Uном - номинальное напряжение элемента системы, кВ; Sном - номинальная мощность, MB·A;

Uб - базисное напряжение, кВ;

uk - напряжение короткого замыкания, %;

Xо- погонное сопротивление линий, Омкм ;

l - длина линии;

Xнагр*ном=1,2 сопротивление обобщенной нагрузки (представляю-

щей собой 70% асинхронных двигателей и 30% осветительной нагрузки), отнесенное к номинальным условиям. Значения Sб и базисные напряже-

ния Uб на каждой ступени трансформации задаются произвольно. Для определения базисного тока используется выражение

5.3.Следует составить схему замещения варианта с указанием нумерации шнуров, которыми будут набраны сопротивления элементов.

5.4.Масштаб сопротивления

7

где R мод - сопротивление модели.

Для масштаба сопротивления целесообразно принимать числа 0,001; 0,01; .... Следует иметь в виду, что при включении малых сопротивлений элементов схемы, могут сказаться переходные сопротивления гнезд магазинов к штекерам соединительных шнуров, а при больших сопротивлениях может оказаться недостаточной чувствительность применяемого миллиамперметра.

5.5.Необходимо строго следить за тем, чтобы в пределах одного узла сходящиеся к нему ветви имели только смежные, т. е. непрерывной последовательности номера.

5.6.Нужно изменять ЭДС источника Е таким, образом, чтобы ток в необходимой ветви был равен некоторой условно выбранной единице.

Причем ток в ветви источника будет собственным током Iii ,а токи в других ветвях взаимными токами Iik . Тогда

Токи определяются подключением приборов MBI (миллиамперметр) с помощью двухпозиционного переключателя и нажатием кнопки вызова измерений соответствующих соединительных шнуров. После окончания измерений ручки потенциометров и переключатели устанавливает в исходное положение, после чего снимается питание с модели.

5.7. На основании полученных измерений определить искомые сопротивления, учитывая масштаб

U2

где Хб = S б .

б

6.СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

6.1.Титульный лист,

6.2.Исходные данные.

6.3.Схема замещения.

5.4.Расчетные параметры схемы замещения.

6.5. Эскиз схемы замещения, подготовленной к набору на расчетном столе.

8

6.6.Таблица намерений и расчетов.

6.7.Выводы.

7.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

7.1.Определение понятий собственная и взаимная проводимость, собственное и взаимное сопротивление.

7.2.Способы определения собственного и взаимного сопротивлений.

7.3.Основные правила работы на расчетном столе:

а) подготовка схемы замещения к работе на расчетном столе; б) набор сопротивлений, составление схемы, набор узлов; в) работа на пульте управления; г) выбор масштаба.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.ВЕНИКОВ В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. – М.: Высшая школа, I978. – 414 с.

2.ОПИСАНИЕ работы на расчетном столе постоянного тока/ Б.А. Коробейников, Л.И. Деревцова. – Краснодар: Краснод. политех. ин-т, I980.

–6 с.

9

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

G1: номинальная мощность S = 103,5 МВ·А; сопротивление Xd=0,89.

Т1: номинальная мощность S = 120 МВ·А; напряжение короткого замыкания Uk = 12 %.

G: система бесконечной мощности.

G2: номинальная мощность S = 111 МВ·А; сопротивление Xd = 0,94.

Т2: номинальная мощность S = 150 МВ·А; напряжение короткого замыкания Uk = 11%.

Длины линий:

l 1 = 60 км; l 2 = 100 км; l 3 = 80 км.

Сопротивление воздушной линии принять Хо=0,4 Ом .

км

Мощность обобщенной нагрузки:

Н1 – 50 МВ·А; Н2 – 100 МВ·А; Н3 – 30 МВ·А.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ И ВЗАИМНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ В СЛОЖНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ

Лабораторная работа № 14.4 по курсу «Переходные процессы в электрических

системах»

Борис Андреевич Коробейников Людмила Ивановна Деревцова

Краснодарский ордена трудового красного знамени политехнический институт

350006, г. Краснодар, ул. Красная 135 350058, Ротапринт КПИ, Краснодар, ул. Старокубанская, 88/4