ПиКЭЭ - Лаб работа 5

Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Электроснабжение и электротехника»

Отчет о практической работе №5

«Регулирование напряжения путем поперечной компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторной батареи»

по дисциплине

«Показатели и контроль качества электрической энергии»

Вариант №3

Руководитель: Шлыков С.В.

Исполнитель: Назаров М.А.

Группа: ЭЭТп-1401

Тольятти 2015

1. Цель работы

• изучить способ регулирования напряжения путем поперечной

компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторных батарей;

• проверить работу регулирования напряжения путем поперечной

компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторных батарей

на компьютерной модели электрической сети.

2. Краткие теоретические сведения

Реактивная мощность ухудшает показатели работы энергосистемы, увеличивает потери в подводящих сетях и приемниках, увеличивает падение напряжения в сетях. Основные потребители реактивной мощности - асинхронные электродвигатели, которые потребляют 40 % всей мощности совместно с бытовыми и собственными нуждами; электрические печи 8 %; преобразователи 10 %; трансформаторы всех ступеней трансформации 35 %; линии электропередач 7 %. В электрических машинах переменный магнитный поток связан с обмотками. Вследствие этого в обмотках при протекании переменного тока индуктируются реактивные э.д.с. обуславливающие сдвиг по фазе между напряжением и током. Этот сдвиг по фазе обычно увеличивается, а косинус фи уменьшается при малой нагрузке. Например, если косинус фи двигателей переменного тока при полной нагрузке составляет 0,75-0,80, то при малой нагрузке он уменьшится до 0,20-0,40. Малонагруженные трансформаторы также имеют низкий коэффициент мощности. Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности (конденсаторных установок).

Использование конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности позволяет:

• разгрузить питающие линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства;

• снизить расходы на оплату электроэнергии

• при использовании определенного типа установок снизить уровень высших гармоник;

• подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;

• сделать распределительные сети более надежными и экономичными.

3. Ход работы

1)Изменяем величину емкостей конденсаторов от 0 мкФ до 30 мкФ и измеряем падение напряжения в сети, номинальное напряжение 240 В;

2)По полученным данным рассчитываем отклонения напряжения.

Рисунок 1 – Компьютерная модель исследуемой электрической сети

Таблица 1 – Данные, полученные в ходе работы

Рисунок 2 – Графики зависимостей U_a(C) (синяя линия); U_b(C) (желтая линия); U_c(C) (красная линия).

4. Вывод

1)Целью работы являлось:

• изучить способ регулирования напряжения путем поперечной компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторных батарей;

• проверить работу регулирования напряжения путем поперечной компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторных батарей

на компьютерной модели электрической сети.

2)Мы собрали компьютерную модель исследуемой электрической сети (рисунок 1);

3) Задали значения фазных ЭДС и параметров элементов электрической цепи согласно варианту;

4) Изменяя величину конденсаторов С1, С2, С3 осуществили поперечную компенсацию реактивной мощности фазных потребителей. Контролируемые фазные напряжения занесли в таблицу 1.

5) Нашли расчетным путем отклонение напряжения каждого фазного приемника и занесли в таблицу 1.

6)Обозначили разными цветами нормальные (обозначены зеленым цветом), предельно допустимые (обозначены желтым цветом) и недопустимые значения (обозначены красным цветом) отклонения напряжения.

Таким образом, конденсаторная батарея самый удобный способ регулирования напряжения в техническом и экономическом плане.

4.1 Ответы на контрольные вопросы

1)Поперечная компенсация реактивной мощности заключается в параллельном соединении компенсирующих устройств соединении индуктивного и емкостного сопротивлений. Индуктивный ток отстает от напряжения, а емкостной опережает его. При соответствующем значении емкости суммарный ток оказывается ниже индуктивного тока нагрузки, что приводит к увеличению коэффициента мощности.

2)При поперечной компенсации реактивной мощности конденсаторы включают параллельно с емкостным и индуктивным сопротивлением.

3)Регулирование напряжения путем компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторных батарей применяют там, где работают электроустановки с низким cosφ, например, электродуговые печи, индукционные печи, малонагруженные электродвигатели, электросварочные машины.

Существуют несколько типов компенсации реактивной мощности:

Индивидуальная компенсация - применяется чаще всего на напряжениях до 660 В. При этом конденсаторную батарею наглухо присоединяют к зажимам приемника. В этом случае от реактивной мощности разгружается вся сеть системы электроснабжения. Такой вид компенсации имеет существенный недостаток — плохое использование установленной мощности конденсаторной батареи, так как с отключением приемника отключается и компенсирующая установка.

Групповая компенсация - конденсаторную батарею присоединяют к распределительным пунктам сети. При этом использование установленной мощности несколько увеличивается, но распределительная сеть от распределительного пункта до приемника остается нагруженной реактивной мощностью нагрузки.

Централизованная компенсация - конденсаторную батарею присоединяют на шины 0,4 кВ цеховой подстанции или на шины 6 - 10 кВ главной понизительной подстанции. В этом случае от реактивной мощности разгружаются трансформаторы главной понизительной подстанции и питающая сеть. Использование установленной мощности конденсаторов при этом получается наиболее высоким.