Порядок выполнения работы. Лабораторная работа №6

Лабораторная работа №6

Тема: Моделирование и исследование режимов работы линии с двусторонним питанием

Цель работы

На модели с двусторонним питанием исследовать установившиеся режимы (нормальные и аварийные) работы электрической сети и с помощью масштабных коэффициентов подобия установить значения режимных параметров реальной сети. Сравнить полученные результаты с результатами электрического расчета сети и сделать выводы о подобии моделирования.

Описание стенда

Испытания проводятся на модели трехфазной линии с двусторонним питанием в однофазном исполнении.

Рисунок 1 – Принципиальная схема линии с двусторонним питанием

Рисунок 2 – Схема моделирования электрической сети

Однофазная модель линии электрической сети включает в себя следующие элементы:

а) два трансформатора, имитирующие источники питания А и В;

б) активные сопротивления различной величины, имитирующие полные сопротивления Z_ij участков линии;

в) регулируемые активные сопротивления R_H-1, R_H-2, R_H-3, R_H-4, моделирующие нагрузки Н1 – Н4.

Стенд, кроме того имеет выключатели В-1 и В-2 источников А и В и набор измерительных приборов (амперметров с различными номинальными токами, вольтметр). Амперметры включаются в рассечку цепи питания. Для этой цели на модели выполнены специальные гнезда. Питание на стенд подается через установленный на нем автомат.

Для замера токов вилку от амперметра вставляют вместо разъёмов в гнёзда, вмонтированные в схему на стенде. Напряжение на нагрузках замеряются вольтметром, не вынимая разъемов.

Для соблюдения подобия вводятся масштабные коэффициенты подобия – масштабы напряжения, тока, сопротивления и, при необходимости, мощности, которые показывают соотношения соответствующих величин в реальной сети и на модели.

Масштаб напряжения m_U:

m_U = . (1.1)

Масштаб тока m_I:

m_I = I_i / I_M . (1.2)

Масштаб сопротивления m_Z:

m_Z = Z_i / Z_M . (1.3)

Масштаб мощности m_S:

m_S = S_i / S_M . (1.4)

Нет необходимости задаваться всеми масштабными коэффициентами – задаются двумя, а два других получают по известным соотношениям. Обычно задаются масштабами напряжения и сопротивления, а другие получают исходя из формул:

m_I = m_U / m_Z; (1.5)

m_S = m_I∙m_U∙ (1.6)

Порядок выполнения работы

2.1 Ознакомиться с лабораторной установкой, комплектом измерительных приборов и назначением коммутационных элементов;

2.2 Получить у преподавателя величины масштабных коэффициентов подобия;

2.3 В гнезда всех разрывов цепи линии с двусторонним питанием вставить перемычки;

2.4 При отключенных от схемы источниках питания (выключатели В-1 и В-2 разомкнуты) подать питание на стенд включением автомата;

2.5 Выключателями В-1 и В-2 подключить источники питания к модели линии;

2.6 С помощью вольтметра измерить величину напряжения на зажимах источников питания и в узлах сети;

2.7 Определить точку потокораздела линии с двусторонним питанием (узел сети, к которому потоки мощности подтекают с двух сторон и, следовательно, в этой точке самый низкий уровень напряжения);

2.8 Попеременно включая амперметр в разъемы цепи линии, произвести измерение величины токов по участкам сети;

2.9 По первому закону Кирхгофа определить токи нагрузки;

2.10 Используя заданные и рассчитанные масштабные коэффициенты m_U, m_I, m_Z, m_S, перейти к приведенным значениям режимных параметров с учетом следующих соотношений:

U_{пр i} = U_IM∙m_U∙ ∙10^-3; (2.1)

I_{пр i} = I_Mik∙m_I; (2.2)

∆U_{пр ik} = U_i – U_k; (2.3)

∆U_{пр% ik} = ∙100; (2.4)

S_{пр ik} = ∙U_пр∙I_пр∙10^-3; (2.5)

где U_IM – напряжение в узловых точках модели сети, В;

I_{M ik} – ток, протекающий по участку цепи ik модели сети, А;

U_{пр i} – линейное напряжение приведенной сети в i-той точке, В;

I_{пр ik} – ток, протекающий по ЛЭП приведенной сети на участке ik, A;

S_прik – полная мощность трех фаз участка ik линии реальной сети, МВА.

Найти потери напряжения на участках цепи:

∆U_{пр ik} = U_i – U_k, (2.6)

где U_i, U_k – линейные напряжения в точках i и k приведенной сети, кВ;

Потери напряжения в % от номинального напряжения U_н:

∆U_{пр% ik} = ∙100, (2.7)

При расчете приведенной сети принять U_н, равным напряжению источника;

Найти отклонение напряжения от номинального значения в каждой точке сети:

∆U_i = U_нг – U_i, (2.8)

где U_нг – номинальное напряжение генератора, кВ. При расчете приведенной сети за U_нг принять напряжение источника питания;

Отклонение напряжения в % от номинального напряжения источника питания U_нг:

∆U_i% = ∙ 100, (2.9)

2.11 Для режима максимальных нагрузок исследовать два аварийных режима работы сети:

1) при отключении источника А;

2) при отключении источника В.

Выполнить комплекс измерений аналогично режиму минимальных нагрузок.

2.12 Отразить результаты всех выполненных измерений и расчетов в таблицах 1, 2 и 3.

Таблица 1 – Результаты исследования нормального режима работы сети

Таблица 2 – Результаты исследования нормального режима работы сети

Таблица 3 – Результаты исследования аварийных режимов работы сети

Рисунок 3 – Расчетная схема сети

На рисунке 3 S^н_ik и S^к_ik соответствуют мощностям начала и конца участка сети «ik».

Для режима минимальных нагрузок произвести проверочный расчет (в качестве исходных данных используются значения полных мощностей потребителей, линейных напряжений источников питания и полных сопротивлений участков сети).

Определить потоки мощности на участках сети без учета потерь мощности:

Здесь Z^*_ik – сопряженный комплекс полного сопротивления участка «ik»,

S_ik – комплекс полной мощности.

Проверка расчета:

S_A-1 + S_B-4 = S₁+S₂+S₃+S₄ (2.12)

На остальных участках сети потоки мощности определить по первому закону Кирхгофа.

На основании расчетов найти точку потокораздела. Разрезать сеть в точке потокораздела и провести расчет методом последовательных приближений для той части сети, где меньше участков. Принять S₂^`=S₂^``=0.5S₂

Рисунок 4 – Расчетная схема сети после «разрезания» в точке потокораздела

Для первого приближения принять напряжение во всех точках сети равными стандартному номинальному напряжению сети, U_H.

Расчет ведут с учетом потерь мощности, в начале для той части схемы, которая требует меньших затрат труда. Это часть сети от точки А до точки 2^`. Мощность в начале участка 1-2:

(2.13)

Потери мощности на участке 1-2:

(2.14)

Мощность в конце участка А-1:

(2.15)

Далее, как на участке 1-2:

(2.16)

(2.17)

Определяем напряжение в точке 1:

(2.18)

(2.19)

Определяем напряжение в точке 2:

(2.20)

(2.21)

Уточнить расчет величины потоков мощности на участках с учетом действительного напряжения в узлах:

(2.22)

(2.23)

(2.24)

(2.25)

(2.26)

Уточнить значения напряжения в точках 1 и 2:

(2.27)

(2.28)

(2.29)

(2.30)

Правую часть схемы, от точки В до точки 2^``, рассчитать аналогично левой части схемы.

Результаты уточненного расчета сети занести в таблицу 1 – для реальной сети.

Сравнить результаты расчетов (отклонение напряжения, потери напряжения в узловых точках и на участках модели и реальной сети). Произвести проверку по потере напряжения в нормальном режиме:

(2.31)

где – максимальная потеря напряжения до наиболее удалённого потребителя;

– допустимая потеря напряжения до наиболее удалённого потребителя в нормальном режиме (см. примечание).

И в аварийном режиме:

(2.32)

ПРИМЕЧАНИЕ: При проведении расчета сетей по потере напряжения применимы следующие допустимые величины потерь напряжения:

а) для питающей сети напряжения 6 – 35 кВ – от 6 до 8% в нормальных режимах и от 10 до 12% в аварийных режимах;

б) для сельских сетей напряжением 6 – 35 кВ в целях их удешевления допускается иметь потерю напряжения в нормальных режимах до 10%;

в) в послеаварийных режимах допускается дополнительное понижение напряжения на 5%.

Сделать вывод о возможности работы сети в исследованных режимах. Определить к какой группе следует отнести реальную сеть линии, соответствующую лабораторной модели (группе местных или районных сетей). Составить отчет по работе.

Поиск по сайту: