Порядок выполнения работы

Часть 1. Исследование реальной физической модели

1.1. Ознакомиться с электрической схемой модели сети (см. рис. 1.4) и определить масштабы моделирования по (1.14) – (1.16).

1.2. Исследовать максимальный режим некомпенсированной сети.

Для этого подключить к модели сети нагрузку (дроссель и активное сопротивление Z _H), установив переключатель S1 в крайнее правое положение, а переключатель S2 оставить в положении «выключено». Подать на вход схемы напряжение U _М1 = U _М.НОМ, включить выключатель QF и медленно поворачивать ручку ЛАТР, следя за показаниями мультиметра V.

Произвести измерения тока I _M, напряжения U _M₂и мощности P _M₂ (показания К-50). Найти потерю напряжения Δ U _ПОТ.и активной мощности Δ Р в сети по (1.1), определить отклонение напряжения на нагрузке

и убедиться в недопустимо низком уровне напряжения на нагрузке, если напряжение на нагрузке отклонилось более 5% от номинального значения.

1.3. Исследовать режим сети с включенным устройством поперечной компенсации.

Рассчитать необходимую мощность установки поперечной компенсации по (1.7), приняв U ₂= U _M₂и U _2Ж= U _М.НОМ. Определить емкость установки C ₁ по (1.12). Набрать на блоке X _C₁ полученную ёмкость C ₁, включить модель в сеть, перевести переключатель S2 в положении «включено» и измерить I _M, U _M₂, P _M₂, U _M_С. Найти потерю напряжения Δ U _ПОТ.и активной мощности Δ Р _. в компенсированной сети и определить отклонение напряжения на нагрузке. Сравнить измеренную величину напряжения U _M₂с желаемым напряжением сети U _2Ж.

1.4. Произвести необходимые измерения для определения мощности установки поперечной компенсации при осуществлении встречного регулирования напряжения в исследуемой сети:

А) установить на входе модели некомпенсированной сети напряжение, на 5% превышающее номинальное напряжение источника питания U _М1 = = 1,05· U _М.НОМ. Измерить I _M, U _M₂, P _M₂. Найти отклонение напряжения и убедиться в необходимости регулирования напряжения у потребителя;

Б) рассчитать необходимую мощность установки поперечной компенсации при встречном регулировании напряжения, определить емкость установки и произвести необходимые измерения I _M, U _M₂, U _M_С, P _M₂.

1.5. Произвести улучшение режима напряжения в сети с помощью УПК.

(1.17)

и мощность УПК Q _УПК(по 1.11). Подключить УПК, установив переключатель S1 в крайнее левое положение, а переключатель S2 оставить в положении «выключено». Набрать на блоке X _C₂ полученную ёмкость C ₂, включить модель в сеть и произвести измерения I _M, U _M₂, I _M_С, P _M₂.

Произвести измерения в сети с УПК при встречном регулировании напряжения.

1.6. Данные всех измерений и расчетов сводятся в табл.1.2.

1.7. Сравнить продольную емкостную компенсацию с поперечной по требуемой мощности конденсаторной батареи (ёмкости) при одинаковом эффекте по регулированию напряжения.

Часть 2. Исследование виртуальной физической модели

2.1. Ознакомиться с электрической схемой виртуальной модели сети (рис. 1.5) и определить масштабы моделирования по (1.14) – (1.16).

2.2. Исследовать некомпенсированный режим сети.

Запустить модель и ввести параметры модели (R _W, L _W, U _М.НОМ).

На виртуальной модели рядом с изображёнными элементами, стоит значок , щелкнув на него можно открыть комментарий и увидеть полное наименование элемента.

В этой части модель имеет напряжение источника GS U _GS ≈ 5· U _М.НОМ В, напряжение в начале линии U _М1 ≈ U _М.НОМ = 100 В.

Симуляцию модели начинаем нажатием кнопки или функциональной кнопки F5. Для вызова на экран показаний приборов мультиметра – XMM1 и ваттметра – XWM1 щелкните ЛКМ дважды на изображение под соответствующей надписью.

Необходимо измерить I _M, U _M₂, P _M₂. Найти потерю напряжения Δ U _ПОТ.и активной мощности Δ Р _. в некомпенсированной сети и определить отклонение напряжения на нагрузке.

Рис. 1.5. Схема лабораторной установки (виртуальная модель исследуемой сети):

УПК – устройства продольно-емкостной компенсации; БСК – батареи статических конденсаторов (устройство поперечной компенсации)

2.3. Исследовать режим сети с включенным устройством поперечной компенсации (БСК).

Рассчитать необходимую мощность установки поперечной компенсации по (1.7), приняв U ₂= U _M₂и U _2Ж= U _М.НОМ. Определить емкость установки C ₁ по (1.12). Набрать на блоке БСК полученную ёмкость C ₁, запустить симуляцию модели, перевести переключатели QS в положении «On» и измерить I _M, U _M₂, P _M₂, U _M_С. Найти потерю напряжения Δ U _ПОТ.и активной мощности Δ Р _. в компенсированной сети и определить отклонение напряжения на нагрузке. Сравнить измеренную величину напряжения U _M₂с желаемым напряжением сети U _2Ж.

Параметры емкости С вводят по следующему алгоритму: двойным щелчком левой кнопки мыши (ЛКМ) по выбранному элементу вызываете окно; в открытом окне выбираем вкладку Value и в графе с названием элемента вводим его значение и после значения ставите символ, обозначающий степень (u = 10^{-6, m} = 10^-3), затем нажимаем кнопку OK.

2.4. Произвести необходимые измерения для определения мощности установки поперечной компенсации при осуществлении встречного регулирования напряжения в исследуемой сети:

А) установить напряжение, на 5% превышающее номинальное напряжение источника питания U _М1 = 1,05· U _М.НОМ (U _GS ≈ 5· U _М1 В). Измерить I _M, U _M₂, P _M₂. Найти отклонение напряжения и убедиться в необходимости регулирования напряжения у потребителя;

2.5. Произвести улучшение режима напряжения в сети с помощью УПК.

Рассчитать необходимое сопротивление УПК по (1.10), приняв U ₂= U _M₂и Δ U – Δ U _УПК = U _М.НОМ– U _M₂, а реактивную мощность нагрузки Q _H взяв из некомпенсированного режима. Определить емкость установки C ₂ по формуле (1.17) и мощность УПК Q _УПК(по 1.11). Подключить УПК, нажатием кнопки клавиатуры «Пробел» переключатель S1 включит УПК, а переключатель S2 перейдёт в положении «выключено». Ввести полученную ёмкость C ₂, запустить симуляцию модели и произвести измерения I _M, U _M₂, I _M_С, P _M₂.

Произвести измерения в сети с УПК при встречном регулировании напряжения.

2.6. Данные всех измерений и расчетов сводятся в табл.1.2.

2.7. Сравнить продольную емкостную компенсацию с поперечной по требуемой мощности конденсаторной батареи при одинаковом эффекте по регулированию напряжения.

Содержание отчета

1. Цель и краткое содержание работы.

2. Расчет требуемой мощности компенсирующих устройств при поперечной и продольной компенсации для поддерживания у потребителя номинального напряжения.

3. Расчет необходимой мощности поперечного компенсирующего устройства при встречном регулировании напряжения.

4. Данные экспериментальных исследований на модели сети.

5. С помощью масштабных коэффициентов пересчитать данные экспериментальных исследований режимов на модели сети на данные режимов высоковольтной сети.

6. Данные расчетов сведенные в табл. 1.2.

7. Анализ результатов исследований и вывод по работе.

Контрольные вопросы

1. Цель и порядок проведения работы.

2. Преимущества и недостатки продольной и поперечной компенсаций, место установки компенсирующих устройств в сетях.

3. Какое влияние оказывает коэффициент мощности нагрузки на эффективность продольной и поперечной компенсаций?

4. Как определяется для продольной и поперечной компенсации мощность компенсирующего устройства?

5. Сравнить регулирующий эффект по напряжению продольной и поперечной емкостных компенсаций на векторной диаграмме, если мощности компенсирующих устройств имеют одинаковые значения.

6. Принципы централизованного регулирования напряжения.

7. Способы осуществления местного регулирования напряжения.

8. Принципы встречного регулирования напряжения и его достоинства.

9. Допустимые значения отклонения напряжения в сетях.

10. Как определяются потери напряжения в линиях?

11. Способы снижения потерь напряжения в сетях.

Таблица 1.2.

Измеряемая величина

U _C

в/в сеть, кВ

Продолжение таблица 1.2.

Q _К