ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМИ ЗАМІЩЕННЯ РАДІАЛЬНОЇ
ЛІНІЇ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ
Мета роботи
Дослідити залежність основних електричних параметрів від струму навантаження в радіальній лінії електропередачі з одним навантаженням на кінці.
Програма роботи
2.1 Ознайомитися з класифікацією та конструктивним виконанням електричних мереж напругою 0,38…110 кВ.
2.2 Ознайомитися із поняттям «спад (падіння) напруги» та «втрата напруги» в електричній мережі.
2.3 Дослідити залежність напруги, потужності, к.к.д. ЛЕП від струму навантаження.
2.4 Побудувати векторну діаграму напруг, радіальної лінії з одним навантаженням на кінці для одного з дослідів.
2.5 Побудувати в прямокутній системі координат залежності
U1, U2, 
U, P1, P2, cosj1, cosj2, h від струму навантаження Інав.
Вказівки з підготовки до лабораторної роботи
При підготовці до лабораторної роботи необхідно:
3.1 Вивчити теоретичний матеріал за темою: «Розрахунок електричних мереж за втратою напруги» [2 с. 89-100; 3 с. 90-101; 4 с. 96-101;
5 с. 84-90; 7 с. 42-46; 8. с. 268-269; 9 с. 59-65].
3.2 Ознайомитися, як залежать втрати потужності в лінії від струму навантаження.
3.3 Ознайомитися зі схемою лабораторної установки (рисунок 4.4) і привести її в звіті.
3.4 Підготувати таблицю 4.1.
3.5 Підготувати відповіді на контрольні запитання.
Теоретичні відомості
Спад і втрата напруги в мережах змінного струму
У сільських районах для електропостачання споживачів переважають розімкнені – радіальні електричні мережі (рисунок 4.1). Спорудження радіальних мереж потребує меншої витрати засобів і матеріалів.
|
|
|
Рисунок 4.1 – Радіальна електрична мережа
Розглянемо одну фазу лінії трифазного змінного струму із навантаженням на кінці (рисунок 4.2, а). Розрахунок будемо вести для фазних напруг та струмів.
а б
а – розгорнута схема; б – однолінійна схема
Рисунок 4.2 – Одна фаза лінії трифазного струму із симетричним навантаженням на кінці
На рисунку 4.2 прийняті наступні позначення: 
та 
– фазні напруги, відповідно, на початку і в кінці лінії, 
– струм навантаження,
соs j 2 – коефіцієнт потужності навантаження, r – активний опір проводу, х – індуктивний опір проводу, z нав – опір навантаження.
Струм, що проходить по провіднику, створює в ньому спад напруги. Тому напруга в кінці лінії відрізняється від напруги на її початку. Вектор спаду напруги в активному опорі збігається за напрямом із вектором струму, а вектор спаду напруги в індуктивному опорі випереджає вектор струму на 900. Тому, в загальному випадку, вектор напруги в кінці лінії відрізняється від вектора напруги на початку лінії не лише за значенням, а й за напрямом.
|
|
|
Для запропонованої схеми побудуємо векторну діаграму (рисунок 4.3). Відкладаємо вектор напруги на початку лінії 
Під кутом j1 до нього відкладаємо вектор струму 
. Щоб отримати вектор напруги в кінці лінії 
необхідно від напруги на початку лінії відняти спад напруги в ній:
. (4.1)
Рисунок 4.3 – Векторна діаграма для однієї фази трифазної лінії із навантаженням в кінці
Для цього з кінця вектора напруги 
(0 a) паралельно вектору струму 
, але в протилежному напрямку відкласти вектор спаду напруги в активному опорі 
(a b), а під кутом 900 до нього відкласти вектор спаду напруги в реактивному опорі 
(b c). Вектор 
(а с) і буде спадом напруги в повному опорі магістралі. Сполучивши точку 0 з точкою с, отримаємо вектор напруги в кінці лінії 
(0 с).
Геометрична різниця між вектором напруги на початку і в кінці лінії називається спадом (падінням) напруги:
. (4.2)
Якщо в напрямку вектора 
(0 a) відкласти значення вектора
напруги в кінці лінії 
(0 d), то матимемо відрізок a d – алгебраїчну різницю. Алгебраїчну різницю між напругою на початку лінії і в кінці називають втратою напруги:
|
|
|
. (4.3)
Спад напруги можна розглядати не лише як суму його активної і реактивної складових. Опустивши з точки с перпендикуляр на напрямок
вектора 
(0 a), із трикутника а е с матимемо:
. (4.4)
Відрізок а е називають поздовжньою складовою спаду напруги і позначають 
.
Відрізок е с називають поперечною складовою спаду напруги і позначають 
.
Опустивши перпендикуляр з точки b на вектор (0 a), і побудувавши прямокутник e g b f , матимемо:
. (4.5)
. (4.6)
Міжфазна складова напруги більша від фазної в 
рази, тому для поздовжньої складової міжфазної (лінійної) напруги можна записати:
, (4.7)
а для поперечної складової міжфазної (лінійної) напруги:
. (4.8)
Для споживачів значення має не фаза, а абсолютне значення напруги, тому мережі розраховують не за спадом, а за втратою напруги.
З векторної діаграми (рисунок 4.2) видно, що за значенням втрата напруги відрізняється від поздовжньої складової спаду напруги на незначний за довжиною відрізок e d. Тому, для практичних розрахунків, в електричних мережах напругою до 35 кВ включно втрату напруги прирівнюють поздовжній складовій спаду напруги:
|
|
|
. (4.9)
Похибка від такого припущення не перебільшує 5 %. Лінійна втрата напруги при цьому, якщо j 2 = j :
, (4.10)
або
. (4.11)
Порядок проведення роботи
При виконанні лабораторної роботи необхідно:
5.1 Зібрати схему лабораторної установки. Переконатися в правильності зібраної схеми (рисунок 4.3).
5.2 Розімкнути контакт перемикача S2. Замкнути контакт перемикача S1. За допомогою ЛАТРа встановити напругу U = 80 B і підтримувати її незмінною протягом усього досліду.
5.3 Змінюючи режим роботи лінії від холостого ходу до короткого замикання, занести показання приладів у таблицю 4.1.
При холостому ході лінії контакт перемикача S1 замкнутий, а контакти перемикачів S2 та S3 – розімкнуті.
При короткому замиканні контакти перемикачів S1, S2 та S3 – замкнуті.
При робочому режимі лінії контакти перемикачів S1 та S2 замкнуті, а S3 – розімкнутий. Сила електричного струму лінії змінюється за допомогою опору навантаження через 0,5 А.
Рисунок 4.3 – Схема лабораторної установки
Таблиця 4.1 – Результати дослідів та обчислень
| Виміряти | Обчислити | |||||||||
| I, А | U1, B | U2, B | P1, Bт | P2, Вт | S1, BA | S2, BA | cosj1 | cosj2 | h, % |  U, В.
|
Зміст звіту
У звіті необхідно представити:
6.1 Класифікацію електричних мереж напругою 0,38…110 кВ.
6.2 Визначення «спад (падіння) напруги» та «втрата напруги».
6.3 Схему заміщення радіальної лінії з одним навантаженням на кінці.
6.4 Таблицю вимірів та обчислень.
6.5 Векторну діаграму напруг радіальної лінії з одним навантаженням на кінці для одного з дослідів, заданих викладачем. Прийняти rл = 15 Ом і xл = 12,5 Ом.
6.6 Залежності U1, U2, U, P1, P2, cosj1, cosj2, h від струму навантаження Інав.
6.7 Висновки про характер зміни величин, зазначених у попередньому пункті, при зміні струму навантаження.
6.8 Відповіді на контрольні запитання.
Контрольні запитання
7.1 Що називається спадом (падінням) напруги?
7.2 Що називається втратою напруги?
7.3 Що називають активною та реактивною складовою спаду напруги в колах змінного струму?
7.4 Що називають поздовжньою та поперечною складовою спаду напруги в колах змінного струму?
7.5 У яких випадках при розрахунках нехтують поперечною складовою втрати напруги?
7.6 Покажіть на векторній діаграмі втрату напруги, поздовжню складову спаду напруги, активну і реактивну складові втрати напруги.
7.7 Від чого залежать втрати активної потужності в ЛЕП?
7.8 Куди витрачається потужність, що підводиться на початку лінії, при к.з. в кінці лінії?
7.9 Як визначається к.к.д. лінії електропередачі?
7.10 Що спричинює активний опір проводів ЛЕП?
7.11 Від чого залежить реактивних опір проводів?
7.12 Що таке внутрішній і зовнішній індуктивний опір проводу?
7.13 Чому індуктивний опір кабелю менший від індуктивного опору повітряних проводів?
7.14 Як визначити втрату напруги у розгалуженій мережі?
7.15 В якому випадку при розрахунках можна знехтувати індуктивним опором лінії?
7.16 При яких умовах відбувається передача електричної енергії в ЛЕП з найменшими втратами потужності?
7.17 При яких умовах відбувається максимальна передача електроенергії в ЛЕП?
7.18 Чим відрізняється опір стальних проводів від опору проводів із кольорового металу?
7.19 Від чого залежать зовнішня та внутрішня складова частина індуктивного опору стальних проводів?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 94; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!