ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ НАПРУГИ ТА ВИБІР НАДБАВОК ТРАНСФОРМАТОРІВ В РАДІАЛЬНІЙ МЕРЕЖІ
Мета роботи
Експериментальним шляхом визначити відхилення та втрати напруги в радіальній мережі та величину надбавки напруги на споживчих трансформаторах сільської електричної мережі шляхом її моделювання.
Програма роботи
2.1 Ознайомитися із впливом елементів електричної мережі на відхилення напруги та способами її регулювання.
2.2 Ознайомитися з моделлю електричної мережі.
2.3 Визначити надбавки на трансформаторах при холостому ході.
2.4 Вибрати оптимальні відгалуження на трансформаторах.
2.5 Визначити втрати напруги в мережі і в трансформаторах.
2.6 Побудувати епюри розподілу рівнів напруги в мережі.
Вказівки з підготовки до лабораторної роботи
При підготовці до лабораторної роботи необхідно:
3.1 Вивчити теоретичний матеріал за темою: «Визначення допустимої втрати напруги в мережі. Регулювання напруги в сільських електричних мережах» [1 гл. 1.2; 2 с. 146-150; 3 с.150-154; 4. с. 80-92; 5 с. 70-80;
6 с. 162-167; 7 с. 65-70, 84-90; 8 с. 258-262, 280-284; 9 с. 59-73].
3.2 Ознайомитися зі схемами експериментальної установки (рисунок 7.1) і навести їх у звіті.
3.3 Підготувати таблиці 7.1 – 7.5.
3.4 Підготувати відповіді на контрольні запитання.
Теоретичні відомості
На даний час сільські споживачі забезпечуються електроенергією, головним чином, радіальними електричними мережами від районних трансформаторних підстанцій, що живляться від об’єднаної енергосистеми. Лінії електропередачі, як високої так і низької напруги, як правило, мають значну довжину та розгалужені, що веде до значних втрат напруги в мережі.
|
|
|
Для забезпечення необхідного рівня напруги у споживачів ( 
) рекомендується здійснювати ряд спеціальних заходів в електричних мережах. В якості основного заходу застосовують зустрічне регулювання напруги на районній трансформаторній підстанції (РТП) у поєднанні з підбором необхідних відгалужень на споживчих підстанціях.
Під зустрічним регулюванням напруги розуміють примусове підвищення напруги в мережі в період максимальних навантажень і його зниження в період мінімальних навантажень.
У випадках коли за допомогою зустрічного регулювання напруги на РТП та підбором необхідних відгалужень на споживчих ТП все ж не вдається отримати необхідні рівні напруги, використовують групове або місцеве регулювання напруги.
Для групового регулювання напруги використовують вольтододаткові трансформатори або пристрої поздовжньої ємнісної компенсації.
Місцеве регулювання здійснюють за допомогою поперечної ємнісної компенсації або зміною коефіцієнту трансформації трансформатора під навантаженням (із РПН), шляхом перемикання виводів відгалужень первинної обмотки трансформатора під навантаженням без розриву кола.
|
|
|
На даний час поширені трансформатори 10/0,4 кВ з ручним перемиканням виводів відгалужень при відключеному навантаженні (з ПБЗ). На обмотці вищої напруги трансформаторів передбачені відгалуження, що забезпечують ступені регулювання: -5; -2,5; 0; +2,5; +5%.
При холостому ході знижувальних трансформаторів номінальному ступеню регулювання (0%) відповідає постійна надбавка напруги на вторинній стороні, яка дорівнює +5% (передбачено конструкцією обмотки).
Сумарно на кожному з п’яти ступенів регулювання будуть
відповідно наступні надбавки напруги: 0 (-5 +5); +2,5 (-2,5 +5); +5 (0 +5); +7,5 (+2,5 +5); +10 (+5 +5)%.
В якості підвищувальних трансформаторів використовують звичайні знижувальні трансформатори, що включаються навпаки. Тому для підвищувального трансформатора номінальному ступеню регулювання (0%) відповідає постійна надбавка -5%, інші ж ступені напруги отримують протилежні знаки.
Сумарно на кожному з п’яти ступенів регулювання будуть відповідно наступні надбавки напруги: -10 (-5 -5); -7,5 (-2,5 -5); -5 (0 -5);
-2,5 (+2,5 -5) і 0 (+5 -5)%.
Необхідне відгалуження, а значить і відповідну надбавку трансформатора вибирають, виходячи з рівня напруги на шинах вищої напруги підстанції в режимі мінімальних та максимальних навантажень.
|
|
|
При проектуванні сільських розподільних мереж, коли дійсні графіки навантаження встановити важко, для вибору відгалужень трансформаторів задаються двома умовними розрахунковими режимами: максимальним – 100% навантаження і мінімальним – 25% навантаження. Для кожного з режимів знаходять рівень напруги на шинах трансформатора і підбирають відповідну надбавку (ступінь регулювання), що задовольняє умові допустимих відхилень напруги у споживачів ( 
).
У лабораторній роботі досліджуються режими радіальної мережі, що живиться від сільської електростанції з генератором G, який працює в блоці із підвищувальним трансформатором Т1 (рисунок 7.1, а) .
Від шин підстанції відходить три лінії напругою 10 кВ (Л1, Л2 та Л3). На схемі детально представлена лінія Л3, на прикладі якої проводяться дослідження. Відгалуження вибирають для двох трансформаторів 10/0,4 кВ Т2 (найближчий до шин Т1) і Т6 (найбільш віддалений). Від споживчих трансформаторів Т2 і Т6 відходять лінії 0,38 кВ з найближчим від ТП споживачем (А) і віддаленим (Б), який знаходиться в кінці лінії.
Дослідження режимів роботи трифазної мережі проводять на моделі, що змонтована за однофазною схемою заміщення (рисунок 7.1, б).
|
|
|
Модель мережі містить наступні елементи:
– ЛАТР, що імітує джерело живлення (генератор G);
– підвищувальний трансформатор Т1 з коефіцієнтом трансформації 105/100 В та з відпайками +5; 0; -5%;
– опір rн1 імітує сумарне навантаження ліній Л1 та Л2;
– трансформатори Т2, Т6 з коефіцієнтом трансформації 100/105 В і з відпайками +5; 0; -5%, які імітують споживчі знижувальні трансформатори Т2 та Т6;
– опори r1-2, r2-3, r3-4 і r4-5 імітують опори відповідних ділянок лінії напругою 10 кВ (Л3);
– змінні опори rн-3, rн-4 та rн-5 імітують навантаження лінії 10 кВ (Л3) в точках 2, 3 і 4 відповідно (трансформатори ТЗ, Т4, Т5);
– опори rл-2, rл-6 і rн-2, rн-6 імітують, відповідно, опори проводів ліній напругою 0,38 кВ і їх навантаження.
а
б
а – схема радіальної мережі; б – однофазна схема заміщення мережі
Рисунок 7.1 – Схема лабораторної установки
На стенді передбачені гнізда для вимірювання значення напруги в різних точках мережі (1, 2, 3 ,4, 5, N, А, Б), перемикачі відпайок трансформаторів, вимикачі S1, S2 та S3, для вимірювання напруги при холостому ході трансформаторів.
Режими максимальних і мінімальних навантажень встановлюють перемикачем S4 з положеннями «min» (25 %) або «max» (100 % навантаження). При зміні навантажень слід стежити за дотриманням заданого значення напруги джерела живлення (ЛАТР) .
Для вимірювання напруги в точках мережі використовується переносний вольтметр.
Порядок проведення роботи
При виконанні лабораторної роботи необхідно:
5.1 Підготувати стенд для проведення експерименту.
5.2 Визначити надбавки напруги трансформаторів Т1, Т2 та Т3.
Надбавки трансформаторів визначають при холостому ході, коли втрати напруги в трансформаторах майже відсутні.
– Встановити за допомогою ЛАТРа напругу 60 В (джерело живлення).
– Холостий хід трансформаторів Т1, Т2 та Т6 здійснюють відключенням тумблерів відповідно S1, S2 та S3. Вимірювання виконати для всіх відгалужень трансформаторів.
– Визначити надбавки напруги трансформаторів Т2 та Т6.
Надбавку трансформатора при прийнятому коефіцієнті трансформатора, близькому до одиниці, визначають за виразом:
, (7.1)
де 
– первинна напруга трансформатора в режимі холостого ходу, В;
– вторинна напруга трансформатора в режимі холостого ходу, В.
Дані вимірів і обчислень надбавок напруги занести в таблицю 7.1.
Визначення надбавок необхідне для обчислення втрати напруги в трансформаторах виходячи з дослідних даних, отриманих на моделі схеми.
5.3 Вибрати оптимальні відгалуження для трансформаторів Т2 і Т6.
– Встановити перемикач відгалужень трансформатора Т1 в оптимальне положення.
– Виконати виміри напруги в точках А і Б для усіх відгалужень трансформаторів Т2 та Т6 в режимі максимального та мінімального навантаження.
– Визначити відхилення напруги в заданих точках мережі.
Відхилення напруги у споживачів від номінального значення 
, %, визначають за виразом:
, (7.2)
де 
– напруга у споживача, В;
– номінальна напруга мережі, В.
Дані вимірів і обчислень відхилень напруги звести в таблиці 7.2, 7.3.
За результатами таблиць 7.2 та 7.3 вибрати оптимальні відгалуження для трансформаторів Т2 та Т6.
Оптимальними необхідно вважати відгалуження, при яких відхилення напруги у споживачів (у точках А і Б) будуть якомога ближчими до нормативних значень – 
.
5.4 Визначити втрати напруги на ділянках мережі та в трансформаторах.
– Встановити перемикачі відгалужень трансформаторів Т1, Т2 та Т3 у положення, що відповідають оптимальним відгалуженням (див. п.5.3).
– Виконати виміри напруги у вказаних точках мережі (таблиця 7.4) в режимі максимального та мінімального навантаження. Заміряні величини напруги в контрольних точках схеми записати в таблицю 7.4.
– Визначити втрати напруги 
, %, на ділянках мережі та у трансформаторах.
Втрати напруги на окремих ділянках схеми визначають як різницю напруги, що заміряна по кінцях цієї ділянки:
і так далі. (7.3)
Якщо напруга приведена до одного ступеня трансформації, то втрати напруги в трансформаторі при навантаженні визначаються за виразом:
. (7.4)
Результати розрахунків втрат напруги звести в таблицю 7.5.
5.5 Побудувати епюри розподілу рівнів напруги в схемі, що досліджується при обраному оптимальному відгалуженні трансформатора Т6 для режиму максимальних і мінімальних навантажень.
Для побудови епюри розподілу рівнів напруги в мережі по осі абсцис, рівень якої відповідає номінальній напрузі, відкладають вправо ділянки мережі від джерела живлення (G) до Т6. По осі ординат відкладають надбавки і втрати напруги в трансформаторах і на ділянках мережі.
Таблиця 7.1 – Визначення надбавок трансформаторів при х.х.
| Трансформатор | Положення перемикача відгалужень | U1Т, В | U2Т, В | Надбавки, % |
| Т1 | -5 | 60 | ||
| 0 | 60 | |||
| +5 | 60 | |||
| Т2 | -5 | 60 | ||
| 0 | 60 | |||
| +5 | 60 | |||
| Т3 | -5 | 60 | ||
| 0 | 60 | |||
| +5 | 60 |
Таблиця 7.2 – Вибір оптимальних відгалужень трансформатора Т2
| Режим навантаження | Положення | Напруга в точках мережі U, В | Відхилення напруги в точках мережі dU, % | |||
| Т2 | Т2 | |||||
| Т1 | Т2 | А | Б | А | Б | |
| Максимальне |
| -5 | ||||
| 0 | ||||||
| +5 | ||||||
| Мінімальне |
| -5 | ||||
| 0 | ||||||
| +5 | ||||||
Таблиця 7.3 - Вибір оптимальних відгалужень трансформатора Т6
| Режим навантаження | Положення перемикача | Напруга в точках мережі U, В | Відхилення напруги в точках мережі dU, % | |||
| Т6 | Т6 | |||||
| Т1 | Т6 | А | Б | А | Б | |
| Максимальне |
| -5 | ||||
| 0 | ||||||
| +5 | ||||||
| Мінімальне |
| -5 | ||||
| 0 | ||||||
| +5 | ||||||
Таблиця 7.4 – Результати дослідження режиму напруги мережі
| Режим навантаження
| Напруга джерела живлення, В | Положення перемикача відгалужень | Напруга в точках мережі U, В | ||||||||||
| На високій стороні
| На низькій стороні | ||||||||||||
| Т2 | Т6 | ||||||||||||
| Т1 | Т2 | Т6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | А | Б | А | Б | ||
| Максимальне | |||||||||||||
| Мінімальне | |||||||||||||
Таблиця 7.5 – Результати обробки отриманих даних
| Режим навантаження | Надбавки трансформатора, % | Втрата напруги DU, В | ||||||||||||
| На ділянках високовольтної лінії | У трансформаторах | На ділянках н/в лінії | Сумарна | |||||||||||
| Т1 | Т2 | Т6 | 1-2 | 2-3 | 3-4 | 4-5 | Т1 | Т2 | Т6 | Л2 | Л6 | доН2 | до Н6 | |
| Максимальне | ||||||||||||||
| Мінімальне | ||||||||||||||
Зміст звіту
У звіті необхідно представити:
6.1 Теоретичні відомості про вплив елементів електричної мережі на відхилення напруги та способи її регулювання.
6.2 Схему та модель радіальної мережі.
6.3 Таблиці вимірів та обчислень.
6.4 Епюри розподілу рівнів напруги в схемі, що досліджується.
6.5 Висновки про зв’язок втрати напруги із величиною навантаження.
6.6 Відповіді на контрольні запитання.
Контрольні запитання
7.1 З якою метою застосовується регулювання напруги в електричних мережах?
7.2 Які способи регулювання напруги застосовуються в сільських електричних мережах?
7.3 Що називається відхиленням напруги?
7.4 Як визначити відхилення напруги у споживачів?
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 115; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!