Введение

Сборник виртуальных лабораторных работ с компьютерным обеспечением, предназначен для студентов бакалавриата по специальности 5В071800 – Электроэнергетика, изучающих предмет «Несимметричные режимы электрических сетей», и разработан с учетом УМК дисциплины.

Тематика лабораторных занятий подобрана таким образом, чтобы сформировать у студентов общее представление о процессах протекающих в электроустановках напряжением 0,38-10 кВ при неполнофазных режимах. Получить достаточную информацию по основным разделам изучаемого курса.

В основу проведения экспериментов заложены модели электрической сети напряжением 0,38-10 кВ, реализованные на ПК в соответствии с программным обеспечением «Snabgenie», разработанным на кафедре «Электроснабжение» КазАТУ им.С.Сейфуллина в рамках программы 042 «Прикладные научные исследования в области агропромышленного комплекса» проекта «Разработка технических средств защиты трансформаторных подстанций и электрических сетей объектов АПК от аварийных режимов». Это позволяет исследователю максимально приблизиться к процессам, протекающим в действующих электроустановках.

Лабораторные работы носят исследовательский характер, что закладывает у студента основы проведения экспериментальных исследований и обработки полученных результатов в разрезе исследуемой темы.

Выполнение и защита исследовательских лабораторных работ позволит значительно усилить подготовку студентов по дисциплине «Несимметричные режимы электрических сетей ».

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЙ ОБРАТНОЙ И

НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ В НЕПОЛНОФАЗНОМ

РЕЖИМЕ РАБОТЫ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ

0,38 КВ при изменении относительной мощности

ЗАГРУЗКИ ТРАНСФОРМАТОРА

Методические указания к выполнению работы.

В работе проводятся исследования изменений напряжений обратной и нулевой последовательностей в неполнофазном режиме работы воздушной линии напряжением 0,38 кВ в зависимости от изменения относительной мощности загрузки силового трансформатора 10/0,4 кВ.

При задании исходной информации пользователем с клавиатуры необходимо ввести: мощность трансформатора, загрузку трансформатора, место неполнофазного режима в сети 0,38 кВ, параметры узла нагрузки.

Все вычисления производятся в относительных единицах. Шаг изменения параметров исследования вводить кратным 4.

Мощности трансформаторов (R_Т, X_Т) задаются программно в диапазоне 40÷1600 кВА.

При проведении исследований в качестве переменной задается только одна величина с шагом изменения кратным 4.

В качестве переменных при проведении исследований принимаются:

S_Т – мощность силового трансформатора;

α – относительная мощность загрузки силового трансформатора;

L – относительная длина воздушной линии 0,38 кВ (место неполнофазного

режима);

cos φ_Д – коэффициент мощности асинхронного электродвигателя;

cos φ_Н - коэффициент мощности узла нагрузки;

Р - относительная мощность несимметричных потребителей узла нагрузки;

(1-Р) - относительная мощность симметричных потребителей узла нагрузки.

Рабочие окна программы по расчету напряжения U₂ и U₀ при неполно-фазных режимах в сети 0,38-10 кВ приведены на рисунках 1.1 и 1. 2.

В ходе проведения исследований принять диапазоны изменения параметров электрической сети:

α – (0,25 ÷ 1,0)

L – (0,25 ÷ 1,0)

cos φ_Д – (0,45 ÷ 0,85)

cos φ_Н – (0,65 ÷ 0,95)

Минимальные значения α и cos φ_Д соответствуют режиму близкому к холостому ходу, максимальные значения всех переменных – режиму номинальной нагрузки.

На диапазоны изменения cos φ_Д и cos φ_Н наложены ограничения:

сos φ_Н ≥ cos φ_Д

Рисунок 1.1 - Рабочее окно программы по расчету напряжения U₂ при

неполнофазном режиме в сети 0,38-10 кВ

Рисунок 1.2 - Рабочее окно программы по расчету напряжения U₀

при неполнофазном режиме в сети 0,38 кВ

Карта режима – это схема замещения сети с нанесенными на нее параметрами экспериментов, графиками изменения U₂ , U₀ [U₂ =f(P) и

U₀ =f(P) ], а также таблицей расчетных данных экспериментов.

На рисунках 1.3 и 1.4 показаны схема сети 0,38 кВ и ее комплексная схема замещения при неполнофазном режиме.

Z_Т Z_ЛМ М N Z_ЛN Z_Н

S_Т L P; 1-P

а)

Z⁽¹⁾

Z_Н

Z_Д

б)

а) схема замещения сети напряжением 0,38 кВ

б) схема замещения нагрузки: Z⁽¹⁾=1/αР; Z_Д=1/ α(1-Р)

Рисунок 1.3 Схема замещения сети с параметрами элементов при неполно-

фазном режиме ВЛ 0,38 кВ

Рисунок 1.4 - Комплексная схема замещения сети при неполно-

фазном режиме ВЛ 0,38 кВ

В качестве примера на рисунках 1.5 и 1.6 показаны результаты расчета напряжений обратной и нулевой последовательностей.

Рисунок 1.5 Изменение U₂ при переменной α в случае

(L, cos φ_Д, cos φ_Н) - const

Рисунок 1.6 Изменение U₀ при переменной α в случае

(L, cos φ_Д, cos φ_Н) – const

Цель работы. Исследовать влияние относительной мощности загрузки трансформатора на изменение напряжений обратной и нулевой последо-вательностей в неполнофазном режиме работы воздушной линии напря-жением 0,38 кВ. Построить графики: U₂ =f(α), U₀ =f(α).

Порядок выполнения работы: Для построения зависимостей, требуемых выше, в каждом эксперименте необходимо записать данные как мини-мум для четырех точек.

Задание 1

а) установить мощность трансформатора S_Т в соответствии с заданием

б) установить минимальные фиксированные значения L, cos φ_Д и cos φ_Н.

в) изменяя α в интервале 0,25 ÷ 1,0 построить зависимость U₂ =f(P)

Задание 2

а) установить мощность трансформатора S_Т аналогично задания 1 п. а)

б) установить максимальные фиксированные значения L, cos φ_Д и cos φ_Н

в) изменяя α в интервале 0,25 ÷ 1,0 построить зависимость U₂ =f(P)

Задание 3

а) установить мощность трансформатора S_Т аналогично задания 1 п. а)

б) установить минимальные фиксированные значения L, cos φ_Д и cos φ_Н

в) изменяя α в интервале 0,25 ÷ 1,0 построить зависимость U₀ =f(P)

Задание 4

а) установить мощность трансформатора S_Т аналогично задания 1 п. а)

б) установить максимальные фиксированные значения L, cos φ_Д и cos φ_Н

в) изменяя α в интервале 0,25 ÷ 1,0 построить зависимость U₀ =f(P)

Задание 5

а) по результатам экспериментов задания 1 и задания 2 построить графики зависимостей U₂ =f(α).

б) по результатам экспериментов задания 3 и задания 4 построить графики зависимостей U₀ =f(α).

После исследования результатов ЗАДАНИЙ 1,2,3,4,5 работы линий электропередачи напряжением 0,38 кВ в неполнофазном режиме при изменении относительной мощности загрузки трансформатора:

- проанализировать полученные данные;

- сделать выводы о влиянии изменения относительной мощности

загрузки трансформатора на напряжения обратной и нулевой

последовательностей в ЗАДАНИЯХ 1,2,3,4,5.

Для защиты лабораторной работы необходимо предоставить отчет о выполненных исследованиях, включающий в себя:

- карты режимов экспериментов [1];

- выводы по ЗАДАНИЯМ 1,2,3,4,5;

- ответить на контрольные вопросы [1].