Указания по проведению эксперимента

• Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

• Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" однофазного источника питания G1.

• Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений, приведенной на рис. 1.1.

• Отключите (если включен) выключатель А2.

• Установите переключателем желаемое значение коэффициента трансформации трансформатора А1, например, равным 1,0.

• Установите переключателями желаемые параметры нагрузок А3...А6 равными, например, 50 %.

• Включите источник G1. О наличии напряжения на его выходе должна сигнализировать светящаяся лампочка.

• Включите выключатели «СЕТЬ» измерителей параметров Р1 и Р2.

• Включите выключатель А2.

• Кнопкой « < » измерителей Р1 и Р2 выберите и зафиксируйте отображаемые параметры режима на первичной и вторичной сторонах трансформатора А1 (напряжения, токи, активные, реактивные и полные мощности, коэффициенты мощности, частоту напряжения).

• По завершении эксперимента отключите выключатель А2, источник G1, выключатели «СЕТЬ» измерителей параметров Р1 и Р2.

Контрольные вопросы

1. Для какой цели выпускают однофазные трансформаторы?

2. Какие бывают схемы и группы соединений силовых трансформаторов?

3. Как проводятся опыты х.х. и к.з. двухобмоточного трансформатора?

4. С помощью каких устройств регулируется коэффициент трансформации?

1.2. Натурное моделирование установившегося режима работы фазы линии электропередачи

Цель работы: Определить параметры установившегося режима. Определить параметры качества электроэнергии: отклонение напряжения, отклонение частоты.

Теория

Под режимом работы системы передачи и распределения электроэнергии понимают состояние системы, характеризующееся совокупностью условий и величин, в какой-либо момент времени или на интервале времени. Различают нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный режимы работы ЭЭС.

Нормальный режим – называется режим, при котором обеспечивается электроснабжение всех потребителей и качество электроэнергии в установленных пределах. Если один или несколько элементов системы отключены для проведения их ремонта, то наступает ремонтный режим. Отключение одного или нескольких элементов из-за возникших внезапных повреждений – система оказывается в послеаварийном режиме.

Нормальный, ремонтный и послеаварийный режимы относятся к установившимся режимам.

Аварийные режимы относятся к переходным режимам и характеризуются кратковременностью.

Для всех перечисленных видов режимов нормируются показатели качества электроэнергии или их допустимые по величине и длительности значения.

Основными показателями качества электроэнергии являются:

- отклонения частоты (∆f);

- установившееся отклонение напряжения (δU_У);

- колебания напряжения, характеризующиеся размахом изменения напряжения (δU_t) и дозой фликера (Р_t);

-коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения (K_U(n));

-коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения (K_U);

-коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности (K_2U);

-коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности (K_0U);

-длительность провала напряжения (∆t_п);

-импульсное напряжение (U_имп);

-коэффициент временного перенапряжения (K_перU).

Отклонение частоты.

Отклонение частоты напряжения переменного тока в электрических сетях характеризуется показателем отклонения частоты (∆f). Отклонение частоты от номинального равно разности фактического и номинального значения частоты.

Усредненное значение частоты f_у вычисляется как результат усреднения N наблюдений f_i (число наблюдений должно быть не менее 15) на интервале времени, равном 20 секунд, по формуле:

Отклонение частоты ∆f определяется по формуле:

∆f = f_у – f_ном, (1.2)

где f_ном – номинальное значение частоты, Гц.

В нормальных режимах допустимые значения отклонения частоты равны ±0,2 Гц и максимально допустимые ±0,4 Гц.

Установившееся отклонение напряжения

Установившееся отклонение напряжения – это отклонение напряжения от его номинального значение в установившемся режиме работы электрических сетей, усредненное за расчетный интервал.

Нормально и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на выводах приемников электроэнергии составляют соответственно ±5 и ±10 % от номинального напряжения электрической сети.

Отклонение напряжения от номинального δU_У; определяется в процентах от номинального U_ном:

δU_У= ((U_у-U_ном)/ U_ном)*100%, (1.3)

где U_у- установившееся действительное значение напряжения.

Наиболее простыми для расчета и анализа являются радиальные сети с односторонним питанием. Расчет и анализ параметров сложнозамкнутых цепей (2 и более зависимых контура, 2 и более центров питания) является более сложной задачей и производится следующими методами: метод преобразования, метод контурных уравнений, метод уравнений узловых напряжений, метод коэффициентов распределения.

Установившимся называется режим установившегося равновесия электрической сети.

Параметрами режима являются: мощность, ток, потокораспределение и напряжение;

Параметрами системы являются: сопротивления активные и реактивные продольных элементов, проводимости активные и реактивные продольных элементов схемы.

Схема электрических соединений и перечень используемых блоков

Рис. 1.2. Схема для измерения параметров установившегося режима работы фазы линии электропередачи.

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания	218.5	~ 220 В / 10 А
А2	Автоматический однополюсный выключатель	359	~ 230 В / 0,5 А
А3, А4	Активная нагрузка	306.4	~ 220 В / 0...30 Вт
А5, А6	Индуктивная нагрузка	324.4	~ 220 В / 0...30 ВАр
А7	Модель линии электропередачи	313.3	~ 220 В / 0,3 А
Р1, Р2	Измеритель параметров однофазной сети	542	0...500 В / 0...5 А / 2500 ВА