Контрольные вопросы

1. Каковы основные методы регулирования напряжения в сельских электрических сетях?

2. Каково принципиальное различие продольной и поперечной емкостных компенсаций? Их преимущества и недостатки.

3. Как определить необходимые мощности (и емкости) конденсаторных батарей для осуществления емкостной компенсации?

4. Что такое масштабные коэффициенты M_I, М_U, М_z и М_Р и как их определить?

Работа 4. Исследование радиальной линии с неравномерной нагрузкой фаз на модели переменного тока

Содержание работы

1. Ознакомиться с расчетной моделью.

2. Составить схему замещения сети, показанной на рис. 4,1а, и определить ее параметры, выбрав масштабные коэффициенты.

Рис. 4.1. К лабораторной работе № 4

3. Собрать схему при помощи штекеров на коммутационном поле модели.

4. Установить номинальное напряжение источника питания.

5. Подать напряжение на схему при помощи пакетных выключателей и убедиться в отсутствии обрыва в линии, измерив напряжение между началом и концом каждой из фаз.

6. Измерить напряжения во всех фазах с первичной и вторичной стороны трансформатора и на линии в точках присоединения нагрузок. Замерить токи в каждой фазе. Результаты замеров записать в таблицу.

7. Определить потери напряжения в трансформаторе и в линии и отклонения напряжения от номинального значения у потребителей по экспериментальным данным и аналитическим путем по формулам.

8. Определить действительные значения токов и напряжений.

9. Сделать выводы по результатам измерений и вычислений.

Общие сведения

Примером сети с неравномерной нагрузкой является сеть, выполненная по смешанной системе распределения электроэнергии. В такой сети однофазные трансформаторы (6 и 10 кВ) подключаются на линейное напряжение к трехфазной трехпроводной линии. В низковольтных сетях неравномерность нагрузки по фазам вызывается разновременным включением осветительных нагрузок и однофазных приборов.

Аналитический расчет потери напряжения в сети с неравномерной активной нагрузкой, соединенной в звезду, выполняют по следующим формулам:

(4.1)

В данной работе исследованию подлежит четырехпроводная сеть номинального напряжения 380/220 В, выполненная алюминиевыми проводами А50, питающаяся от трансформатора ТМ мощностью 20 кВ∙А с номинальным напряжением первичной обмотки 10 кВ и вторичной 0,4 кВ.

Значения однофазных активных нагрузок и фазы, к которым они присоединены, а также расстояния точек их присоединения от подстанции показаны на схеме рис. 4.1а. Указанные значения нагрузок могут быть изменены преподавателем.

Лабораторная расчетная модель переменного тока представляет собой установку, состоящую из набора активных и индуктивных сопротивлений, при помощи которых можно имитировать трансформаторы мощностью по 20, 30, 50 и 100 кВ∙А, низковольтную сеть, вы­полненную проводами А50, А70, А95, А120 участками по 40 м, активные нагрузки по 100, 300 и 500 Вт.

Сопротивления размещены на гетинаксовых платах, расположенных в двух тумбах, стоящих по обе стороны модели. Проводом БПВЛЭ сечением 0,75 мм² элементы присоединены к гнездам стола.

Для соединения отдельных элементов и набора схемы служит коммутационное поле, изготовленное из гетинаксовой плиты с гнездами, которая является вертикальной панелью модели. Гнезда соединены в узлы по пять в каждом. При помощи штекеров на коммутационном поле имитируются узлы реальной сети. Если необходимо, то число гнезд, объединенных в один узел, можно увеличить, соединив их закороченной вилкой или штекерами с проводом.

Питание на модель подается с пульта управления, присоединенного к сети 380 В через два пакетных выключателя.

При помощи встроенных автотрансформаторов (ЛАТР) можно изменять напряжение в начале сети, а вольтметром, имеющим внешние зажимы, можно измерять напряжение в любой точке моделируемой сети. Использован электростатический вольтметр С-95, имеющий малые собственные потери напряжения и, следовательно, не оказывающий заметного влияния на значение измеряемого напряжения.

При помощи переключения верхнего тумблера на пульте управления на схеме измеряется фазное или линейное напряжение.

Перед включением стенда необходимо убедиться в том, что стрелка переключателя освещения шкалы вольтметра установлена на отметке 220 В. Питание для освещения шкалы вольтметра подается от двух верхних зажимов, расположенных на пульте управления вертикально.

Два других зажима используют для измерения напряжения в разных точках модели при нижнем положении тумблера «Питание — поле». С четырех зажимов, расположенных горизонтально, снимается напряжение для питания схемы.

Указания к выполнению работы

Схему замещения сети в данном случае удобно представить в виде сопротивлений всех трех фаз трансформатора и линии так, как это показано на рис. 4.1б.

Проводимость линии и трансформатора в данном случае не учитывается, так как в низковольтных сетях она не оказывает заметного влияния на результаты расчетов.

Значения сопротивлений проводов линии 0,38 кВ и трансформатора набирают на горизонтальной панели стенда при помощи специальных проводников и перемычек. На стенде указаны марка, сечение, длина провода и мощность трансформатора.

Нагрузка также должна быть набрана на горизонтальной части панели стенда, маркировка ее дана в ваттах. Подсоединять нагрузку нужно параллельно сопротивлению линии.

Подобие модели реальной сети создается подбором масштабов М_U, M_I, М_z и М_Р.

Показания амперметра и вольтметра, а также результаты вычислений сводят в таблицу.