- •Дать определение отклонения напряжения
- •Какие допускаются отклонения напряжения в промышленных электросетях по гост 13109-97 и почему?
- •Как зависит работа различных электроприёмников от величины напряжения в сети?
- •Какие способы улучшения напряжения используются в промышленных электросетях и в сетях энергосистем?
- •Как можно производить регулирование в системе электроснабжения?
- •Назначение пбв. Дать краткую характеристику устройства пбв.
- •Назначение рпн. Дать краткую характеристику устройства рпн.
- •Список литературы
Цель работы:
Изучить методику оценки уровней напряжения в сети и способы их улучшения на суточном интервале времени.
Порядок выполнения работы:
Подготовка установки к работе:
включают питание установки и трансформатор Т4, отключают Т3, включают обобщённую нагрузку на шинах 10 кВ S1, включают СД, отключают конденсаторные батареи БК1, БК2 и БК3 и фильтрокомпенсирующее устройство ФКУ;
переключатель анцапф трансформатора Т2 и переключатель ПБВ трансформатора Т4 устанавливают в нулевое положение;
переключатель задания уровня напряжения в сети 110 кВ устанавливают в положение, указанное преподавателем.
Запускают установку нажатием кнопки «Пуск» и производят регистрацию графиков u(t) на шинах 10 кВ ГПП и на шинах 380/220 В цеховой ТП на суточном цикле времени с помощью щитовых приборов (табл. 1).
Обрабатывают результаты измерений и строят графики V(t) для шин 10 кВ ГПП и для шин 380/220 В цеховой ТП (рис. 1, 2, 5).
Анализируют полученные результаты, определяют оптимальную ступень ПБВ трансформатора Т4 и разрабатывают график переключения анцапф РПН трансформатора Т2. При этом возможность регулирования напряжения с помощью КБ в данной работе не учитывают.
Устанавливают переключателем, расположенным на лицевой панели, необходимую ступень ПБВ трансформатора Т4.
Запускают установку и проводят регистрацию напряжений на суточном цикле аналогично п.2, устанавливая анцапф РПН трансформатора Т2 в нужное положение (табл. 1).
Обрабатывают результаты измерений в соответствии с п.3 и оценивают соответствие напряжения в моделируемой сети требованиям ГОСТ (рис. 3, 4, 6).
Таблица 1 – Исследование и регулирование уровней напряжения в промышленных сетях
Часы |
Показания приборов до регулирования |
Отклонения напряжения до регулирования, % |
Уставки трансформаторов, % |
Показания приборов после регулирования |
Отклонения напряжения после регулирования, % |
|||||
V2, кВ |
V3, В |
V2 |
V3 |
РПН |
ПБВ |
V2, кВ |
V3, В |
V2 |
V3 |
|
1 |
11 |
390 |
10 |
2,6 |
-5 |
+5 |
10,6 |
380 |
6 |
0 |
2 |
11 |
340 |
10 |
-10,5 |
5 |
11,1 |
370 |
11 |
-2,6 |
|
3 |
10,6 |
320 |
6 |
-15,8 |
5 |
11 |
360 |
10 |
-5,2 |
|
4 |
11 |
340 |
10 |
-10,5 |
5 |
11 |
370 |
10 |
-2,6 |
|
5 |
10,9 |
330 |
9 |
-13,2 |
5 |
11 |
360 |
10 |
-5,2 |
|
6 |
11,1 |
400 |
11 |
5,26 |
-5 |
10,5 |
380 |
5 |
0 |
|
7 |
11 |
380 |
10 |
0 |
-5 |
10,2 |
380 |
2 |
0 |
|
8 |
11 |
380 |
10 |
0 |
2,5 |
10,2 |
380 |
2 |
0 |
|
9 |
10,9 |
350 |
9 |
-7,9 |
5 |
11 |
370 |
10 |
-2,6 |
|
10 |
10,8 |
320 |
8 |
-15,8 |
5 |
11 |
360 |
10 |
-5,2 |
|
11 |
11 |
340 |
10 |
-10,5 |
5 |
11,1 |
370 |
11 |
-2,6 |
|
12 |
10,8 |
330 |
8 |
-13,2 |
5 |
11 |
360 |
10 |
-5,2 |
|
13 |
10,8 |
330 |
8 |
-13,2 |
5 |
11 |
360 |
10 |
-5,2 |
|
14 |
10,9 |
350 |
9 |
-7,9 |
2,5 |
11 |
370 |
10 |
-2,6 |
|
15 |
11 |
340 |
10 |
-10,5 |
5 |
11,1 |
370 |
11 |
-2,6 |
|
16 |
10,9 |
340 |
9 |
-10,5 |
5 |
11 |
380 |
10 |
0 |
|
17 |
11,1 |
390 |
11 |
2,6 |
-5 |
11 |
380 |
10 |
0 |
|
18 |
11 |
380 |
10 |
0 |
-5 |
10,3 |
380 |
3 |
0 |
|
19 |
10,9 |
340 |
9 |
-10,5 |
5 |
11 |
360 |
10 |
-5,2 |
|
20 |
10,9 |
340 |
9 |
-10,5 |
5 |
11 |
380 |
10 |
0 |
|
21 |
11 |
340 |
10 |
-10,5 |
5 |
11 |
380 |
10 |
0 |
|
22 |
10,8 |
350 |
8 |
-7,9 |
2,5 |
11 |
380 |
10 |
0 |
|
23 |
10,7 |
330 |
7 |
-13,2 |
5 |
11 |
360 |
10 |
-5,2 |
|
24 |
11,2 |
400 |
12 |
5,26 |
-5 |
10,2 |
340 |
2 |
-10,5 |
|
|
Рисунок 1 |
Рисунок 2 |
|
|
Рисунок 3 |
Рисунок 4 |
По полученным в п.7 результатам строят для режимов максимальных нагрузок диаграммы отклонений напряжения для моделируемой сети.
Рисунок 5
Рисунок 6
Как видно по вышеприведённым данным, достижение оптимального качества напряжения в промышленных электросетях вполне осуществимо с помощью устройств регулирования напряжения под нагрузкой и переключения без возбуждения.
Контрольные вопросы
Дать определение отклонения напряжения
Отклонение напряжения представляет собой разность между фактическим и номинальным значениями напряжения.
.
Обычно отклонения напряжения выражаются в процентах от номинального напряжения:
.
Какие допускаются отклонения напряжения в промышленных электросетях по гост 13109-97 и почему?
На выводах электроприемников нормально допустимое отклонение напряжения не должно превышать значения ±5% и предельно допустимое значение ±10%.
Как зависит работа различных электроприёмников от величины напряжения в сети?
Изменения напряжения в сети всегда имеют место из-за включения и отключения электроприемников, изменения их нагрузки и ряда других факторов. Отклонение напряжения, особенно его снижение, на зажимах асинхронных двигателей сверх допустимых значений приводит к:
- увеличению потерь активной мощности, увеличению току статора и повышенному нагреву двигателя. При снижении напряжения на 10%, ток статора увеличивается на 10%, а нагрев увеличивается на 5-6%, что приводит к сокращению срока службы двигателей;
- увеличению потерь реактивной мощности (на каждый процент повышения напряжения потери реактивной мощности увеличиваются на 3-5%);
- изменению вращающего момента и скорости вращения. Приближенно считают, что вращающий момент двигателя пропорционален квадрату напряжения на его зажимах. Поэтому при снижении напряжения уменьшается вращающий момент и снижается частота вращения двигателя вплоть до его опрокидывания, так как увеличивается его скольжение s.
Зависимость частоты вращения ротора двигателя от напряжения можно выразить формулой:
(1.11)
где - синхронная частота вращения;
- коэффициент загрузки;
и - номинальные значения напряжения и скольжения соответственно.
Влияние отклонения напряжения на работу синхронных двигателей во многом аналогично влиянию на работу АД, но имеет и свои особенности.
Отклонение напряжения влияет и на работу электротермических установок (ДСП, РТП, печи сопротивления, индукционные установки). Снижение напряжения на них сверх допустимых значений приводит к снижению мощности и производительности установок, увеличению длительности техпроцесса и даже к браку продукции. В печах сопротивления количество теплоты Q, выделяемой при прохождении тока, пропорционально квадрату тока, т.е.
а ,
отсюда .
Следовательно, между снижением напряжения и уменьшением количества теплоты существует квадратичная зависимость. Для многих электротермических процессов снижение напряжения более чем на 8-10% приводит к браку продукции и невозможности проведения техпроцесса.
Наиболее чувствительны к отклонению напряжения осветительные установки с лампами накаливания. При снижении напряжения в электрической сети резко падает освещенность. На каждый процент понижения напряжения световой поток ламп накаливания уменьшается приблизительно на 3,6%. Снижение освещенности приводит к снижению производительности труда, и ухудшаются условия безопасности труда.