Лабораторная работа7

Лабораторная работа № 7

Поперечная емкостная компенсация в тяговой сети однофазного переменного тока

Цель работы: исследовать работу системы тягового электроснабжения переменного тока при использовании поперечной компенсации.

Краткие теоретические сведения

Работа большинства потребителей переменного тока связана с потреблением реактивной мощности (Q). Реактивная мощность, загружая обмотки двигателей, трансформаторов и провода линий, увеличивает потери энергии (_ΔW).

Рассмотрим коэффициент мощности: он обозначается как «cosφ» либо как «К_м».

, (9)

где P_t – активная (полезная мощность) в момент времени t;

Q_t – реактивная мощность в момент времени t;

S_t – полная мощность в момент времени t.

Угол φ – это угол между током (I) и напряжением (U). Активная и реактивная мощность определяется следующим образом:

, (10)

. (11)

Полная мощность определится следующим образом:

(12)

Основная цель поперечной (параллельной) компенсации состоит в повышении коэффициента мощности. Добавив параллельно с нагрузкой емкость, можно уменьшить угол между векторами тока и напряжения, т.е. повысить коэффициент мощности. Кроме того, добавление емкости позволит уменьшить потерю напряжения и даже свести ее к нулю /3, 5/.

Параметры		1 вариант расположения нагрузок					2 вариант расположения нагрузок					3 вариант расположения нагрузок
		Без комп.	С комп. 1	С комп. 2	С комп. 3	Без комп.		С комп. 1	С комп. 2	С комп. 3	Без комп.		С комп. 1	С комп. 2	С комп. 3
Значения изменяемых параметров
Расстояние от ЭПС до ТП	lл, км	4,8	4,8	4,8	4,8	30		30	30	30	4,8		4,8	4,8	4,8
	lп, км	4,8	4,8	4,8	4,8	30		30	30	30	30		30	30	30
Индуктивность тяговой сети плеч ТП	Lтс л, Гн	0,000643	0,000643	0,000643	0,000643	0,00402		0,00402	0,00402	0,00402	0,000643		0,000643	0,000643	0,000643
	Lтс п, Гн	0,000643	0,000643	0,000643	0,000643	0,00402		0,00402	0,00402	0,00402	0,00402		0,00402	0,00402	0,00402
Акт. сопротивление тяговой сети плеч ТП	Rтс л, Ом	0,581	0,581	0,581	0,581	3,63		3,63	3,63	3,63	0,581		0,581	0,581	0,581
	Rтс п, Ом	0,581	0,581	0,581	0,581	3,63		3,63	3,63	3,63	3,63		3,63	3,63	3,63
Емкость цепей поперечной компенсации	Сл, мФ	0	0,034	0,044	0,088	0		0,023	0,053	0,1	0		0,038	0,068	0,093
	Сп, мФ	0	0,03	0,044	0,088	0		0,023	0,05	0,1	0		0,038	0,068	0,1
Параметры, измеряемые с помощью приборов
Токи плеч (на выходе ТП)	Iлп, А	437,73	287,11	255,32	451,12	420		305,05	249,36	540,94	437,91		263,87	315,31	551,04
	Iпп, А	450,24	283,35	265,46	475,61	432,95		315,23	263,47	574,39	432,38		265,28	322,14	511,56
Напряжение плеч (на выходе ТП)	Uлп, В	25369,74	26953,79	27532,95	30185,36	25512,22		26507,24	27953,07	30841,3	25378,08		27232,13	28852,28	30523,68
	Uпп, В	26439,7	27084,20	27314,54	28251,03	26499,61		26918,23	27475,06	28448,66	26481,9		27180,91	27795,1	28397,06
Акт. мощность по плечам подстанции (на выходе ТП)	Рл, кВт	6146,14	11668,19	13293,87	9977,68	5976,24		9024,31	12972,52	9335,88	5960,26		11681,41	12079,57	9848,51
	Рп, кВт	5809,15	10203,74	12297,3	8976,45	5638,1		8450,89	11981,61	8280,09	5813,89		11559,68	11369,4	7843,09
Токи ЭПС	Iл, А	450,24	479,39	490	538,68	432,95		454,08	484,36	542,97	432,38		469,23	502,62	536,19
	Iп, А	437,73	460,38	471,28	510,94	420,53		439,42	463,4	511,35	437,91		466,74	491,96	520,9
Напряжение на ЭПС	Uл, А	25151,97	26780,34	27373,03	30092,35	42186,08		25366,48	27057	30331,76	24153,71		26212,7	28077,90	29953,31
	Uп, А	24452,72	25718,10	26327,04	28542,61	23491,87		24547,33	25887	28565,21	24462,69		26073,48	27482,24	29098,99
Токи в цепях поперечной компенсации	Iлс, А	0	286,05	378,38	831,93	0		183,29	450,52	952,9	0		312,93	599,82	875,14
	Iпс, А	0	242,39	363,92	789,09	0		177,37	406,63	897,4	0		311,27	587,1	914,17
Вычисляемые параметры
Потери напряжения до ЭПС	ΔUл, А
	ΔUп, А
Коэффициент мощности на плечах подстанции	cosφл
	cosφп

Параметры

1 вариант расположения нагрузок

2 вариант расположения нагрузок

3 вариант расположения нагрузок

Без комп.

С комп. 1

С комп. 2

С комп. 3

Без комп.

С комп. 1

С комп. 2

С комп. 3

Без комп.

С комп. 1

С комп. 2

С комп. 3

Значения изменяемых параметров

Расстояние от ЭПС до ТП

lл, км

lп, км

Индуктивность тяговой сети плеч ТП

Lтс л, Гн

Lтс п, Гн

Акт. сопротивление тяговой сети плеч ТП

Rтс л, Ом

Rтс п, Ом

Емкость цепей поперечной компенсации

Сл, мФ

Сп, мФ

Параметры, измеряемые с помощью приборов

Токи плеч (на выходе ТП)

Iлп, А

Iпп, А

Напряжение плеч (на выходе ТП)

Uлп, В

Uпп, В

Акт. мощность по плечам подстанции (на выходе ТП)

Рл, кВт

Рп, кВт

Токи ЭПС

Iл, А

Iп, А

Напряжение на ЭПС

Uл, А

Uп, А

Токи в цепях поперечной компенсации

Iлс, А

Iпс, А

Вычисляемые параметры

Потери напряжения до ЭПС

ΔUл, А

ΔUп, А

Коэффициент мощности на плечах подстанции

cosφл

cosφп