ПиКЭЭ - Лаб работа 7
.docxТольяттинский государственный университет
Кафедра «Электроснабжение и электротехника»
Отчет о практической работе №7
«Регулирование напряжения путем продольной компенсации
реактивной мощности с помощью конденсаторной батареи»
по дисциплине
«Показатели и контроль качества электрической энергии»
Вариант №3
Руководитель: Шлыков С.В.
Исполнитель: Назаров М.А.
Группа: ЭЭТп-1401
Тольятти 2015
1 Цель работы
-
изучить способ компенсации высших гармоник тока с помощью
фильтрокомпенсирующих устройств;
-
проверить работу фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ) на
компьютерной модели электрической сети.
2 Краткие теоретические сведения
ФКУ или Силовые фильтры гармоник, также известные как пассивные фильтры гармоник, представляют собой особый тип конденсаторных установок, задачей которых является фильтрация гармоник совместно с компенсацией реактивной мощности. Фильтрокомпенсирующие устройства необходимы на предприятиях тяжелого машиностроения, либо перерабатывающих производствах, где широко применяются дуговые плавильные печи, электролитические ванны высокого напряжения 6-10 кВ, а также другое энергоемкое оборудование с нелинейным характером потребления электроэнергии. Работа такого рода оборудования ЗАПРЕЩАЕТСЯ без наличия силовых фильтров гармоник. Целью внедрения ФКУ является уменьшение реактивного сопротивления LC-цепочек до значений, близких к нулю, и шунтирование главной электрической сети (на частоте заданной гармоники). Фильтрокомпенсирующие установки представляют собой L-C либо R-L-C цепи, настроенные на резонанс с определенной гармоникой, порядок которой определяется заказчиком либо по результатам замеров. В стандартном исполнении фильтрокомпенсирующее устройство состоит из вводной ячейки, современных однофазных реакторов и нескольких батарей конденсаторов, устанавливаемых на металлических оцинкованных конструкциях. ФКУ огораживается сеткой для безопасности персонала, либо размещается в специализированном контейнере.
3 Ход работы
Рисунок 1 – Компьютерная модель исследуемой электрической сети
Таблица 1 – Данные полученные в ходе работы
|
№ |
Номер гармоники |
Частота гармоники |
Значение емкости ФКУ |
Фазные напряжения |
Напряжение нагрузки |
|||
|
f, Гц |
Cf, мкФ |
Ua, B |
Ub, B |
Uc, B |
Uн, В |
|||
|
1 |
2 |
100 |
19,5 |
26,03 |
25,65 |
26,26 |
17,41 |
|
|
2 |
3 |
150 |
8,66 |
70,12 |
67,15 |
70,05 |
47,09 |
|
|
3 |
4 |
200 |
4,87 |
117,8 |
111,5 |
116,2 |
78,17 |
|
|
4 |
5 |
250 |
3,12 |
149,3 |
146,1 |
151,6 |
97,18 |
|
|
5 |
6 |
300 |
2,16 |
163,6 |
170,7 |
174,4 |
103,8 |
|
|
6 |
7 |
350 |
1,59 |
174,2 |
181 |
187,5 |
106,9 |
|
|
7 |
8 |
400 |
1,22 |
180,1 |
184,7 |
193 |
109 |
|
Как видно из таблицы, значения емкостей должны быть очень высокими, для того, что бы подавить гармоники.
4 Вывод
1)Целью работы являлось:
-
изучить способ компенсации высших гармоник тока с помощью
фильтрокомпенсирующих устройств;
-
проверить работу фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ) на
компьютерной модели электрической сети.
2) Собрали компьютерную модель исследуемой электрической сети;
3) Задали значения фазных ЭДС согласно варианту;
4) Рассчитали значение емкости конденсаторов фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ) при различных значениях частот гармонических составляющих;
5) Изменяя величину конденсаторов Сf , осуществили компенсацию высших гармоник в трехфазной цепи. Контролируемые фазные напряжения и
напряжение нагрузки занесли в таблицу 1;
Таким образом, ФКУ необходимо на предприятиях использующих электроустановки с нелинейной нагрузкой. На предприятиях черной металлургии, промышленной химии и тяжелого машиностроения наличие ФКУ ОБЯЗАТЕЛЬНО.
4.1 Ответы на контрольные вопросы
1. Применение компенсации реактивной мощности позволяет достичь следующих эффектов:
1) Снизить ток в передающих элементах сети, что приводит к уменьшению сечения сетей, где Qi-реактивная мощность до компенсации, Qк- мощность компенсирующих устройств;
2) Уменьшить полную мощность, что снижает мощность трансформаторов и их число;
3) Уменьшает потери активной мощности, следовательно, и мощность генераторов на электростанциях.
2. Конденсаторы при продольной компенсации включаются в цепь последовательно, поэтому через них проходит полный ток линии, в том числе и ток короткого замыкания. Продольная компенсация применяется на линиях высоких напряжений, прежде всего, для устойчивости энергосистемы и для увеличения пропускной способности линий.
3. В качестве регуляторов напряжения на стороне переменного тока применяются:
регулируемые трансформаторы или автотрансформаторы;
регулирующие дроссели (магнитные усилители);
В регулируемом трансформаторе или автотрансформаторе первичная или вторичная обмотка выполняются с несколькими выводами. С помощью переключателя изменяется число витков обмотки и, следовательно, выходное напряжение трансформатора или автотрансформатора. При коммутации обмоток часть витков может оказаться замкнутой накоротко движком переключателя, что приведет к созданию в замкнутых витках чрезмерно больших токов и к выходу трансформатора из строя. Поэтому такую коммутацию рекомендуется производить после отключения трансформатора из сети. Это является большим недостатком.
Регулирующий дроссель (или магнитный усилитель) включается на входе выпрямителя. Если обмотки переменного тока магнитного усилителя включить последовательно с нагрузкой и изменить ток в обмотке управления, то будет изменяться индуктивное сопротивление обмоток дросселя и падение напряжения на этих обмотках. Следовательно, будет изменяться. При увеличении , уменьшается , уменьшается , уменьшается и растет .
Недостатки: большая масса, габариты, значительная потребляемая реактивная мощность, то есть низкий, инерционность (большое время срабатывания).
Достоинства: простота, надежность.