Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

практикум ПиКЭЭ 2015

.pdf
Скачиваний:
34
Добавлен:
19.11.2016
Размер:
726.25 Кб
Скачать

ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет»

Кафедра "Электроснабжение и электротехника"

ПОКАЗАТЕЛИ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Практикум

Тольятти 2014

1

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

«Исследование режимов работы приемников на отклонение напряжения электрической сети»

Краткие теоретические сведения

Отклонения напряжения от номинальных значений происходят из-за суточных, сезонных и технологических изменений электрической нагрузки потребителей, изменения мощности компенсирующих устройств, регулирования напряжения генераторами электростанций и на подстанциях энергосистем, изменения схемы и параметров электрических сетей.

Отклонение напряжения – разность между фактическими значениями напряжения и его номинальным значением для сети, возникающая при сравнительно медленном изменении режима работы, когда скорость изменения напряжения меньше 1% в секунду:

U U U Н или

U %

U U Н

100%

 

 

 

U Н

В условиях нормальной работы допускается отклонение напряжения в следующих пределах:

5%

– на зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и

10%

 

управления;

2,5% – на зажимах приборов рабочего освещения;

5%

5% – на зажимах остальных приемников электрической энергии.

5%

Вточках общего присоединения потребителей электрической энергии пределы отклонения напряжения должны быть установлены в договорах энергоснабжения для часов минимума и максимума нагрузок в энергосистеме с учетом необходимости выполнения норм стандарта на выводах приемников электрической энергии в соответствии с нормативными документами.

Впослеаварийных режимах допускается дополнительное понижение напряжения на 5%.

2

Основными причинами отклонения напряжения в системах электроснабжения предприятий являются изменения режимов работы приемников электроэнергии, изменения режимов питающей энергосистемы, значительные индуктивные сопротивления линий 6 – 10 кВ. Изменение напряжения на зажимах приемника электроэнергии даже в установленных пределах вызывает изменение его технико-экономических показателей.

Отклонения напряжения зависят от широкого спектра случайных и к тому же часто изменяющихся факторов. Последствия отклонений напряжения зависят не только от величины, но и от продолжительности отклонения, а также от того, какой процент потребителей подвергается большим отклонениям.

Влияние отклонения напряжения на работу электрооборудования: 1) технологические установки:

при снижении напряжения существенно ухудшается технологический процесс, увеличивается его длительность;

при повышении напряжения снижается срок службы оборудования, повышается вероятность аварий;

при значительных отклонениях напряжения происходит изменение технологического процесса;

2) освещение:

снижается срок службы ламп освещения, так, при величине напряжения 1,1 UH срок службы ламп накаливания снижается в 4 раза;

при величине напряжения 0,9 UH снижается световой поток ламп

накаливания на 40 %, а люминесцентных ламп – на 15 %;

при величине напряжения менее 0,9 UH люминесцентные лампы мерцают,

апри 0,8 UH – просто не загораются;

3) электропривод:

при снижении напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя на 15% механический момент снижается на 25%, двигатель при этом может не запуститься или остановиться;

при снижении напряжения увеличивается потребляемый от сети ток, что

приводит к перегреву обмоток, и, соответственно, к снижению срока службы

3

двигателя; при длительной работе на напряжении 0,9 UH срок службы двигателя снижается вдвое;

– при повышении напряжения на 1% увеличивается потребляемая двигателем реактивная мощность на 3…7%.

Описание схемы электрической сети

Исследуемая электрическая сеть представляет собой разомкнутую систему с односторонним или двухсторонним питанием (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Структурная схема исследуемой электрической сети

Схема замещения линии передач состоит из элементов R1…R4 и L1…L4, приемников электрической энергии – R5…R7 и L5…L7 (рисунок 1.2). Показания напряжения в установившемся режиме контролируется вольтметрами PV1…PV3.

Рисунок 1.2 - Исследуемая компьютерная модель электрической сети

4

 

Таблица 1.1 – Исходные данные для моделирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

варианта№

Параметры

R1, Ом

R2, Ом

R3, Ом

R4, Ом R5, Ом

R6, Ом R7, Ом

E1, В E2, В

 

источников

Параметры линии передач и элементов приемников

 

 

f 50 Гц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L1, мГн

L2, мГн

L3, мГн

L4, мГн

L5, мГн

L6, мГн

L7, мГн

1.

230

-

1

1

1

1

 

100

150

 

150

30

20

20

30

 

200

150

 

200

 

 

 

 

 

2.

-

230

1

1

1

1

 

100

150

 

150

30

20

20

30

 

200

150

 

200

 

 

 

 

 

3.

230

230

1

1

1

2

 

50

100

 

100

30

20

20

30

 

100

150

 

100

 

 

 

 

 

4.

220

-

0,5

0,5

0,5

1

 

50

50

 

50

10

10

10

20

 

50

50

 

50

 

 

 

 

 

5.

-

220

0,5

0,5

0,5

1

 

50

50

 

50

10

10

10

20

 

50

50

 

50

 

 

 

 

 

6.

220

220

0,5

0,5

0,5

1

 

50

40

 

50

10

10

10

20

 

50

50

 

50

 

 

 

 

 

7.

110

-

0,2

0,2

0,2

0,2

 

50

50

 

50

10

10

10

20

 

40

40

 

40

 

 

 

 

 

8.

-

110

0,2

0,2

0,2

0,2

 

50

50

 

50

10

10

10

20

 

40

40

 

40

 

 

 

 

 

9.

110

110

0,2

0,2

0,2

0,2

 

30

30

 

30

10

10

10

20

 

40

40

 

40

 

 

 

 

 

Выполнение компьютерного моделирования:

1. Собрать компьютерную модель исследуемой электрической сети (рисунок

1.2).

Виртуальные компоненты:

источник синусоидального напряжения (библиотека Sources – источник ЭДС частотой 50 Гц );

модели линии передач электрической энергии и нагрузки – резистор и индуктивности (библиотека Basic – резистор , индуктивность )

5

2. Подключить в цепь приемников 1, 2 и 3 виртуальные измерительные

приборы (библиотека Indicators – измерительные приборы: вольтметры ). Режим работы измерительных приборов выставить в режим AC.

3.Согласно заданному варианту установить параметры элементов из таблицы исходных 1.1.

4.Провести моделирование, изменяя режимы работы приемников. При этом занести показания приборов трех приемников в таблицу 1.2.

5.Найти значения отклонения напряжения частоты U % (Таблица 1.2)

6.Сделать выводы по работе и ответить на контрольные вопросы.

7.Оформить протокол исследования.

Таблица 1.2 – Экспериментальные и расчетные данные

U1

U 2

U 3

U1

U 2

U 3

Режимы

 

В

В

В

%

%

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольные вопросы:

1Дайте понятие отклонения напряжения.

2Что является причинами, вызывающих отклонения напряжения?

3Как влияет отклонения напряжения на работу различного электрооборудования?

4Перечислите мероприятия устраняющие отклонения напряжения?

5Что называется «лавиной» напряжения?

6

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

«Исследование влияние режимов работы приемников на колебания напряжения электрической сети»

Краткие теоретические сведения

Колебания напряжения — быстро изменяющиеся отклонения напряжения длительностью от полупериода до нескольких секунд.

Колебания напряжения происходят под воздействием быстро изменяющейся нагрузки

сети.

Колебания напряжения характеризуются двумя показателями:

размахом изменения напряжения;

дозой фликера.

Размах изменения напряжения Ut вычисляют по формуле:

Ut % UiU Ui 1 100% ,

ном

где Ui , Ui 1 — значения следующих один за другим экстремумов (или экстремума и горизонтального участка) огибающей среднеквадратичных значений напряжения (рисунок

2.1).

Рисунок 2.1 – Оценка колебания напряжения

Частота повторения изменений напряжения F Ut определяется по выражению:

F Ut Tm [1c , мин1 ],

где m — число изменений напряжения за время Т; Т — интервал времени измерения, принимаемый равным 10 мин.

Если два изменения напряжения происходят с интервалом менее 30 мс, то их рассматривают как одно. Интервал времени между изменениями напряжения равен:

7

ti,i 1 1 ti,i 1 ti

Оценка допустимости размахов изменения напряжения (колебаний напряжения) осуществляется с помощью кривых зависимости допустимых размахов колебаний от частоты повторений изменений напряжения или интервала времени между последующими изменениями напряжения.

Рисунок 2.2 - Предельно допускаемые размахи изменений напряжения в зависимости от частоты повторения изменений напряжения за минуту для колебаний напряжения.

Предельно допустимые значения размаха изменения напряжения Ut в точках общего присоединения к электрическим сетям при колебаниях напряжения, огибающая которых имеет форму меандра, в зависимости от частоты повторения изменений напряжения F Ut или интервала между изменениями напряжения равны значениям, определяемым по кривой 1 (рисунок 2.2). Для потребителей электрической энергии, располагающих лампами накаливания, в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение, – равны значениям, определяемым по кривой 2 (рисунок 2.2).

Источниками колебаний напряжения являются мощные электроприёмники с импульсным, резкопеременным характером потребления активной и реактивной мощности:

дуговые и индукционные печи;

электросварочные машины;

электродвигатели при пуске.

Влияние колебаний напряжения на работу электрооборудования:

8

Отклонения напряжения, усугублённые резкопеременным характером, ещё более снижают эффективность работы и срок службы оборудования. Вызывают брак продукции. Способствуют отключению автоматических систем управления и повреждению оборудования. Так, например, колебания амплитуды и, в большей мере, фазы напряжения вызывают вибрации электродвигателя, приводимых механизмов и систем. В частности, это ведёт к снижению усталостной прочности трубопроводов и снижению срока их службы. А при размахах колебаний более 15 % могут отключаться магнитные пускатели и реле.

Не менее опасна, вызываемая колебаниями напряжения, пульсация светового потока ламп освещения. Её восприятие человеком — фликер — утомляет, снижает производительность труда и, в конечном счёте, влияет на здоровье людей. Мера восприятия человеком пульсаций светового потока — доза фликера. Наиболее раздражающее действие фликера проявляется при частоте колебаний 8,8 Гц и размахах изменения напряжения Ut = 29 %. Причём, при одинаковых колебаниях напряжения отрицательное влияние ламп накаливания проявляется в значительно большей мере, чем газоразрядных ламп.

Поэтому в ГОСТ 13109-97, размах изменения напряжения ( Ut ) жёстче нормируется для помещений с лампами накаливания и повышенной освещённостью, а доза фликера (Pt) для помещений с лампами накаливания, работа в которых требует значительного зрительного напряжения.

Описание схемы электрической сети

Исследуемая электрическая сеть представляет собой разомкнутую систему с односторонним питанием (рисунок 2.3). Приемник 3 представляет собой резко переменную нагрузку.

Рисунок 2.3 – Структурная схема исследуемой электрической сети

Схема замещения линии передач состоит из продольных элементов R1…R3, L1…L3 и поперечных элементов С1…С3. Схема замещения приемников электрической энергии, работающих в установившемся режиме собрана на элементах R4 - L4 и R5 - L5 (рисунок 2.4).

9

Элементы R6 – L6 и генератор прямоугольных импульсов (меандр) моделируют работу приемника с резко переменным режимом работы. Среднеквадратичные значения напряжения приемников контролируется вольтметрами PV1…PV3. Форма напряжения наблюдается с помощью осциллографа XCS1.

Рисунок 2.4 - Исследуемая компьютерная модель электрической сети

Контрольные вопросы:

1.Дайте понятие колебаний напряжения.

2.Перечислите основные виды электроустановок вызывающие колебания напряжения.

3.Как влияет колебания напряжения на работу различного электрооборудования?

4.Назовите мероприятия по снижению колебаний напряжения?

5.Что называют дозой фликера? Как влияет данный параметр на производительность труда?

10

Соседние файлы в предмете Показатели и контроль качества электрической энергии