практикум ПиКЭЭ 2015

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6

«Регулирование напряжения путем продольной компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторной батареи»

Цель работы:

изучить способ регулирования напряжения путем продольной компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторных батарей;

проверить работу регулирования напряжения путем продольной компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторных батарей на компьютерной модели электрической сети.

Описание схемы электрической сети

Исследуемая электрическая цепь представляет собой трехфазную электрическую цепь при соединении источников и приемников в схему «звезда» (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 - Компьютерная модель исследуемой электрической сети

Схема замещения трехфазной линии передач состоит из элементов RЛ1…RЛ3, LЛ1…LЛ3. Схема замещения фаз приемников электрической энергии реализуется на элементах Rа, Rb, Rс и Lа, Lb, Lс. Последовательно каждой фазе нагрузки включены емкости, моделирующие конденсаторные батареи.

31

Среднеквадратичные значения фазных напряжений приемников контролируется вольтметрами PV1…PV3.

Параметры элементов задаются вариантом задания и определяются строкой в таблице 6.1.

Таблица 6.1 – Исходные данные для моделирования

		Параметры					Параметры элементов
	варианта	источника		Параметры линии передач
							фазных приемников
		f	50 Гц
								Rb, Ом
	№		EФ, B	RЛ1, Ом	RЛ2, Ом	RЛ3, Ом	Ra, Ом		Rc, Ом
				LЛ1, мГн	LЛ2, мГн	LЛ3, мГн	La, мГн	Lb, мГн	Lc, мГн
	1.		110	1,3	1,3	1,3	100	140	180
								180
				120	120	120	140		200
								210
	2.		200	2,8	2,8	2,8	90		140
				160	160	160	160	250	180
								210
	3.		400	4,0	4,0	4,0	300		180
				280	280	280	280	200	160
								200
	4.		220	3	3	3	150		120
				180	180	180	200	250	150
								200
	5.		100	1,0	1,0	1,0	100		160
				110	110	110	120	180	160
								120
	6.		380	3,8	3,8	3,8	180		250
				220	220	220	200	100	200
								150
	7.		127	1,2	1,2	1,2	180		100
				100	100	100	220	160	120
								120
	8.		230	3,5	3,5	3,5	200		150
				200	200	200	220	160	200
								320
	9.		660	4,5	4,5	4,5	200		400
				250	250	250	180	200	250

32

Выполнение компьютерного моделирования:

1Собрать компьютерную модель исследуемой электрической сети (рисунок

6.1).

Виртуальные компоненты:

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

модели линии передач электрической энергии и нагрузки – резисторы,

индуктивности и конденсатор (библиотека Basic – резистор

,

индуктивность , конденсатор );

подключить к фазным приемникам a, b и c виртуальные измерительные приборы PV1, PV2 и PV3 (библиотека Indicators – измерительные приборы:

вольтметры ). Режим работы измерительных приборов выставить в

режим AC.

2Задать значения фазных ЭДС и параметров элементов электрической цепи, согласно варианту (таблица 6.1). Фазные ЭДС источника:

e		E	sin( t 0 )
	A	Ф
		EФ sin( t 120			)
eB
e		E	sin( t 240 ) E			sin( t 120 )
		Ф			Ф
C

3 Изменяя величину конденсаторов С1…С3, осуществить продольную компенсацию реактивной мощности фазных потребителей. Контролируемые фазные напряжения занести в таблицу 6.2.

4 Найти расчетным путем отклонение напряжения каждого фазного приемника и занести в таблицу 6.2

5 Построить зависимости отклонения напряжения от величины емкости конденсаторных батарей. Отметить зону допустимых и предельных отклонений напряжения.

6 Сделать выводы по работе и ответить на контрольные вопросы.

33

7	Оформить протокол исследования.
	Таблица 6.2 – Экспериментальные и расчетные данные
№	C, мкФ	Фазные напряжения			Отклонение напряжения
		Ua , В Ub , В Uc , В		Ua	Ub	Uc	Ua %	Ub %	Uc %

110

211

312

413

514

615

716

817

918

1019

1120

1221

1322

1423

1524

1625

1726

1827

1928

2029

2130

2231

Контрольные вопросы:

1В чем заключается способ регулирования напряжения путем продольной компенсации реактивной мощности с помощью конденсаторных батарей?

2Как включаются конденсаторные батареи при регулировании напряжения путем продольной компенсации реактивной мощности?

3Перечислите устройства, которые применяются в электрических сетях для регулирования напряжения? Достоинства и недостатки применяемых устройств.

34

35

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7

«Компенсация высших гармоник тока с помощью фильтрокомпенсирующего устройства»

Цель работы:

изучить способ компенсации высших гармоник тока с помощью фильтрокомпенсирующих устройств;

проверить работу фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ) на компьютерной модели электрической сети.

Описание компьютерной модели

Исследуемая электрическая цепь состоит из трехфазного источника, собранного в схему «звезда», модели трехфазной линии передач, однополупериодного трехфазного выпрямителя, нагрузки, фильтрокомпенсирующих устройств и виртуальных измерительных приборов (рисунок 7.1).

Рисунок 7.1 - Компьютерная модель исследуемой электрической сети

Схема замещения трехфазной линии передач состоит из элементов RL1…RL3, LL1…LL3. Фильтрокомпенсирующие устройства образованы из последовательных колебательных LC-контуров и реализуются на элементах LF-

36

CF. Генератором высших гармоник является однополупериодный трехфазный выпрямитель, собранный на полупроводниковых диодах VD. В цепи нагрузки RH протекает постоянный по направлению пульсирующий ток. Фазные напряжения контролируется виртуальными вольтметрами PVA, PVB, PVC. Форма напряжения наблюдается на электронном вольтметре – осциллографе.

Параметры элементов задаются вариантом задания и определяются строкой в таблице 7.1.

Таблица 7.1 – Исходные данные для моделирования

	варианта	Параметры		Параметры линии	Сопротивление	Индуктивность
		источника
				передач	нагрузки	ФКУ
		f	50 Гц
			EФ, B	RL, Ом	RН, Ом	LF, мГн
	№
				LL, мГн
	1.		200	5	800	100
				900
	2.		110	3	750	150
				950
	3.		220	6	850	200
				1000
	4.		127	3,5	700	130
				900
	5.		380	5	1000	180
				800
	6.		100	2	650	220
				750
	7.		230	5	950	80
				850
	8.		660	6,5	1200	120
				750
	9.		210	4,5	900	90

37

700

38

Выполнение компьютерного моделирования:

1Собрать компьютерную модель исследуемой электрической сети (рисунок

7.1).

Виртуальные компоненты:

трехфазный источник синусоидального напряжения (библиотека Sources

–источник ЭДС частотой 50 Гц );

модели линии передач электрической энергии, фильтрокомпенсирующих устройств и нагрузки – резисторы, индуктивности и конденсатор (библиотека

Basic – резистор , индуктивность , конденсатор );

модель полупроводникового выпрямителя (библиотека Diodes – диод

);

подключить виртуальные измерительные приборы PVА, PVВ и PVС

(библиотека Indicators – измерительные приборы: вольтметры ). Режим работы измерительных приборов выставить в режим AC. Режим работы вольтметра PVH нагрузки RH – постоянный ток DC.

2Задать значения фазных ЭДС и параметров элементов электрической цепи, согласно варианту (таблица 7.1). Фазные ЭДС источника:

e		E	sin( t 0 )
	A	Ф
		EФ sin( t 120			)
eB
e		E	sin( t 240 ) E			sin( t 120 )
		Ф			Ф
C

3 Рассчитать значение емкости конденсаторов фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ) при различных значениях частот гармонических составляющих (Таблица 7.2). Значение емкости определяется из условия резонанса последовательного колебательного контура при заданных значениях индуктивности согласно варианту (Таблица 7.1).

4Изменяя величину конденсаторов СF, осуществить компенсацию высших гармоник в трехфазной цепи. Контролируемые фазные напряжения и напряжение нагрузки занести в таблицу 7.2.

39

5Получить осциллограмму напряжения при каждой частоте гармонической составляющей.

6Сделать выводы по работе и ответить на контрольные вопросы.

7Оформить протокол исследования.

Таблица 7.2 – Расчетные и экспериментальные данные

		Частота	Значение	Фазные напряжения			Напряжение
№	Номер		емкости
		гармоники	ФКУ				нагрузки
	гармоники
		f, Гц	CF, мкФ	Ua , В	Ub , В	Uc , В	UH , В
1	2
2	3
3	4
4	5
5	6
6	7
7	8

Контрольные вопросы:

1 Перечислите устройства компенсации высших гармоник тока? Особенности работы устройств.

2 Принцип работы и структурные схемы активных фильтров, фильтрокомпенсирующих и фильтросимметрирующих устройств?

3 Принцип работы быстродействующих статических источников реактивной мощности.

40