Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

(ГОУ ВПО УГНТУ)

Филиал УГНТУ в г. Салавате

ЭАПП-140610.65-3.01.04 ЛР

Отчет по лабораторной работе

Внутризаводское электроснабжение и режимы

Исследование сетей с разными номинальными напряжениями

Исполнитель:

студент гр. АП-06-21

Д.Н. Устимов

Руководитель:

доцент, д. т. н.

Р.Г. Вильданов

Салават 2008

Цель работы: Целью лабораторной работы является ознакомление с методами расчета сетей с разными номинальными напряжениями, а также исследование такой сети на лабораторном стенде.

сеть электрический трансформатор напряжение

1. Краткие теоретические сведения

Рисунок 1- Схема цепи

На рисунке 1 приведена схема с двумя номинальными напряжениями.

Трехобмоточный трансформатор в данном случае является трансформатором связи между сетями разного номинального напряжения. Упрощенная электрическая схема с двумя номинальными напряжениями приведена на рисунке 2.

Рисунок 2- Схема электрической цепи

Схема замещения электрической сети с двумя номинальными напряжениями приведена на рисунке 3.

Рисунок 3- Схема замещения электрической цепи

Исходные данные: мощность в нагрузке S4; сопротивление линии z12 и z34; емкостные проводимости линий вС12, вС34; номинальное напряжение U1 НОМ; номинальное напряжение U3 НОМ; потери трансформатора РТ + jQT

1 этап

Мощность генерируемая емкостной проводимостью в конце линии 34

QC34K = U3НОМ2 вС4. (1)

Мощность в конце линии 34

S34K = S4 - jQC4. (2)

Потери мощности в линии 34

S34 = (Р К342 + Q К342.)(r34 +j x34)/U3 НОМ2 (3)

Мощность генерируемая проводимостью в начале линии 34

QC3Н = U3НОМ2 вС3. (4)

Мощность в начале линии 34

S34Н = SK34 + S34. (5)

Мощность на стороне НН трансформатора

STK = S3 (6) где

S3 = SН34 - jQНС3, (7)

модуль STK составит

STK=( РКТ2 + QКТ2). (8)

Мощность на стороне ВН трансформатора

STН = SKT + РТ +j QТ (9)

Мощность, генерируемая емкостной проводимостью в конце линии 12

QC2K = U1 НОМ2 вС2 (10)

Мощность в конце линии 12

S12K = SТН - jQCК2. (11)

Потери мощности в линии 12

S12K = (Р К122 + Q К122)(r12 + x12)/U1 НОМ2. (12)

Мощность в начале линии 12

S12Н = SK12 + S12. (13)

Мощность, генерируемая в начале линии 12

QC 1Н = U1 НОМ2 вС1 (14)

Мощность, получаемая от ЦП

S1 = S12Н - jQCН 1. (15)

2 этап

Продольная составляющая падения напряжения

U12 = (РH12 r12+ QH12 x12)/ U1 НОМ (16)

Поперечная составляющая падения напряжения

U12 = (РH12 r12 - QH12 x12)/ U1 НОМ (17)

Напряжение в узле 2

U2 = U1 НОМ - U12 - j U12 (18)

Потеря напряжения в трансформаторе

UТ = (РHТ rТ + QHТ xТ)/ U2 (19)

Напряжение в узле 3, приведенное к ВН

U3B = U2 - UТ . (20)

Действительное напряжение в узле 3

U3 = U3B/KT. (21)

Падение

U34 = (РH34 r34+ QH34 x34)/ U3 (22)

Напряжение в узле 4

U4 = U3 - U34 (23)

2. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд представляет собой электрическую схему (рисунок 2) состоящую из резисторов, конденсаторов, индуктивностей, имитирующих активные и реактивные сопротивления линии электропередачи и нагрузки. В качестве активных сопротивлений линий электропередачи выбраны низкоомные резисторы, позволяющие изменять сопротивления линий. В схему включены выключатели SB2, SB3, SB4, позволяющий, образовывать разомкнутые электрические сети, кольцевые сети, сети с двумя номинальными напряжениями, имитировать аварийные ситуации в электрических сетях.

В электрической схеме предусмотрены гнезда и перемычки P1 ... P5, позволяющие изменять конфигурацию сети, а также включать электроизмерительные приборы.

Сигнальные лампы HL1 и HL2 служат для контроля наличия напряжения. Схема имеет батарею конденсаторов СК, служащих для компенсации реактивной составляющей сетей.

Электрическая схема стенда собрана на плате и расположена внутри стенда. На лицевой, панели лабораторного стенда выполнена мнемосхема (рисунок 2). Вместо изображения выключателей, клемм, сигнальных ламп на панель выводятся сами выключатели, клеммы и сигнальные лампы.

В качестве электроизмерительных приборов в лабораторной работе используются многопредельные комбинированные приборы (аналоговые и цифровые) тестеры.

3. Порядок выполнения работы

3.1 Выполняем расчет режима электрической сети с двумя номинальными напряжениями со следующими исходными данными

S4 = 0,13+j0,06ВА;

z12 = 0,48 + j 0,45 Ом;

z34 = 4,9 + j 2,5 Ом;

C3,4 = 0,1 мкФ;

C1,2 = 0,25 мкФ;

U1 НОМ =14,2 В;

U3 НОМ =2,7 В;

РТ + jQT = 0,036 + j0,034 ВА;

КТ=U2НОМ/U3НОМ;

rТ = 0,5 Ом - активное сопротивление трансформатора;

хТ = 1 Ом - реактивное сопротивление трансформатора.

3.2 Измерить на лабораторном стенде (после сборки соответствующей схемы) и определить S34, S4, S3, S12, S1, U12, U34, U2, U3, U4.

3.3 Вычислить абсолютные расхождения между расчетными и практически измеренными значениями величин. Объяснить причину расхождения

3.4 Составить баланс мощностей для исследуемой схемы

Примечание: падение напряжений U12 , U34 определяется как сумма падений напряжений на обоих проводах линии.

4. На лабораторном стенде измерили следующие значения

U1 = 14,2 В

U2 = 14,1 В

U3 = 2,7 В

U4 = 2,4 В

U12 =0,015 В

U34 =0,33 В

I1 = 0,016 А

I2 = 0,015 А

I3 = 0,067 А

I34 = 0,064 А

I4 = 0,058 А

I12 = 0,0131 А

5. Расчетная часть

Найдем коэффициент трансформации

КТ=U2/U3,

подставляя числовые величины, получим

КТ=14,1/2,7=5,22.

Мощность генерируемая емкостной проводимостью в конце линии 34 найдем по формуле (1)

QC34K=0,52,7223,14500,110-6=114,4510-6 Вар.

Мощность в конце линии 34 найдем по формуле (2)

S34K=0,13+j0,06-j114,4510-6=0,13+j0,0598 ВА.

Потери мощности в линии 34 найдем по формуле (3)

S34=(0,132+0,05982)(4,9+j2,5)/2,72=0,0134+j0,0068 ВА.

Мощность генерируемая проводимостью в начале линии 34 вычисляем по формуле (4)

QC3Н=0,52,82223,14500,110-6=114,4510-6 Вар.

Мощность в начале линии 34 найдем по формуле (5)

S34Н =0,13+j0,0598+0,0134+j0,0068=0,1434+j0,0666 ВА.

Мощность на стороне НН трансформатора находим по формуле (6) и (7)

S3 =0,1434+j0,0666 -j114,4510-6=0,1434+j0,0664 ВА.

SТК=0,143+j0,0664 ВА.

|SТК|=

Мощность на стороне ВН трансформатора найдем по формуле (9)

STН=0,143+j0,0664+0,036 + j0,034=0,179+j0,1004 ВА.

Мощность генерируемая емкостной проводимостью в конце линии 12 найдем по формуле (10)

QC12K = 0,514,2223,14500,2510-6=0,79110-2 Вар.

Мощность в конце линии 12 находим по формуле (11)

S12K=0,179+j0,1004-j0,79110-2=0,179+j0,092 ВА.

Потери мощности в линии 12 найдем по формуле (12)

S12K=(0,1792+0,0922)(0,48+j0,45)/14,22=0,0001+j0,0001 ВА.

Мощность в начале линии 12 найдем по формуле (13)

S12Н=0,179+j0,092+0,0001+j0,0001=0,1791+j0,0921 ВА.

Мощность генерируемая в начале линии 12 найдем по формуле (14)

QC 1Н=0,514,2223,14500,2510-6=0,79110-2 Вар.

Мощность, получаемая от ЦП найдем по формуле (15)

S1=0,1791+j0,0921-j0,79110-2=0,1791+j0,0842.

Продольная составляющая падения напряжения найдем по формуле (16)

U12=(0,17910,48+0,09210,45)/14,2=0,009 В.

Поперечная составляющая падения напряжения найдем по формуле (17)

U12 =(0,17910,45-0,09210,48)/14,2=0,002 В.

Напряжение в узле 2 найдем по формуле (18)

U2 =14,2-0,009+j0,002=14,11+j0,002 В.

Потеря напряжения в трансформаторе найдем по формуле (19)

UТ =( 0,0360,5 + 0,0341)/14,11=0,0036 В.

Напряжение в узле 3, приведенное к ВН найдем по формуле (20)

U3B =14,11-0,0036=14,106 В.

Действительное напряжение в узле 3 найдем по формуле (21)

U3=14,106/5,22=2,702 В.

Падение на 34 найдем по формуле (22)

U34 =(0,14344,9+0,06662,5)/2,702=0,32 В.

Напряжение в узле 4 найдем по формуле (23)

U4 =2,702-0,32=2,38 В.

Определим ток I12 по формуле

(24)

подставляя числовые величины, получим

Определим ток I34 по формуле

(24)

подставляя числовые величины, получим

Расчетные и опытные данные заносим в таблицу 1.

Составим баланс мощностей для исследуемой схемы

U1 · I12 = I122 · z12 + I342 · z34 + S4

14,2 • () = ()І • (0,48 + 0,45i) + ()І • (4,9 + j2,5) +0,13+j0,06;

0,0179 - j0,085 ? - 0,031 + j0,138.

Таблица 1 - Результаты лабораторной работы

Величины	Опытные	Расчетные	Абсолютная погрешность
S34	0,02	0,015	0,005
S4	0,14	0,145	0,005
S3	0,181	0,158	0,023
S12	0,00019	0,00014	0,00005
S1	0,22	0,2	0,02
U12	0,15	0,09	0,06
U34	0,33	0,32	0,01
U1	14,2	14,2	0
U2	14,1	14,11	0,01
U3	2,7	2,702	0,002
U4	2,4	2,38	0,02

Вывод: в данной лабораторной работе мы ознакомились с методами расчета сетей с разными номинальными напряжениями, а также исследовали такую сеть на лабораторном стенде. Опытные и расчетные данные имеют небольшое расхождения, учитывая их малые величины.

Контрольные вопросы

1. Какие величины требуется определить на первом этапе расчета (последовательность и формулы)

2. Какие величины требуется определить на втором этапе расчета ?

3. Нарисовать схему замещения исследуемой сети.

4. Объяснить причину расхождения расчетных и практически измеренных значений величин.

5. Прокомментировать баланс мощностей.

Размещено на Allbest.ru

...