Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Мы поможем в написании вашей работы!  
 

Работа №3



ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКАПРИ ИЗМЕНЕНИИ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ

Цели работы:

- изучение основных эксплуатационных характеристик линии электропередачи переменного тока;

- исследование режимов работы линии при изменении коэффициента мощности нагрузки.

Общие сведения.

Линия электропередачи переменного тока (рис.1) обладает активным сопротивлением RЛ, индуктивностью LЛ ииндуктивным сопротивлением XЛ=ωLЛ. Таким образом полное комплексное сопротивление линии равно

Z Л= RЛ+jXЛ,.

Приемник электроэнергии на конце линии в общем случае имеет активно-реактивный характер, его полное комплексное сопротивление

Z 2= R2+jX2,

 
 


Вследствие падения напряжения на сопротивлении Z Л линии напряжение в конце линии (на клеммах приемника) U 2 отличается от напряжения в начале линии U 1.

В расчетах линий электропередачи переменного тока различают падение напряжения и потерю напряжения.

Падение напряжения Δ U есть векторная разность напряжения U 1 на входе линии и напряжения на ее выходе U 2

Δ U = U 1 - U 2 = IZ Л. (1)

Однако для расчетов качества энергоснабжения потребителей более удобной является алгебраическая разность напряжений в начале и конце линии, называемая потерей напряжения:

δU = U1 – U2. (2)

Рассматривая, линию передачи как цепь с последовательным соединением элементов, построим векторную диаграмму (рис.2), иллюстрирующую соотношение между напряжением в начале и конце линии.

 
 


Рис.2

Из диаграммы видно, что с достаточно высокой точностью потеря напряжения δU может рассматриваться как сумма проекций на направление U 2 составляющих падения напряжения I rЛ и j I ХЛ и равна

δU=I2(RЛcosφ2+XЛsin φ2), (3)

где φ2=arctgX2/R2 – угол сдвига фаз между напряжением и током приемника.

Формула (3) является основной для расчета линий на потерю напряжения. Из нее видно, что потери напряжения в линии существенно зависит как от силы тока в линии, так и от характера нагрузки подключенной к ней (угол φ2). Потери напряжения определяют качество электроснабжения.

Основным параметром характеризующим эксплуатационно-экономические характеристики линии является потеря энергии в ней. Мощность потерь в линии

РП.Л=I2ЛRЛ. (4)

С учетом того, что сила тока в линии определяется током и мощностью приемника подключенного к ней

IЛ= I2= ,

Потери в линии выражается через передаваемую активную мощность как

.

Таким образом, потери мощности в линии, как и потери напряжения, зависят от характера нагрузки. При фиксированной передаваемой активной мощности потери минимальны при cos φ2 = 1.

Большинство производственных потребителей содержит электродвигатели, трансформаторы и другое оборудование, использующее для нормальной работы энергию магнитного поля. Поэтому наряду с активной мощностью такие приемники потребляют реактивную индуктивную мощность Q=UIsinφ

Предел пропускной способности линий и максимальная загрузка источников определяется полной мощностью и соответственно полным током. При этом лишь часть полной мощности равная S сos φ = P является активной, т.е. может быть преобразована в другие виды энергии и полезно использована. В этой связи cosφ называется коэффициентом мощности. Реактивная мощность лишь загружает линию реактивным током, уменьшая, таким образом, ее пропускную способность.

Однако необходимую для создания магнитного поля реактивную энергию можно получать на месте, не загружая линию передачи и источник реактивным током. Поэтому для разгрузки линии от реактивного тока параллельно потребителю подключают батарею конденсаторов емкостью С (рис.1).

Ток I С конденсатора является чисто реактивным, опережающим напряжение U 2 на угол π/2 (рис.3). Этот ток компенсирует реактивную индуктивную составляющую тока приемника ILН, в результате чего общая реактивная составляющая тока уменьшается, что приводит, как видно из векторной диаграммы (рис.3), к уменьшению угла φ2 и к увеличению коэффициента мощности cos φ2.


Рис.3

Для обеспечения требуемого значения cos φ2тр необходимо установить в цепи батарею конденсаторов определенной мощности или емкости. Если приемник имеет мощность P2ном и cos φН=cos φном <1, то он потребляет из сети реактивную индуктивную мощность Q2=Pномtg φном. При требуемом значении cos φ2тр> cos φном потребляемая реактивная мощность приемника становится равной Q2тр= Pномtg φ2тр.

Разность реактивных мощностей (Q2 - Q2тр) компенсируется емкостной реактивной мощностью конденсатора

QС= Q2- Q2тр= Pном(tg φном- tg φ2тр). (5)

Реактивная мощность конденсатора определяется

. (6)

Приравнивая правые части уравнений (4) и (5), получим

(7)

При этом емкость выражается в фарадах, если мощность выражена в ваттах, а напряжение в вольтах. Для полной компенсации (φ2тр=0) необходимо, чтобы

. (8)

В этом случае реактивная составляющая тока нагрузки IР полностью компенсируется емкостной составляющей тока IС и нагрузку вместе с конденсатором можно рассматривать как чисто активную.

В данной работе исследуются режимы работы линии передачи при изменении коэффициента мощности нагрузки.

Схема эксперимента приведена на рис.4.

       
 
 
   
Рис.4





Дата публикования: 2015-07-22; Прочитано: 711 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.008 с)...