Главная | Обратная связь

Лабораторна робота № 8

 

Дослідження режимів роботи лінії електропередачі змінного струму при зміні коефіцієнта потужності навантаження

 

Мета роботи

1. Вивчення основних експлуатаційних характеристик лінії електропередачі змінного струму.

2. Експериментальне визначення параметрів навантаження.

3. Дослідження режимів роботи лінії при зміні коефіцієнта потужності навантаження.

 

Тривалість заняття

Тривалість лабораторної роботи складає 4 години.

 

Обладнання, матеріали та інструменти

Лабораторний стенд НТЦ-10.000, методичні вказівки.

Місце проведення заняття

Лабораторна робота проводиться в лабораторії електропостачання 1м^а.

Загальні відомості

 

У лініях електропередачі змінного струму (ЛЕП) слід розрізняти спад напруги й втрату напруги.

Спад напруги (U є векторною різницею напруги U₁ на вході лінії й напруги U₂ на її виході й не дає однозначної залежності між діючими значеннями напруги.

 

(8.1)

 

де Z – комплексний опір лінії.

З погляду енергопостачання споживачів більше важлива різниця діючих значень вхідної й вихідної напруги, що називається втратою напруги в лінії й певним чином залежить від спаду напруги.

 

(8.2)

 

У даній лабораторній роботі опір ЛЕП умовно віднесений до одного проводу й представлено на стенді послідовно включеними індуктивністю L₁ і резистором R₃. Навантаження лінії при цьому має активно-індуктивний характер з еквівалентними параметрами L₂, R₄, а конденсатор C₁ призначений для підвищення коефіцієнта потужності.

Таким чином, у першому наближенні ЛЕП разом з навантаженням можна розглядати як коло (рис. 8.1) з послідовним з’єднанням елементів L₁, R₃, L₂, R₄.

Якщо побудувати для такого кола векторну діаграму (рис. 8.2), то втрату напруги можна виразити у вигляді лінійної залежності від струму I навантаження:

 

(8.3)

 

де Х_L1 – індуктивний опір лінії, Ом;

φ₂ – кут зсуву фаз між напругою й струмом навантаження.

 

 

Рис. 8.1. Схема експериментальної установки

 

(8.4)

 

Іншою розрахунковою характеристикою ЛЕП є коефіцієнт корисної дії.

 

(8.5)

 

де: P₂ – активна потужність навантаження;

DP – втрати потужності в ЛЕП.

 

j₂ = 35° = сos(35°) = 0.82

 

Якщо врахувати, що

Вт,

а

Вт

то, знаючи j₂, знаходимо:

(8.6)

З останнього виразу видно, що при незмінних параметрах лінії (R₃ = const), а також потужності P₂ і напрузі U₂ ККД лінії буде тим вищим, чим більший коефіцієнт потужності сosj₂ навантаження.

Більшість споживачів має низьке значення коефіцієнта потужності, тому для штучного підвищення його до значень 0,85-0,9 у низці випадків використають паралельне підключення батареї конденсаторів. Величину ємності, необхідну для підвищення сosj₂ від номінального значення сosj_2Н до необхідного сosj_2нбх можна визначити, скориставшись векторною діаграмою (рис. 3.3) за виразом:

(8.7)

де с^-1 – колова частота мережі.

Підвищення сosj₂ за рахунок підключення конденсаторів обумовлене тим, що частина реактивного струму I_2pн навантаження компенсується ємнісним струмом I_c і результуючий реактивний струм I_2p зменшується.

При I_c = I_2pн індуктивна складова струму повністю компенсується ємнісним струмом I_c і в колі, утвореному споживачем і батареєю конденсаторів, наступає резонанс струмів.

Важливою особливістю резонансу струмів є те, що струм споживача з батареєю конденсаторів стає в цьому випадку мінімальним і чисто активним, а ККД лінії досягає максимального значення.

У ЛЕП вважається доцільною деяка недокомпенсація реактивного струму навантаження (сosj_2нбх = 0,85-0,9).