Главная | Обратная связь

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Рисунок 2 – Схема поперечной компенсации

 

 

Рисунок 3 – Векторная диаграмма поперечной компенсации

 

 

Рисунок 4 – Схема продольной компенсации

 

При последовательном соединении БК с нагрузкой происходит продольная компенсация, она дает возможность компенсировать индуктивное сопротивление и падение напряжения в линии (рисунок 4).

 

Рисунок 5 – Векторная диаграмма продольной компенсации

 

2 ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

 

Лабораторный стенд представляет собой электрическую схему, 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 С_К, 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

 

1 Собрать схему, приведенную ниже

Рисунок 6 – Схема линии до компенсации

2 Измерить U₁, U₂, I₁₂.

3 Собрать схемы для случаев продольной и поперечной компенсации. Измерить токи I₁₂,I_К; напряжения U₁,U₂, а также U_К.

4 Подбором конденсаторов БК добиться полной компенсации, т.е. U₁= U₂

5 Определить расчетные значения токов I₁₂,, U₂,, j, I_К, U_К, S_Н,, S₁₂,, P_Н, ,Q_Н, _,Q_К до и после компенсации, а также для случая полной компенсации. Исходные данные: (S_Н =2,75+j1,85 BA; U₂ – измеряется) поперечная, (S₁ =3,2+j2,05 BA; U₁ – измеряется) продольная.

6 Построить векторные диаграммы токов и напряжений, треугольник мощностей для всех случаев.

7 Сравнить расчетные величины с практически измеренными.

 

4 МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

 

Результаты измерений можно представить в следующем виде:

 

, (9)

 

где ∆x – погрешность измерений.

Точно определить величину погрешности невозможно, так как она носит случайный характер. Иначе можно было бы найденную погрешность ввести в результат измерения и получить истинное значение x_ист. Задачей математической статистики является наилучшая оценка результата x_ист и нахождение пределов интервала (9) по результатам измерений.

Если проведено n измерений величины x, то среднее арифметическое значение принимается за лучшую оценку истинного результата измерений

 

, (10)

 

где x_i – результат i-го измерения.

Средняя квадратичная погрешность определяется по формуле

 

, (11)

 

где n – число измерений.

Важно знать, насколько может отличаться от истинного значения x среднее арифметическое, полученное по формуле (10) для n повторных равноточных измерений. Из теории видно, что средняя квадратичная погрешность среднего арифметического S равна средней квадратичной погрешности каждого результата измерений S_n, деленного на корень из числа измерений n

 

. (12)

 

Вероятность того, что результат измерений отличается от истинного на величину, не большую, чем ∆x обозначим через α. Вероятность α называется доверительной вероятностью, а интервал значений измеряемой величины от -∆x до +∆x называется доверительным интервалом.

Определим доверительный интервал. Чем большим он будет установлен, тем более вероятно, что x_ист окажется в этом интервале. Но широкий интервал дает меньшее представление относительно величины x_ист. При учете только случайных погрешностей и при небольшом числе измерений n для уровня доверительной вероятности α полуширина доверительного интервала равна

 

, (13)

 

где t_α,n – коэффициент Стьюдента.

Для окончательной установки границы доверительного интервала необходимо расширить его с учетом систематической погрешности ∆x_сист. Систематическая погрешность, как правило, указана в паспорте или на шкале прибора, а в некоторых случаях может быть принята равной половине цены деления младшего разряда шкалы. Суммарная погрешность определяется как корень квадратный из суммы квадратов случайной и систематической погрешностей:

 

. (14)

 

Таблица 1 – Коэффициент Стьюдента

α = 0,68	α = 0,95	α = 0,99
N	tα,n	n	tα,n	n	tα,n
	2,0		12,7		63,7
	1,3		4,3		9,9
	1,3		3,2		5,8
	1,2		2,8		4,6
	1,2		2,6		4,0
	1,1		2,4		3,7
	1,1		2,4		3,5
	1,1		2,3		3,4
	1,1		2,3		3,3

 

Определенная по формуле (4.6) величина ∆x является абсолютной погрешностью.

Относительная погрешность определяется как

, (15)

и выражается в процентах. Выражение (15) позволяет оценить величину погрешности по отношению к самой измеряемой величине.

При обработке результатов прямых измерений предлагается следующий порядок операций.

1 Вычисляется среднее значение из n измерений по формуле 10.

2 По формуле 11 определяется среднеквадратичная погрешность среднего арифметического значения.

3 Задается доверительная вероятность α и определяется коэффициент Стьюдента t_α,n для заданного α и числа произведенных измерений n по таблице 1.

4 По формуле 13 находится полуширина доверительного интервала (абсолютная погрешность результата измерений).

5 Оценивается относительная погрешность результата измерений по формуле 14.

6 Окончательный результат записывается в виде

 

. (16)

 

5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1 Рассказать о продольной компенсации, начертить векторную диаграмму.

2 Рассказать о поперечной компенсации, начертить векторную диаграмму.

3 Как изменился угол после компенсации, почему?

4 Начертить треугольник мощностей до и после компенсации.

5 Получить выражение для DU^К₁₂и dU^К₁₂.

 

6 ОТЧЕТ ДОЛЖЕН СОДЕРЖАТЬ

 

Цель работы, рисунки исследуемых схем, таблицу с результатами измерений и расчетов, векторные диаграммы токов и напряжений, треугольники мощностей, выводы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

Идельчик В. И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.