Электроэнергетика (Электрические системы и сети): Методические указания к лабораторным работам, страница 9

Литература

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

          2.2. Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. Д.Л. Файбисовича. – М.: НЦ ЭНАС, 2005. – 320 с.

2.3. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справ. мат. для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.

2.4. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Т. 2: Электрооборудование / Под общ. ред. А.А. Федорова. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 592 с.

          2.5. Правила устройства электроустановок. – М.: Главгосэнергонадзор России, 1998. – 607 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

Регулирование напряжения в электрических системах

          Цель работы: Закрепление теоретических знаний по разделу «Потери и падения напряжения в электрических системах», а также изучение принципов регулирования напряжения.

Теоретические положения

Падением напряжения на элементе электрической сети называется разность комплексов напряжений в начале и в конце этого элемента .

Потерей напряжения называется разность модулей напряжений в начале и в конце элемента сети .

Падение напряжения связано с током и передаваемой мощностью следующими соотношениями:

,                                                (3.1)

,                    (3.2)

где Z– комплексное сопротивление элемента сети;  – ток в этом сопротивлении; S^* – сопряженный комплекс передаваемой мощности; Pи Q – соответственно активная и реактивная мощности; Rи X – активное и индуктивное сопротивления;    U– напряжение в начале или в конце данного элемента сети, фаза которого принята равной нулю (при приближенных расчетах может использоваться также номинальное напряжение).

Величина ΔU_npназывается продольной составляющей падения напряжения; она представляет собой действительную часть падения напряжения. ΔU_non– поперечная составляющая падения напряжения (мнимая часть).

          Наличие падений напряжения приводит к тому, что фактические напряжения в узлах сети в общем случае отличаются от номинальных значений. Это отличие характеризуется отклонением напряжения, которое выражается в процентах и определяется по формуле

,                                     (3.3)

где U_факт и U_ном – фактическое и номинальное напряжение в узле сети.

          Наиболее важными являются величины напряжений в тех узлах сети, к которым подключены электроприемники. Установившееся отклонение напряжения на выводах электроприемников относится к основным показателям качества электроэнергии и регламентируется ГОСТ 13109-97 [3.1]. Нормально допустимые значения установившегося отклонения напряжения составляют ±5%; предельно допустимые (не более 5% времени работы) равны ±10%.

Отрицательные отклонения напряжения приводят к нарушению нормальной работы электроприемников, а положительные – к повышенному износу электрооборудования. Кроме того, величина напряжения влияет на потребление реактивной и (в меньшей степени) активной мощности, а также на потери энергии в электрических сетях.

Чтобы обеспечить выполнение требований ГОСТ к отклонениям напряжения, применяются специальные методы и средства регулирования напряжения. Оно производится следующими способами:

1. С помощью генераторов;

2. Путем изменения коэффициентов трансформации

    а) у трансформаторов с переключением без возбуждения (ПБВ),

    б) у трансформаторов с регулированием под нагрузкой (РПН),

    в) у линейных регуляторов;

3. Путем изменения потерь напряжения.

Устройство ПБВ позволяет регулировать коэффициент трансформации путем изменения числа витков (обычно на стороне высшего напряжения) при отключенной нагрузке. Диапазон регулирования напряжения составляет около 10%.

Устройство РПН предназначено для изменения числа витков обмоток трансформатора при включенной нагрузке. Это главное средство регулирования напряжения в электрических сетях. Диапазон регулирования составляет примерно 20…30%.