Ім'я файлу: КальмукГ.В._Лаб13 Виправлене.docx
Розширення: docx
Розмір: 756кб.
Дата: 29.12.2020
скачати

Національний університет “Львівська політехніка” Інститут енергетики та систем керування

ЗВІТ

До лабораторної роботи №13

З дисципліни: Режими систем електропостачання:

” Увімкнення батареї конденсаторів поперечної компенсації реактивної потужності в системі електропостачання”

Виконав:

Ст. гр. ЕЕ-42,

Кальмук Г.В.

Перевірив:

Лисяк В.Г.

ЛЬВІВ 2020

Лабораторна робота № 13.

Увімкнення батареї конденсаторів поперечної компенсації реактивної потужності в системі електропостачання
Метою роботи є закріплення теоретичних знань з відповідної теми шляхом експериментального дослідження за допомогою математичної моделі процесу увімкнення батареї конденсаторів поперечної компенсації реактивної потужності та його впливу на режими системи електропостачання.

Лабораторна робота виконуються в середовищі Matlab.
Під час досліджень використовуються прикріплений файл lr_13.mdl.
Схему системи електропостачання та її склад задає викладач.

Теоретичні відомості.

Перехідні процеси при увімкненні окремої БК

І. Батарея конденсаторів з уземленою нейтраллю вмикається у мережі з глухим уземленням нейтралі

Така схема (рис.13.1) є характерною для мережі 380/220 В. У даному випадку трифазна схема розпадається на три однакових незалежних однофазних контури й аналіз перехідного процесу можна провадити за заступною схемою для однієї фази (рис.13.2).
Система

E

Рис. 13.1. Схематичне зображення БК з уземленою нейтраллю у мережі з глухим уземленням нейтралі

Рис. 13.2. Однолінійна схема увімкнення БК з уземленою нейтраллю у мережі з глухим уземленням нейтралі

У схемі рис.13.2: L_МЕР– еквівалентна індуктивність мережі; С_МЕР– еквівалентна ємність мережі; С_БК– ємність фази БК; – еквівалентна ЕРС мережі, яка дорівнює фазовій напрузі на шинах, до яких вмикається БК, до її увімкнення. Ємність мережі С_МЕРу Рис.2. даному випадку можна не враховувати.

ІІ. Батарея конденсаторів з ізольованою нейтраллю вмикається у мережі з глухим уземленням нейтралі

У цьому випадку електромагнітні процеси відбуваються дещо інакше. Як тільки при увімкненні БК відбувся пробій першого полюса вимикача, заряджується ємність БК на землю. Оскільки ця ємність дуже мала, виникає кидок струму, який має короткочасний характер. Після пробою другого полюса відбувається перезаряджування ємності на землю й починається заряджання послідовно з'єднаних ємностей двох фаз БК через індуктивності трансформатора та мережі. Саме той коливальний контур визначає струм увімкнення.

Індуктивність контуру дорівнює 2L_МЕР, ємність – 0,5С_БК(дві фази БК з'єднані послідовно), а ЕРС дорівнює лінійній напрузі: ^{E   Em  cos(t  e ) .}

Сист

ема


Рис. 13.3. Схематичне зображення БК з ізольованою нейтраллю у мережі з глухим уземленням нейтралі

ІІІ. Батарея конденсаторів, виконана за схемою “трикутника,” вмикається у мережі з глухим уземленням нейтралі

При увімкненні БК коливний контур, що утворюється після пробою другого полюса, міс- тить індуктивність 2L_МЕР та результивну ємність фаз відносно цих полюсів, що дорівнює

1,5  C_БК

3

 0,5  C_БК
, де С_БК – фазна ємність БК, що визначається за її номінальними напругою

та потужністю

C_БК 

^QБКном


 U
2

^БКном . Отже, максимум струму увімкнення:

I  ³  I

 ^1  ^

УВ макс ₂ БКном

 

  _.

(13.8)

Однак, при пробою третього полюса або при одночасному пробою усіх трьох полюсів еквівалентна ЕРС підвищується до фазової напруги, тому у всіх випадках для визначення струмів увімкнення рекомендується використовувати формули (13.5) та (13.6).


  _.
При наявності на ємності залишкового заряду з напругою, що дорівнює за значенням і протилежна за знаком ЕРС мережі у момент увімкнення, еквівалентна ЕРС увімкнення за теоремою Тевенена буде рівною ^{Em  1  cost} , а її операторне зображення:

^E^p ^{ E}

_  1 _ p 


^{m } _{p p}2 _{ }2 ^

^Eфм

^cos t ) (

^C БК

Рис. 13.4. Схематичне зображення БК, виконаною за схемою “трикутника”,

у мережі з глухим уземленням нейтралі
Тому у струм увімкнення додається складова

^IУВ

^p ^

E_{m }

^{p  Z}^p ^L

E_m


МЕР 0
_p²  ² _
(13.9)

або, якщо перейти від зображення до оригіналу:

ⁱУВ

^t ^

E_m

^0 ^{ L}МЕР
 sin ₀t
(13.10)

Отже, вільна складова струму увімкнення при цьому практично подвоюється, а його максимальне значення:

i  I  ^1  2  ^
(13.11)

УВмакс БКном ^{ }

 

Напруга на БК при відсутності залишкового заряду:

^uБК

^t ^

1

^CБК

• 
  _ i_УВ
  

^t ^{ dt}
(13.12)

Отже, найбільші перенапруги на БК при її увімкненні без залишкового заряду можуть ся- гати 2E_m. Унаслідок впливу загасання у дійсності перенапруги не перевищують (1,7–1,8)E_m.

Наявність залишкового заряду із значенням U₀із протилежним знаком щодо ЕРС (напру- ги) мережі, призводить до збільшення амплітуди вільної складової на те ж саме значення. Оскі- льки звичайно, U₀E_m, то перенапруги у цьому випадку можуть сягати 3E_m, а з урахуванням за- гасання 2,7E_m, що підтверджується й даними, що отримані під час натурних випробувань.

Завдання до лабораторної роботи №13.

Дослідити режим роботи електропостачальної системи увімкненні батареї конденсаторів компенсації реактивної потужності за наступною програмою: