ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Работа 1. Исследование режимов работы линии с двухсторонним питанием

Содержание работы

1. Определить опытным путем точки токораздела активных и реактивных токов (или мощностей): при одинаковом напряжении питающих пунктов А и В и при двух различных значениях сопротивлений нагрузок z_н; при неодинаковых напряжениях питающих пунктов А и В и при двух различных значениях z_н.

2. Определить наибольшую потерю напряжения в линии при наиболее тяжелом послеаварийном режиме (т.е. при питании всех нагрузок либо от источника А, либо от источника В и наибольшей нагрузке z_н).

3. Найти распределение мощностей по участкам сети аналитическим путем.

4. Подсчитать максимальные потери напряжения в нормальном и наиболее тяжелом аварийном режимах работы линии.

5. Результаты измерений и вычислений свести в таблицы и построить графики изменения вдоль линии значений тока, напряжения, активной и реактивной мощностей.

6. Сравнить экспериментальные и расчетные данные и дать заключение по выполненной работе.

Общие сведения

Линии с двухсторонним питанием в последнее время получают все более широкое распространение в практике сельского электроснабжения.

Основное преимущество их заключается в повышении надежности электроснабжения. Недостатками являются: большие затраты при сооружении, трудоемкость расчетов и сложная релейная защита.

Сложность расчета замкнутых сетей, частным случаем которых является линия с двухсторонним питанием, заключается в определении мощностей (токов) по участкам схемы, т.е. в распределении мощностей (токов) по участкам сети.

Мощность, поступающая в линию от источника питания А, определяется формулой

(1.1)

где S_i – мощность нагрузки, присоединенной в i-й точке схемы; z_ib – сопротивление линии от точки присоединения нагрузки i до источника В; z_AB – сопротивление всей линии; U_н – номинальное напряжение линии.

Аналогично от источника В

(1.2)

При равенстве напряжений источников питания U_А = второй член формул (1.1) и (1.2), определяющий уравнительную мощность, равен нулю. Расп­ре­­­деление активной Р и реактивной Q мощностей можно определить раздельно, подставляя в формулы (1.1) и (1.2) соответственно P_i или Q_i вместо S_i-.

Расчет аварийного режима, когда один из источников питания отключен, значительно упрощается, так как ничем не отличается от расчета радиальной схемы.

Когда известно, распределение мощностей, потери напряжения на участках линии с двухсторонним питанием определяются по тем же формулам, что и для радиальной схемы, т.е.

(1.3)

Максимальной потерей напряжения нормального режима линии с двухсторонним питанием называется сумма потерь напряжения на отдельных участках схемы от источника питания до точки токораздела, т.е.

ΔU_max = ΔU_A-1 + ΔU_1-2 + …

Рис. 1.1. К лабораторной работе № 1

Моделирование линии с двухсторонним питанием облегчает определение точек токораздела и потери напряжения в линии.

Принципиальная схема моделируемой линии показана на рис. 1.1а. Схема имеет два источника питания (А и В) и четыре нагрузки (S₁, S₂, S₃ и S₄) с различными коэффициентами мощности.

На стенде модель линии изображена в виде действующей однолинейной схемы замещения (рис. 1.1б), в которую входят следующие элементы:

два автотрансформатора (ЛАТР), имитирующих источники питания А и В; активные сопротивления по 5 Ом, имитирующие полные сопротивления участков высоковольтной линии (z_A-1…z_4-5; дроссели z_н-1…z_н-4), имитирующие нагрузку потребителей с коэффициентом мощности, равным 0,8…0,9.

Кроме того, стенд снабжен выключателями В1 и В2 источников тока и набором измерительных приборов: амперметром, вольтметром и ваттметром.

Измерительные приборы могут включаться в различные точки линии (1...4, А и В) при помощи специальных кнопок.

Питание на стенд подается пакетным выключателем.