Описание стенда

Лабораторная работа № 7

Моделирование и исследование режимов работы сложной замкнутой электрической сети

Цель работы

На модели сложной замкнутой сети исследовать установившиеся режимы работы электрической сети. Сравнить результаты исследования с результатами электрического расчета нормального режима работы сети и сделать выводы о подобии моделирования.

Общие сведения

Электрическая сеть - это совокупность электроустановок для распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий, электропередачи. По электрической сети осуществляется распределение электроэнергии от электростанций к потребителям.

Линия электропередачи (воздушная или кабельная) – это электроустановка, предназначенная для передачи электроэнергии.

Классификация электрических сетей может осуществлятьсяпо роду тока, номинальному напряжению, выполняемым функциям, характеру потребителя, конфигурации схемы сети и т.д. [1]. По роду тока различают сети переменного и постоянного тока; по напряжению: сверхвысокого напряжения – с номинальным напряжением U_ном ≥ 330 кВ, высокого напряжения – с U_ном=6÷220 кВ, низкого напряжения – с U_ном<1 кВ. по конфигурации схемы сети делятся на разомкнутые и замкнутые. Сложнозамкнутая сеть имеет узловые точки, к которым энергия подеется не менее, чем с трех сторон.

Описание стенда

Лабораторная модель сложнозамкнутой сети представляет собой уменьшенную копию реальной трехфазной сложнозамкнутой сети с тремя источниками питания в однофазном исполнении.

Схемы, приведенные на рисунках 1 и 2, имеются на лицевой панели лабораторного стенда.

Однофазная модель сложнозамкнутой сети включает в себя следующие элементы:

а) три трансформатора, имитирующие источники питания А, В и С;

б) активные сопротивления величиной 10 Ом, имитирующие полные сопротивления Z_ij участков линии (Z_А-1, Z_1-2 и т.д.);

в) электрические нагрузки (Z_H1÷Z_H7), выполненные сопротивлениями, установленными за стендом.

Рисунок 3.1 – Принципиальная схема сложнозамкнутой сети

Рисунок 3.2 – Схема модели сложнозамкнутой сети с тремя источниками

Стенд, кроме того, имеет выключатели В-1, В-2 и В-3 источников А, В, и С и набор измерительных приборов (амперметров с различными номинальными токами, вольтметр). Амперметры включаются в рассечку цепи питания. Для этой цели на модели выполнены специальные гнезда.

Питание на стенд подается через установленный на нем автомат.

Для замера токов вилку от амперметра вставляют вместо разъемов в гнезда, вмонтированные в схему на стенде.

Для удобства проведения замеров тока на стенде установлены три амперметра с различными пределами измерения. Начинать замер тока на элементе сети следует с помощью амперметра, имеющего наибольший предел измеряемой величины. У каждого амперметра находится выключатель, которым можно включить или выключить данный амперметр из схемы измерения силы тока. Таким образом, для верного измерения тока нужно следить, чтобы в цепь измерения был включен только один амперметр.

Напряжения на нагрузках Z_H1÷Z_H7 замеряют вольтметром, не вынимая разъемов.

Для соблюдения подобия вводятся масштабные коэффициенты подобия – масштабы напряжения, тока, сопротивления и, при необходимости, мощности, которые показывают соотношения соответствующих величин в реальной сети и на модели.

Масштаб напряжения m_U, (100÷400):

(3.1)

где U_i - напряжение i-го узла в реальной сети, В;

U_m - напряжение i-го узла на модели, В.

Масштаб тока m_i, (100÷200):

(3.2)

где I_i – ток i-го узла в реальной сети, А;

I_m – ток i-го узла на модели, А.

Масштаб сопротивления m_Z, (1÷4):

(3.3)

где Z_i – сопротивление i-го элемента в реальной сети, Ом;

Z_m – сопротивление i-го элемента на модели, Ом.

Масштаб мощности m_S, (1×10⁴÷8×10⁴):

(3.4)

где S_i – полная мощность i-го узла в реальной сети, ВА;

S_m – полная мощность i-го узла на модели, ВА.

Обычно задаются масштабами напряжения и сопротивления, а другие получают исходя из формул

(3.5)

(3.6)