Главная страница
Навигация по странице:

  • 5.1.3 Обработка экспериментальных данных

  • Составить отчет

  • Цель работы

  • 6.1.1 Подготовка к лабораторной работе

    		•

    Методичка электромагнитные переходные процессы. В. Я. Горячев Электромагнитные


    Скачать 1.72 Mb.
    НазваниеВ. Я. Горячев Электромагнитные
    АнкорМетодичка электромагнитные переходные процессы
    Дата07.05.2022
    Размер1.72 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаelektromagnitnye_perehodnye_prc_laboratornye_raboty_1 (1)-1.doc
    ТипПрактикум
    #516117
    страница6 из 10
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    Экспериментальные исследования

    Экспериментальные исследования предполагают следующие дей­ствия:

    1. Исследование влияния активного сопротивления элементов си­стемы передачи электрической энергии на характер переходного процесса в системе:

    – Открыть файл модели простейшей системы передачи электрической энергии.

    – Последовательно открывая окна параметров элементов модели электрической системы, ввести цифровые данные, полученные в результате предварительного расчета. Начальную фазу напряжения UA установить равной 60.

    – При заполнении параметров выключателя установить его начальное положение «открыто». Время срабатывания выключателя ус­та­но­вить равным 0,2 с. Длительность симуляции установить равной 3 с.

    – Запустить моделирование и дождаться его окончания.

    – С помощью осциллографов проконтролировать законы изменения мгновенных значений токов и напряжений во времени.

    – Сохранить полученные с помощью осциллографов кривые для дальнейшего анализа и составления отчета. Отдельным файлом запомнить осциллограмму изменения тока линии.

    – По осциллограмме тока линии определить длительность переходного процесса в системе.

    – Открывая окна параметров элементов системы, уменьшить активные сопротивления линии и трансформатора в два раза. Запустить симуляцию модели и по осциллограмме тока линии определить длительность переходного процесса.

    – Повторить эксперимент для различных значений сопротивлений системы. Составить зависимость длительности переходного процесса от сопротивления.

    – Запомнить график изменения тока линии во времени при минимальных значениях сопротивлений.

    2. Определение ударного тока линии при коротком замыкании в системе:

    – Восстановить исходные значения сопротивлений. Проверить момент срабатывания выключателя. Он должен быть равным 0,2 с.

    – Запустить симуляцию модели и по осциллограмме тока линии определить максимальное значение тока линии, которое имеет место непосредственно после момента нарушения режима. Занести полученное значение в таблицу.

    – Установить время срабатывания короткозамыкателя равным 0,201 с.

    – Запустить симуляцию модели и дождаться ее окончания. С по­мо­щью осциллографа проследить изменение тока линии. Измерить мак­­симальное значение тока. Занести полученное значение в таблицу.

    – Увеличивая момент срабатывания короткозамыкателя через тысячную долю секунды, получить зависимость максимального значения тока от момента короткого замыкания. В таблице должно быть не менее 10 значений.

    – По полученной зависимости определить ударный ток линии, соответствующий заданным параметрам системы.

    5.1.3 Обработка экспериментальных данных

    Обработка данных заключается в следующем:

    – Построить график зависимости длительности переходного про­цесса от относительных значений сопротивлений линии и трансформатора. Обосновать поведение графиков. Сделать выводы.

    – Построить график зависимости максимального значения тока фазы А от момента наступления короткого замыкания. Определить ударный ток фазы. Сравнить полученное экспериментальным путем значение ударного тока с током, полученным расчетным путем. Оценить несовпадение значений и объяснить причины расхождения.

    – Используя осциллограмму тока линии при минимальном сопро­тивлении, построить график изменения свободной составляющей переходного процесса во времени. По полученному графику определить постоянную времени переходного процесса.

        1. Составить отчет

    Отчет по лабораторной работе должен содержать:

    а) титульный лист стандартной формы;

    б) цель работы;

    в) схему и параметры системы передачи электрической энергии;

    г) краткое содержание рабочего задания;

    д) полное содержание предварительного расчета простейшей системы передачи электрической энергии с соответствующими схемами и пояснениями;

    е) пояснение принципа составления модели электрической цепи;

    ж) полное содержание результатов экспериментальной части с графиками и таблицами данных;

    з) анализ результатов предварительного расчета и результатов эксперимента;

    и) выводы, сделанные по результатам выполнения лабораторной работы.

    5.2. Описание модели и рекомендации по выполнению
    лабораторной работы

    Для анализа влияния параметров элементов электрических сетей на ударный ток линии предлагается испытать простейшую систему пе­ре­да­чи электрической энергии, состоящую из трехфазного источни­ка электри­ческой энергии, повышающего трансформатора, линии электропереда­­чи, понижающего трансформатора и потребителя элек­трической энер­гии.

    Модель полностью соответствует схеме электропередачи и предусматривает нарушение режима в форме трехфазного короткого замыкания на входных зажимах второго трансформатора. Измерение токов короткого замыкания и напряжений на элементах системы осу­ществляется с помощью соответствующих осциллографов. Все изме­ри­тельные блоки состоят из датчика тока или напряжения и осциллографа. Осциллографы подключены к выходу соответствующего дат­­чика то­ка или напряжения.

    Трехфазное короткое замыкание осуществляется с помощью трех­фазного выключателя, который подключен в месте ожидаемого короткого замыкания. В окне параметров выключателя необходимо задать пе­ре­ходное сопротивление замкнутых контактов. Это сопротивление должно иметь минимальное значение. Если при моделировании имеют­ся проблемы в форме малого быстродействия, то сопротивление может быть увеличено в разумных пределах.

    Расчет токов короткого замыкания производится по обычной методике путем исключения магнитных связей в системе. Рекомендуется привести цепь к линии электропередачи. При этом рекомендуется преобразования вести в именованных единицах.

    При анализе осциллограмм токов следует обратить внимание на из­менение тока непосредственно после момента короткого замыкания. По изменению мгновенного значения тока можно определить его свободную составляющую и постоянную времени переходного процесса. Реко­мендуется это использовать при анализе переходного процесса в простейшей системе при трехфазном коротком замыкании.

    Ударным током называют максимально возможное мгновенное значение тока короткого замыкания, которое может быть в данной точке короткого замыкания. Это значение определяется по амплитуде тока короткого замыкания с учетом мгновенного значения свободной составляющей рассматриваемого тока. Расчетное значение ударного тока вычисляется по формуле



    где – ударный ток короткого замыкания;

    – амплитуда принужденного значения тока короткого замыкания;

    – постоянная времени переходного процесса приведенной схемы замещения.

    С помощью моделирования ударный ток определяется путем из­менения момента короткого замыкания через малый отрезок времени. При выполнении лабораторной работы рекомендуется взять этот от­резок равным 0,001 с. За 10…15 шагов один из трех токов фаз достигнет своего максимального значения.



    Лабораторная работа № 6

    Исследование работы простейшей системы передачи электрической энергии при несимметричном нарушении режима работы

    Цель работы: освоение методики определения токов электроэнергетических систем при несимметричном нарушении режима расчетным путем и путем моделирования системы в среде MatLAB.

    6.1 Рабочее задание

    6.1.1 Подготовка к лабораторной работе

    Подготовка к работе заключается в следующем:

    – Используя рекомендованные для курса учебники, материал лекций и вспомогательной литературы, изучить теоретические основы вычисления токов систем передачи электрической энергии при несимметричных нарушениях режима.

    – По заданным номинальным значениям напряжений источника, линии, напряжения нагрузки и ее мощности выбрать типы трансформаторов и линии электропередач простейшей системы, схема которой представлена на рис. 6.1.



    Рис. 6.1

    Примечание. Схема составлена с учетом предположения, что источни­ком электрической энергии для системы является генератор бесконечной мощности. При моделировании необходимо представить его сетью с внутренним сопротивлением равным нулю.

    – Дальнейший расчет вести с учетом того, что все обмотки трансформатора соединены «звездой» с заземленной нейтралью.

    – Рассчитать фазные напряжения и токи фаз в месте нарушения режима. Варианты нарушения симметрии системы приведены в табл. 6.1. Возможны три варианта асимметрии: 1 – короткое замыкание фазы на землю, 2 – межфазное короткое замыкание и 3 – межфазное короткое замыкание на землю.

    Таблица 6.1

    Номер

    варианта
    Uг,

    кВ
    Uл,

    кВ
    Uн,

    кВ
    P,

    МВт
    cos φ
    l,

    км
    Тип

    повреждения

    1
    6,6
    500
    38,5
    100
    0,6
    200
    1

    2
    10,5
    330
    38,5
    125
    0,65
    250
    2

    3
    6,3
    220
    11
    32
    0,7
    170
    3

    4
    11
    115
    6,6
    16
    0,75
    130
    1

    5
    6,6
    115
    10,5
    16
    0,8
    220
    2

    6
    10,5
    500
    6
    120
    0,85
    250
    3

    7
    6,3
    330
    15,75
    200
    0,9
    100
    1

    8
    11
    230
    6,6
    200
    0,95
    150
    2

    9
    11
    115
    6,6
    16
    0,62
    100
    3

    10
    10,5
    115
    38,5
    25
    0,67
    200
    1

    11
    6,3
    500
    10,5
    125
    0,72
    250
    2

    12
    15
    330
    6,6
    200
    0,77
    100
    3

    13
    8,5
    220
    6,6
    200
    0,82
    150
    1

    14
    11
    115
    6,6
    40
    0,87
    200
    2

    15
    6,6
    115
    11
    40
    0,92
    150
    3

    16
    8,5
    500
    11
    125
    0,97
    200
    1

    17
    11
    330
    6,6
    200
    0,6
    250
    2

    18
    10,5
    220
    8,5
    200
    0,65
    200
    3

    19
    6,6
    115
    11
    63
    0,7
    140
    1

    20
    11
    115
    6,6
    63
    0,75
    250
    2

    21
    11
    500
    10
    125
    0,8
    100
    3

    22
    10,5
    330
    15
    200
    0,85
    150
    1

    23
    6,6
    220
    11
    40
    0,9
    160
    2

    24
    6,6
    115
    11
    80
    0,95
    150
    3

    25
    11
    115
    6,6
    15
    0,62
    200
    1

    26
    10,5
    500
    38,5
    250
    0,67
    150
    2

    27
    6,3
    330
    11
    200
    0,72
    220
    3

    28
    6,6
    220
    11
    40
    0,77
    200
    1

    29
    6,3
    115
    10,5
    10
    0,82
    250
    2

    30
    11
    115
    6,6
    10
    0,87
    150
    3

    31
    6,3
    500
    38,5
    250
    0,92
    170
    1

    32
    10
    330
    38,5
    125
    0,97
    130
    2

    33
    11
    220
    6,6
    40
    0,6
    170
    3

    34
    10,5
    115
    6,6
    63
    0,65
    180
    1

    35
    6,6
    115
    11
    63
    0,7
    230
    2

    – Используя приведенную в учебниках методику, составить схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей. Не следует забывать о том, что для составления схемы замещения необходимо разложить напряжение в месте нарушения режима на симметричные составляющие.

    – Используя традиционные методы расчета электрических цепей, вычислить токи фаз в месте нарушения режима.



    Рис. 6.2

    – На основании паспортных данных элементов системы и предыдущих вычислений рассчитать параметры элементов для использования при моделировании. Следует обратить внимание на то, что в модели используются параметры элементов в абсолютных и относительных единицах. Методика вычислений параметров представлена в учебниках и в методическом пособии «Справочник элементов энергосистем среды MatLAB». На рис. 6.2 представлена модель простейшей системы передачи электрической энергии. Для контроля входного напряжения системы используется датчик напряжения Un. Для контроля напряжения на нагрузке используется датчик напряжения Uch с осциллографом. Для измерения токов и напряжений в месте нарушения режима используются датчики фазных токов и напряжений, включенных в конце линии электропередачи на входе трансформатора.
        1. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    написать администратору сайта