Лабораторная работа7
.docxЛабораторная работа № 7
Поперечная емкостная компенсация в тяговой сети однофазного переменного тока
Цель работы: исследовать работу системы тягового электроснабжения переменного тока при использовании поперечной компенсации.
Краткие теоретические сведения
Работа большинства потребителей переменного тока связана с потреблением реактивной мощности (Q). Реактивная мощность, загружая обмотки двигателей, трансформаторов и провода линий, увеличивает потери энергии (ΔW).
Рассмотрим коэффициент мощности: он обозначается как «cosφ» либо как «Км».
, (9)
где Pt – активная (полезная мощность) в момент времени t;
Qt – реактивная мощность в момент времени t;
St – полная мощность в момент времени t.
Угол φ – это угол между током (I) и напряжением (U). Активная и реактивная мощность определяется следующим образом:
, (10)
. (11)
Полная мощность определится следующим образом:
(12)
Основная цель поперечной (параллельной) компенсации состоит в повышении коэффициента мощности. Добавив параллельно с нагрузкой емкость, можно уменьшить угол между векторами тока и напряжения, т.е. повысить коэффициент мощности. Кроме того, добавление емкости позволит уменьшить потерю напряжения и даже свести ее к нулю /3, 5/.
Параметры |
1 вариант расположения нагрузок |
2 вариант расположения нагрузок |
3 вариант расположения нагрузок |
||||||||||||
Без комп. |
С комп. 1 |
С комп. 2 |
С комп. 3 |
Без комп. |
С комп. 1 |
С комп. 2 |
С комп. 3 |
Без комп. |
С комп. 1 |
С комп. 2 |
С комп. 3 |
||||
Значения изменяемых параметров |
|||||||||||||||
Расстояние от ЭПС до ТП |
lл, км |
4,8 |
4,8 |
4,8 |
4,8 |
30 |
30 |
30 |
30 |
4,8 |
4,8 |
4,8 |
4,8 |
||
lп, км |
4,8 |
4,8 |
4,8 |
4,8 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
|||
Индуктивность тяговой сети плеч ТП |
Lтс л, Гн |
0,000643 |
0,000643 |
0,000643 |
0,000643 |
0,00402 |
0,00402 |
0,00402 |
0,00402 |
0,000643 |
0,000643 |
0,000643 |
0,000643 |
||
Lтс п, Гн |
0,000643 |
0,000643 |
0,000643 |
0,000643 |
0,00402 |
0,00402 |
0,00402 |
0,00402 |
0,00402 |
0,00402 |
0,00402 |
0,00402 |
|||
Акт. сопротивление тяговой сети плеч ТП |
Rтс л, Ом |
0,581 |
0,581 |
0,581 |
0,581 |
3,63 |
3,63 |
3,63 |
3,63 |
0,581 |
0,581 |
0,581 |
0,581 |
||
Rтс п, Ом |
0,581 |
0,581 |
0,581 |
0,581 |
3,63 |
3,63 |
3,63 |
3,63 |
3,63 |
3,63 |
3,63 |
3,63 |
|||
Емкость цепей поперечной компенсации |
Сл, мФ |
0 |
0,034 |
0,044 |
0,088 |
0 |
0,023 |
0,053 |
0,1 |
0 |
0,038 |
0,068 |
0,093 |
||
Сп, мФ |
0 |
0,03 |
0,044 |
0,088 |
0 |
0,023 |
0,05 |
0,1 |
0 |
0,038 |
0,068 |
0,1 |
|||
Параметры, измеряемые с помощью приборов |
|||||||||||||||
Токи плеч (на выходе ТП) |
Iлп, А |
437,73 |
287,11 |
255,32 |
451,12 |
420 |
305,05 |
249,36 |
540,94 |
437,91 |
263,87 |
315,31 |
551,04 |
||
Iпп, А |
450,24 |
283,35 |
265,46 |
475,61 |
432,95 |
315,23 |
263,47 |
574,39 |
432,38 |
265,28 |
322,14 |
511,56 |
|||
Напряжение плеч (на выходе ТП) |
Uлп, В |
25369,74 |
26953,79 |
27532,95 |
30185,36 |
25512,22 |
26507,24 |
27953,07 |
30841,3 |
25378,08 |
27232,13 |
28852,28 |
30523,68 |
||
Uпп, В |
26439,7 |
27084,20 |
27314,54 |
28251,03 |
26499,61 |
26918,23 |
27475,06 |
28448,66 |
26481,9 |
27180,91 |
27795,1 |
28397,06 |
|||
Акт. мощность по плечам подстанции (на выходе ТП) |
Рл, кВт |
6146,14 |
11668,19 |
13293,87 |
9977,68 |
5976,24 |
9024,31 |
12972,52 |
9335,88 |
5960,26 |
11681,41 |
12079,57 |
9848,51 |
||
Рп, кВт |
5809,15 |
10203,74 |
12297,3 |
8976,45 |
5638,1 |
8450,89 |
11981,61 |
8280,09 |
5813,89 |
11559,68 |
11369,4 |
7843,09 |
|||
Токи ЭПС |
Iл, А |
450,24 |
479,39 |
490 |
538,68 |
432,95 |
454,08 |
484,36 |
542,97 |
432,38 |
469,23 |
502,62 |
536,19 |
||
Iп, А |
437,73 |
460,38 |
471,28 |
510,94 |
420,53 |
439,42 |
463,4 |
511,35 |
437,91 |
466,74 |
491,96 |
520,9 |
|||
Напряжение на ЭПС |
Uл, А |
25151,97 |
26780,34 |
27373,03 |
30092,35 |
42186,08 |
25366,48 |
27057 |
30331,76 |
24153,71 |
26212,7 |
28077,90 |
29953,31 |
||
Uп, А |
24452,72 |
25718,10 |
26327,04 |
28542,61 |
23491,87 |
24547,33 |
25887 |
28565,21 |
24462,69 |
26073,48 |
27482,24 |
29098,99 |
|||
Токи в цепях поперечной компенсации |
Iлс, А |
0 |
286,05 |
378,38 |
831,93 |
0 |
183,29 |
450,52 |
952,9 |
0 |
312,93 |
599,82 |
875,14 |
||
Iпс, А |
0 |
242,39 |
363,92 |
789,09 |
0 |
177,37 |
406,63 |
897,4 |
0 |
311,27 |
587,1 |
914,17 |
|||
Вычисляемые параметры |
|||||||||||||||
Потери напряжения до ЭПС |
ΔUл, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ΔUп, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент мощности на плечах подстанции |
cosφл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
cosφп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметры |
1 вариант расположения нагрузок |
2 вариант расположения нагрузок |
3 вариант расположения нагрузок |
||||||||||||||||||||||||
Без комп. |
С комп. 1 |
С комп. 2 |
С комп. 3 |
Без комп. |
С комп. 1 |
С комп. 2 |
С комп. 3 |
Без комп. |
С комп. 1 |
С комп. 2 |
С комп. 3 |
||||||||||||||||
Значения изменяемых параметров |
|||||||||||||||||||||||||||
Расстояние от ЭПС до ТП |
lл, км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
lп, км |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Индуктивность тяговой сети плеч ТП |
Lтс л, Гн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Lтс п, Гн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Акт. сопротивление тяговой сети плеч ТП |
Rтс л, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Rтс п, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Емкость цепей поперечной компенсации |
Сл, мФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Сп, мФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Параметры, измеряемые с помощью приборов |
|||||||||||||||||||||||||||
Токи плеч (на выходе ТП) |
Iлп, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Iпп, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Напряжение плеч (на выходе ТП) |
Uлп, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Uпп, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Акт. мощность по плечам подстанции (на выходе ТП) |
Рл, кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Рп, кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Токи ЭПС |
Iл, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Iп, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Напряжение на ЭПС |
Uл, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Uп, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Токи в цепях поперечной компенсации |
Iлс, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Iпс, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Вычисляемые параметры |
|||||||||||||||||||||||||||
Потери напряжения до ЭПС |
ΔUл, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ΔUп, А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Коэффициент мощности на плечах подстанции |
cosφл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
cosφп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|