Построение гистограммы дает возможность получить наглядную картину режима напряжения сети, определить вероятность попадания отклонения напряжения в заданный диапазон и установить связь между величиной отклонения напряжения и его продолжительностью.

С помощью гистограмм определяются статистические характеристики:

- среднее отклонение напряжения от его номинального значения

(2.3)

где k – число разрядов гистограммы.

- дисперсия – величина, которая определяет степень разбросанности отклонения напряжения около среднего значения

. (2.4)

Эти характеристики играют существенную роль при количественной оценке режима напряжения.

Для обеспечения требуемого режима напряжения в промышленных электросетях наиболее широко применяют способ изменения коэффициента трансформации трансформаторов на ГПП и ТП.

На ГПП, как правило, устанавливаются трансформаторы, имеющие устройство РПН, которые являются средством централизованного регулирования напряжения.

На цеховых ТП устанавливают трансформаторы с переключателем без возбуждения (ПБВ). В трансформаторах с ПБВ коэффициент трансформации изменяют только при отключении от сети, несколько раз в году, в зависимости от сезонной нагрузки.

Выбранный коэффициент трансформации должен быть таким, чтобы при максимальной и минимальной нагрузках отклонения напряжения в сети не выходили за пределы, установленные ГОСТ 13109 – 97.

Устройство ПБВ позволяет изменить коэффициент трансформации в пределах  2 2,5 %.

В таблице 2.2 даны номинальные напряжения регулировочных ответвлений трансформаторов, имеющих ПБВ.

Разность относительных отклонений номинальных значений напряжения ответвлений на стороне НН и ВН называют добавкой напряжения Е, которая получается при выборе того или иного ответвления на стороне ВН трансформатора.

. (2.5)

Например, для трансформатора с номинальным коэффициентом трансформации К_т = 10/0,4 кВ при U_1н =10 кВ и при U_2н =380 В получим;

---

. (2.6)
(2.7)

.
Таблица 2.2 – Номинальные напряжения трансформаторов, имеющих ПБВ

Ступень регулирования, %	Номинальное напряжение, кВ		Величина добавки напряжения на трансформаторе Е, %
+5 +2,5 Номинальная –2,5 –5	6,30 6,15 6,00 5,85 5,70	10,50 10,25 10,00 9,75 9,50	0 2,5 5 7,5 10

Выбор рабочего ответвления силового трансформатора цеховой ТП производят в следующей последовательности.

Определяют сопротивление обмоток трансформатора (определены в работе №1).

Для номинальной ступени регулирования определяют коэффициент трансформации

(2.8)

Затем рассчитывают приведенное напряжение на вторичной стороне трансформатора в режиме максимальных и минимальных нагрузок.

. (2.9)

(2.10)

где U_1макс, U_1мин – напряжение на первичной стороне трансформатора в режиме максимальных и минимальных нагрузок соответственно, кВ;

Р_макс, Q_макс, Р_мин, Q_мин – максимальные и минимальные активные и реактивные нагрузки, кВт, квар.

Действительные напряжения на вторичной стороне трансформатора

. (2.11)

. (2.12)

Затем рассчитывают отклонения от номинального напряжения сети и проверяют их на соответствие допустимым.

(2.13)

(2.14)

где U_нс = 380 В – номинальное напряжение цеховой сети.

Если отклонения напряжения не превышают допустимые, то регулировочное ответвление трансформатора выбрано правильно. Если же отклонения напряжения превосходят допустимые пределы, следует при других значениях К_Т определить величины U_2макс, U_2мин, U_2макс, U₁

---

_мин.

При одном из значений К_Т, соответствующему определенной ступени регулирования, отклонения напряжения не превысят допустимые пределы.
2.3 Перечень оборудования
Работа выполняется на стенде НЭТИ, описание которого приведено в разделе «Описании лабораторной установки».
2.4 Задание
В работе №1 были сняты графики Р=f(t), Q=f(t) и U=f(t) на суточном интервале времени. На графиках нагрузок принять время максимума с 8 до 12 часов утра, минимума с 2 до 5 часов ночи.

Во время домашней подготовки к работе необходимо:

а) определить по графикам величины максимальных и минимальных нагрузок: Р_макс, Q_макс, Р_мин, Q_мин;

б) построить гистограммы отклонений напряжения для шин 10 кВ ГПП и 380 В цеховой ТП, вычислить их средние значения и дисперсии;

в) проанализировать полученные результаты, определить оптимальную ступень ПБВ трансформатора Т4, используя данные о максимуме и минимуме нагрузок. При этом возможность регулирования напряжения с помощью батарей конденсаторов в данной работе не учитывать.
2.5 Порядок проведения работы
а) Установить переключателем, расположенным на лицевой панели, необходимую ступень ПБВ(+2.5%) трансформатора Т4. Так как регулирования при помощи ПБВ Т4 для уменьшения отклонения напряжения до допустимых пределов недостаточно, применяют также регулирование в течении суток при помощи РПН Т2 согласно таблице 2.3.

б) Запустить установку вновь и произвести регистрацию графиков U(t) на шинах 10 кВ ГПП и на шинах 380/220 В цеховой ТП на суточном цикле времени по щитовым приборам U₂ , U₃, I₁, I₃.

в) Обработать результаты измерений и оценить соответствие напряжения в моделируемой сети требованиям ГОСТа.

Таблица 2.3 – Регулирование напряжения при помощи РПН

Интервал в часах	Ступень регулирования, %
1 – 5	-5
6 – 8	+2,5
9 – 16	+5
17 – 18	0
19 – 21	+2,5
22 - 24	-5

2.6 Отчет по работе

---

Отчет по работе должен содержать:

1 Графики Р=f(t), Q=f(t) и U=f(t), снятые в работе №1.

2 Гистограмму отклонений напряжения с таблицей, расчетами и выводами.

3 Расчет отклонений напряжения на шинах 0,4 кВ, выбор отпайки ПБВ.

4 График U=f(t) после изменения коэффициента трансформации трансформатора Т4.

5 Диаграмму отклонений напряжения V (согласно рисунку 2.1) для максимальных и минимальных нагрузок.

6 Выводы по работе.
2.7 Контрольные вопросы
1 Как определить потери напряжения в электрической сети?

2 Что такое отклонение напряжения в электрической сети и как оно рассчитывается?

3 Какие отклонения напряжения допускаются в промышленных электросетях по ГОСТ и почему?

4 Отчего зависит величина отклонений напряжения?

5 Как зависит работа различных электроприемников от величины напряжения в сети?

6 Какие способы улучшения напряжения используются в промышленных электросетях и сетях энергосистем? С помощью каких технических средств эти способы реализуются?

7 Какие имеются оценки уровней напряжения и как они вычисляются?

8 Для каких режимов нагрузки проводят оценку отклонений напряжений?

9 Как выглядит расчетная диаграмма напряжения?

10 Что такое гистограмма отклонений напряжения, как она строится и для чего она нужна?

3 Лабораторная работа № 3

Компенсация реактивных нагрузок в системах электроснабжения промышленных предприятий
3.1 Цель работы
Исследование основных принципов компенсации реактивных нагрузок в промышленных электрических сетях. С этой целью в работе предусмотрено: вычисление мощностей компенсирующих устройств (КУ); реализация расчетного режима реактивной мощности на лабораторной модели путем автоматического регулирования по времени суток; составление диаграммы ЭВЧС на ТП4.
3.2 Перечень оборудования
Работа выполняется на стенде НЭТИ, описание которого приведено в Ведении.
3.3 Краткие теоретические сведения
Обмен реактивной мощностью между системой электроснабжения предприятия и электроэнергетической системой (ЭЭС) регламентирован «Правилами электрической и тепловой энергией».

---

Экономически обоснованные входные реактивные мощности Q_Э1, Q_Э2 задаются предприятием дифференцированно, в зависимости от потребляемой мощности и электрической удаленности предприятия от источников энергии (электростанции). Числовые значения Q_Э1, Q_Э2 определяются в результате расчетов оптимальных режимов работы энергосистемы в периоды ее оптимальных (Q_Э1) и минимальных (Q_Э2) нагрузок.

В настоящей лабораторной работе исследуется узел нагрузки, схема замещения которого приведена на рисунке 3.1.



Схема содержит только одну из секций ГПП (правую секцию), поскольку вторая условно считается абсолютно аналогичной. Граница балансовой принадлежности предусмотрена на уровне высоковольтных вводов трансформаторов ГПП.

В лабораторной модели источниками реактивной энергии являются: электроэнергетическая система (Q_Э1, Q_Э2), синхронный электродвигатель (Q_Д), конденсаторные установки БК1, БК2 напряжением 10 кВ (Q_НБК) и БК3, БК4 напряжением 0,4 кВ (Q_НБК); потребителями – нагрузка на шинах 10,5 кВ (Q₁) и нагрузка ТП (Q₂).

Наилучшим (оптимальным) режимом компенсации реактивных нагрузок будет режим, соответствующий минимальной величине годовых расчетных затрат и удовлетворяющий требованиям электроэнергетической системы. Для нахождения этого режима составляется функция расчетных затрат (целевая функция) и записываются ограничения. Оптимальными считаются такие мощности компенсирующих устройств, при которых целевая функция принимает минимальное значение в области допустимых решений. Область допустимых решений определяется ограничениями, накладываемыми на мощности КУ. Расчет оптимальных мощностей КУ в описанной выше постановке задачи производится с помощью методов математического программирования.

В лабораторной установке моделируется не вся ПЭС, а только ГПП и одна из цеховых подстанций с питающей ее кабельной линией электропередачи. Нагрузка Q₁ представляет собой суммарную реактивную мощность, потребляемую остальными ТП, число и мощность которых не известны. В этих условиях задачу оптимизации размещения КУ можно решать без применения оптимизационных методов, разделив ее на два этапа.
Этап первый.

Рассматривается ТП (рисунок 3.2) и определяется реактивная мощность низковольтных батарей Q

---

Смотрите также файлы

• Руководство для учителей 2 класса общеобразовательной школы Рекомендовано Министерством просвещения Республики.docx

• Мир без силы трения.docx

• Задание Дайте общую логическую характеристику понятиям Вариант 1 дядя, национальность. Вариант 2 электромагнитные волны, свобода. Вариант 3 Кощей Бессмертный, инфляция.docx

• Курсовая работа (проект) по Управлению проектами (наименование дисциплины).docx

• В таблице представлены данные об обороте магазинов за два периода, тыс руб.docx