Akademia Górniczo-Hutnicza		LABORATORIUM SIECI I SYSTEMÓW ELEKTROENERGETYCZNYCH
				PRZEDMIOT: ELEKTROENERGETYCZNE SIECI ROZDZIELCZE
Temat ćwiczenia: Regulacja napięcia w sieciach rozdzielczych.				Grupa F1: Marcin Szybowski Piotr Susuł Marcin Ibragimow Piotr Bielaska
Wydział EAIiE	Rok III 2002/2003		Specjalność Elektroenergetyka
Uwagi:			Data wykonania 6.05.2003	Data zaliczenia	Ocena

POPRAWA

Wstęp

Każdy odbiorca wymaga, aby jakość energii, jaka jest mu dostarczana spełniała warunki określone normami, dotyczy to także napięcia.

Aby określone warunki napięciowe zostały spełnione dla wszystkich odbiorców w dalszych punktach sieci istnieje potrzeba regulacji napięcia.

Głównym celem regulacji jest utrzymanie odchyleń napięcia w granicach dozwolonych przez odpowiednie przepisy.

Program ćwiczenia

Celem naszego ćwiczenia było zapoznanie się ze sposobami regulacji napięcia w sieciach.

W tym celu musieliśmy zamodelować schemat sieci pokazany na rysunku 1.

Aby go zamodelować na stanowisku pomiarowym musieliśmy najpierw obliczyć potrzebne wartości rzeczywiste.

Rys.1 Schemat układu pomiarowego

Parametry linii oraz odbioru:

Moc S = 3 [MVA]

Cosφ = 0,9 [-]

Linia AFL-70 o długości 10 [km]

R = 0,46 [Ω]/km, X = 0,38 [Ω]/km

Obliczenia:

Spadek napięcia oblicza się z poniższego wzoru.

[V] (1)

R = 0,46 * 10 = 4,6 [Ω]

X = 0,38 * 10 = 3,8 [Ω]

Z = 0,6 * 10 = 6 [Ω]

Wzór na moc

[MVA] (2)

Po przekształceniu otrzymujemy wartość modułu prądu

(3)

I_cz = I * cosφ [A] (4)

I_cz =115,47 * 0,9 = 103,5 [A]

I_b = I * sinφ [A] (5)

I_b =115,47 * 044 = 49,45 [A]

Jest to wartość fazowa, musimy ją przeliczyć na wartość przewodową

(6)

Widać wyraźnie, że spadek napięcia przekracza wartość dopuszczalną, która wynosi

⇒

Ponieważ spadek napięcia jest większy od dopuszczalnego należy obliczyć reaktancję baterii kondensatorów potrzebną do zmniejszenia spadku napięcia

Ze wzoru poniższego

[V] (7)

Obliczamy reaktancję szeregowej baterii kondensatorów

(8)

I wynikającą z tej reaktancji pojemność

(9)

To samo wykonujemy dla równoległej baterii kondensatorów

Obliczenia dla równoległej baterii kondensatorów

(10)

(11)

(12)

(13)

Mając już obliczone wielkości rzeczywiste możemy obliczyć wielkości odpowiednie stanowisku pomiarowemu, pamiętając o odpowiednich skalach.

Skala napięciowa 0,01

Skala prądowa 0,01

U_a = 8660*0.01 = 86,6 [V]

I_a = 115,4*0,01 = 1,15 [A]

Następnie możemy zamodelować układ na stanowisku pomiarowym w celu wyznaczenia wpływu kondensatorów na spadki napięcia.

Tab.1 Wyniki pomiarów dla przypadku gdy cos φ = 0,9

Poszczególne przypadki	U1	cos1	I1	cos2	U2	I2	Z1	Z2	R	X	Uc
		[V]	[-]	[A]	[-]	[V]	[A]	[	[	[	[	[V]
Bez kondensatora	90	0,9	1,14	0,9	90	1,14	4,17	4,17	65,39	31,91	-
Kond. szeregowy	92	0,92	1,14	0,9	86	1,14	4,15	4,07	65,17	31,69	6,8
Kond. równoległy	92	0,97	1,1	0,97	88	1,1	5,09	5,27	64,42	31,25	-

Przypadek 2

Przypadek 2 różni się od poprzedniego wartością cosφ, która teraz wnosi 0,6

Parametry linii oraz odbioru:

Moc S = 3 [MVA]

Cosφ = 0,6 [-]

Linia AFL-70 o długości 10 [km]

R = 0,46 [Ω]/km, X = 0,38 [Ω]/km

Korzystamy dokładnie z tych samych wzorów, co w przykładzie 1

[V]

R = 0,46 * 10 = 4,6 [Ω]

X = 0,38 * 10 = 3,8 [Ω]

Z = 0,6 * 10 = 6 [Ω]

[MVA]

I_cz = I * cosφ [A]

I_cz =115,47 * 0,6 = 69,28 [A]

I_b = I * sinφ [A]

I_b =115,47 * 086 = 92,38 [A]

⇒

Ze wzoru poniższego

Obliczenia dla równoległej baterii kondensatorów

Mając już obliczone wielkości rzeczywiste możemy obliczyć wielkości odpowiednie stanowisku pomiarowemu, pamiętając o odpowiednich skalach.

Skala napięciowa 0,01

Skala prądowa 0,01

U_a = 8660*0.01 = 86,6 [V]

I_a = 115,4*0,01 = 1,15 [A]

Następnie możemy zamodelować układ na stanowisku pomiarowym w celu wyznaczenia wpływu kondensatorów na spadki napięcia.

Tab.2 Wyniki pomiarów dla przypadku gdy cos φ = 0,6

Poszczególne przypadki	U1	cos1	I1	cos2	U2	I2	Z1	Z2	R	X	Uc
		[V]	[-]	[A]	[-]	[V]	[A]	[	[	[	[	[V]
Bez kondensatora	92	0,67	1,15	0,62	86	1,15	4,09	4,09	44,35	60,17	-
Kond. szeregowy	94	0,67	1,15	0,62	88	1,15	4	4,09	45,3	60,96	5,9
Kond. równoległy	94	0,93	1,15	0,87	90	1,15	4,35	4,35	45,91	62,52	-

Wnioski:

• Dla szeregowej baterii kondensatorów potrzeba znacznie większych pojemności niż dla równoległej baterii kondensatorów

• W celu zmniejszenia spadku napięcia przez zmniejszenie impedancji linii stosuje się szeregową baterię kondensatorów

• W celu zmniejszenia spadku napięcia przez zmianę rozpływu mocy biernej stosuje się równoległą baterię kondensatorów

• W drugim przypadku, gdy cosφ = 0,6 potrzebna była prawie 2 większa pojemność niż w przypadku pierwszym, gdy cosφ = 0,9

---