Cel ćwiczenia:

celem ćwiczenia jest pokazanie na modelu fizycznym linii elektroenergetycznej podstawowych zjawisk występujących przy przesyle energii:

- spadki i straty napięcia

- straty mocy czynnej i biernej

- kompensacja mocy biernej

- regulacja napięcia w sieci elektroenergetycznej

Schemat układu połączeń:

Art. -autotransformator;

R_L- rezystancja linii;

X_L-reaktancja linii;

R- obciążenie czynne;

C- bateria kondensatorów(trójczłonowa bateria o pojemnościach 8μF,28 μF,8 μF)

A-amperomierz;

V-woltomierz;

Hz-częstotliwościomierz;

Z-zabezpieczenie silnika;

P1,P2,P3,P4-przełączniki

W1,W2,W3- wyłączniki

M-silnik

w ćwiczeniu przeprowadzono badanie linii elektroenergetycznej modelowanej za pomocą :

1.tylko R_L

2.oraz R_Li X_L

Dla powyższych modeli linii przeprowadzono pomiary napięć, prądów, mocy czynnej i biernej.

Pomiary wykonano dla przypadków:

- kompensacji silnika (silnik pracował bez obciążenia)

- włączenie obciążenia czynnego (silnik skompensowany)

- regulacja napięcia transformatorem

- zrzutu obciążenia

- wyłączenia baterii

- włączenie samej baterii kondensatorów

Na następnej stronie znajduje się tabela z wynikami pomiarów przeprowadzonych podczas ćwiczenia oraz tabela z wynikami obliczeń:

Obliczenia wykonano na podstawie następujących wzorów:

;
;

;
;
;

;

;

na następnych stronach przedstawione są wykresy wskazowe dla przypadków kompensacji mocy biernej oraz wykresy wskazowe przy włączonej tylko baterii kondensatorów dla linii modelowanej przez R_L oraz R_L+ X_L , a także wykresy zależności I_śr=f(C), δU₀=f(C), ΔP₀=f(C), ΔQ₀=f(C) , sporządzone na podstawie tabeli pomiarowej pozycja „kompensacja mocy biernej” dla obu modeli linii:

Uwagi i wnioski:

W ćwiczeniu przeprowadzono badanie przesyłu energii elektrycznej linią elektroenergetyczną modelowaną za pomocą rezystancji oraz za pomocą rezystancji i reaktancji.

W praktyce jednak mamy do czynienia z liniami o parametrach złożonych z R_L+ X_L.

Zasadnicze różnice między dwoma modelami linii to :

- dla R_L brak strat mocy biernej

- oraz zróżnicowanie spadków napięć w zależności od stopnia kompensacji mocy biernej,

dla R_L spadek napięcia utrzymuje się na stałym poziomie , natomiast w przypadku R_L+ X_L

przy braku kompensacji występują duże spadki napięć lecz w przypadku pełnej kompensacji

spadek napięcia jest bliski wartości zerowej, a straty mocy mają najmniejszą wartość. Można uzyskać nawet ujemną wartość spadku napięcia przy przekompensowaniu( napięcie na końcu linii jest wyższe niż na początku - na wykresie wskazowym nr 4 wartości tych napięć są sobie równe.Dalsze zwiększenie wartości pojemności dałoby ten efekt), lecz następuje wzrost wartości prądu a co za tym idzie również i większych strat mocy czynnej i biernej.

Jak widać z powyższych wykresów zależności I_śr=f(C),oraz ΔP₀=f(C) należy jednak bardzo starannie dobierać wartości pojemności kondensatorów(oraz moce baterii kondensatorów)gdyż przekompensowanie daje nam efekt znacznego wzrostu wartości prądu jak i strat mocy. Należy również pamiętać o tym,że mimo iż mierniki mocy biernej wskazują wartość równą zero(pełna kompensacja) to jednak zgodnie z zależnością
straty mocy biernej w linii występują.

Przyłączenie samej baterii kondensatorów na końcu linii wywołuje większe wartości płynących prądów w obu modelach linii niż jest to w przypadku pracy kondensator+obciążenie czynno-indukcyjne. A przypadku modelu linii R_L+ X_L ponownie obserwujemy ciekawe zjawisko tj. ujemny spadek napięcia.

Jak widać z przeprowadzonego doświadczenia w przypadku pracy linii elektroenergetycznej bardzo ważne jest aby stosować prawidłowo dobrane baterie kondensatorów. Daje to możliwość zmniejszenia strat przesyłowych oraz poprawia parametry napięciowe w szczególności tym odbiorcom , którzy zlokalizowani są dalej od stacji transformatorowych.

---