1. Ввод в работу установки физического моделирования автономной электрической системы с двумя генераторами (на холостом ходу).
2. Экспериментальное определение напряжений и токов генераторных
ветвей в начальном и установившемся режимах короткого замыкания и в заданных точках системы (в точке КЗ).
3. Сравнение опытных и расчетных данных токов КЗ.
Методика выполнения лабораторного задания
1. Собрать схему автономной работы электрической системы с двумя
генераторами, рис. 2.6, для чего:
- подать на панели установки все виды электропитания;
- подключить узел КЗ в заданной точке системы, сопротивление замыкания (дуги) Rд 4 Ом;
- ввести в работу генераторную установку Г2, выставив напряжение 220 В и частоту 50 Гц;
- подключить выключателем В2 линию передачи к генератору Г2, поставив тем самым линию под напряжение. Выключатели,,нижней'' цепи Вк3` и Вк4` при этом должны быть включены,,,верхней'' – Вк3 и Вк4 отключены;
- ввести в работу генераторную установку Г1, синхронизировать и подключить на параллельную работу с системой, замкнув выключатель В1;
- установить режим работы автономной системы с номинальными параметрами по напряжению (220 В) и частоте (50 Гц) без нагрузки.
2. Последовательно производить нажатием кнопки К(3) трехфазное короткое замыкание в точках системы 1,2,3,4, фиксируя показания приборов
(напряжения и тока) в трех точках системы: на генераторе 1, генераторе 2 и
в точке короткого замыкания.
Измерение тока и напряжения в указанных точках осуществлять для начального момента короткого замыкания и в установившемся режиме КЗ.
Результаты наблюдений занести в табл. 1.
Т а б л и ц а 1*
Параметры
режима
Режим
Генератор 1
Точка КЗ
Генератор 2
**
**
В
А
Вт
А
А
В
А
Вт
Гц
Предшествующий
режим
Режим КЗ
Точка 1
--------
------------
Точка 2
------------
Точка 3
------------
Точка 4
*) В верхней строке указывается начальное, в нижней – установившееся значение параметра.
**) Мощность указывается с учетом знака: генераторная (+) или двигательная (-).
Примечание. После отключения КЗ, осуществляемого автоматически с помощью реле времени (tвыд 10 с), система оказывается в режиме, предшествующем КЗ. Из–за прогрева проводов может наблюдаться некоторое изменение параметров предшествующего режима. Поэтому после отключения КЗ в случае необходимости проводят корректировку параметров предшествующего режима согласно первой строки табл. 1.
Обработка данных эксперимента
Первый этап.
Данные эксперимента, представленные в табл. 1, необходимо представить в относительных единицах, приняв за базисные номинальные параметры генератора Г1: Sб = Рн = 5 кВт, Uб = Uн = 220 В, Iб = 15 А.
Результаты опытного исследования режима трехфазного КЗ в электрической системе надо использовать для формулирования выводов, которые необходимо представить в виде ответов на следующие вопросы.
1. Как влияет близость точки КЗ к генераторам на величины токов и напряжений в различных ветвях схемы в режиме установившегося КЗ?
2. То же, для начального момента внезапного нарушения режима?
3. Чем объяснить возникновение активной мощности генераторов при КЗ в ненагруженной системе? Как зависит величина и знак мощности от расположения точки КЗ?
4. Как изменились бы токи КЗ, если бы генераторы имели автоматические регуляторы напряжения (возбуждения) АРВ?
Второй этап.
Используя данные определения параметров электрической системы, полученные при выполнении лабораторной работы № 1, составить схему замещения, рис. 2.8, для режима короткого замыкания.
Рис. 2.8
Для каждой точки КЗ 1,2,4 (точка 3 опускается), изобразить преобразованную схему замещения режима установившегося КЗ в виде рис. 2.9.
Рис. 2.9
Для точек короткого замыкания 1,2,4 произвести расчет значений установившихся токов КЗ I1к, I2к, Iк. Данные расчетов представить в табл. 2. В расчетах принимать в качестве ЭДС ее величину в предшествующем режиме (см. первую строку табл.1), Е1Е2 220 В, Rд = 4 Ом. Расчет вести в именованных единицах при базисном напряжении 220 В.
Т а б л и ц а 2
Параметры
Режим
Дано
Рассчитано
Получено из опыта
Z1
Z2
Rд
I1к
I2к
Iка
I1к
I2к
Iка
КЗ в точке1
--- в точке 2
--- в точке 4
5. В выводах сделать оценку погрешности расчета и эксперимента, объяснить причину образовавшейся погрешности.
Содержание отчета
1. Тема и цель лабораторной работы.
2. Схема установки для опытного определения параметров короткого замыкания с обозначением точек КЗ, рис. 2.6 и рис. 2.7.
3. Схема замещения установки с обозначением параметров сопротивления элементов, рис. 2.8, взятом из лаб. раб. № 1.
4. Программа работы (см. п. 3).
5. Упрощенная схема замещения режима КЗ.
6. Таблица 1 опытных данных.
7. Таблица 2 опытных и расчетных данных.
8. Выводы по работе.
9. Состав группы студентов.
7. Контрольные вопросы
1. Назвать этапы переходного процесса короткого замыкания и дать их краткую характеристику.
2. Охарактеризовать слагающие тока КЗ: периодическую и апериодическую.
3. Как представляется генератор на схеме замещения для начального момента внезапного нарушения режима и для установившегося режима?
4. Объяснить физическую сущность переходных параметров генератора и .
5. Дать определение постоянных времени Та и Тd`.
6. Как влияет место короткого замыкания на величину и распределение токов КЗ по ветвям схемы?
Лабораторная работа № 3
Тема: Исследование электромагнитного переходного процесса при несинхронном включении генератора в сеть.
Учебная цель: 1. Закрепление знаний теории переходных процессов при несинхронных включениях генератора.
2. Приобретение практических навыков анализа аварийных переходных процессов при нарушении условий синхронизации.
4 Ом;
Параметры
**
**
10 с), система оказывается в режиме, предшествующем КЗ. Из–за прогрева проводов может наблюдаться некоторое изменение параметров предшествующего режима. Поэтому после отключения КЗ в случае необходимости проводят корректировку параметров предшествующего режима согласно первой строки табл. 1.
и 
.