Методические указания по проведению лабораторных работ по дисциплине


Скачать 249.69 Kb.
НазваниеМетодические указания по проведению лабораторных работ по дисциплине
Дата публикации14.09.2013
Размер249.69 Kb.
ТипМетодические указания
referatdb.ru > Физика > Методические указания


Методические указания





Форма

Ф СО ПГУ 7.18.2/05


Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Кафедра Электроэнергетики

^ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по проведению лабораторных работ по дисциплине

"Режимы передачи электроэнергии"

для специальности 050718 - Электроэнергетика (Специализация "^ Электроэнергетические системы и сети ")


Павлодар

Лист утверждения к

методическим указаниям




Форма

Ф СО ПГУ 7.18.1/05


УТВЕРЖДАЮ

Декан энергетического

Факультета

__________ А.П. Кислов

«___»________200_ г.

Составитель: к. т. н., профессор ____________Говорун В.Ф.
Кафедра Электроэнергетики

^ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к проведению лабораторных работ
по дисциплине Режимы передачи электроэнергии
для специальности 050718 - Электроэнергетика (Специализация Электроэнергетические системы и сети)
Рекомендовано на заседании кафедры

«___»_________200_г., протокол № ____
Заведующий кафедрой_________________ Захаров И.В.
Одобрено УМС энергетического факультета

«___» __________200_ г., протокол № ____
Председатель УМС ____________________Кабдуалиева М.М.





^ 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Целью лабораторных занятий является закрепление основных теоретических положений курса.

Лабораторные работы выполняются по комплексу программ на ЭВМ.

Программа позволяет проводить анализ режимов работы электропередачи длинной до 6000 км, состоящей из: одного - пяти участков линии, от 0 до 12 поперечно включенных элементов (реакторов), от 0 до 5 продольно включенных элементов (емкостей), от 0 до 5 нагрузок. Продольные и поперечные элементы могут регулироваться как в положительную, так и в отрицательную сторону. Знак (+) соответствует введению в схему индуктивности, а знак (-) - емкости, т.е. поперечные элементы - модель синхронных компенсаторов.

Напряжение в конце линии принято постоянным и равным Uн. Напряжение в других точках линии регулируется продольными и поперечными элементами.

Соединять последовательно два одинаковых элемента, при наборе схемы, программно не предусмотрено.

Лабораторный практикум рассчитан на 15 часов и включает в себя следующие лабораторные работы:




темы

Название лабораторной работы

Объём в

часах

3

Лабораторная работа № 1. Исследование режимов холостого хода электропередачи при Pн=0.

2

3

Лабораторная работа № 2. Исследование режимов работы электропередачи при U2=Uн;U1=var и Uн=var.

4

4

Лабораторная работа № 1. Исследование режимов работы электропередачи при U1=U2=Uн и Pн=var.

2

5

Лабораторная работа № 1. Исследование режимов работы компенсированной электропередачи при Pн=var

1,5


5

Лабораторная работа № 2. Исследование режимов работы Л Э П с нерегулируемыми К У при Pн=var

1,5

6

Лабораторная работа № 1. Исследование режимов работы Л Э П с регулируемыми К У при Pн=var

2

6

^ Лабораторная работа № 2. Исследование режимов работы настроенной электропередачи при Pн=var

2




Итого

15


Лабораторный практикум начинается с инструктажа по технике безопасности. После инструктажа студенты расписываются в журнале по технике безопасности. Затем студентам выдаются индивидуальные задания по которым они выполняют лабораторные работы.

Студентам на первом занятии сообщается список лабораторных работ и рекомендуемая литература. Преподаватель должен отметить особенность лабораторных работ, которая состоит в том, что по первой части лабораторные работы экспериментального характера и по ним должен быть оформлен индивидуальный отчет, по второй части лабораторные работы теоретического характера и поэтому отчёта по ним не требуется. Необходимо также заострить внимание студентов на ход выполнения лабораторных работ, который состоит в том, что студент предварительно готовит лабораторную работу дома по методическому пособию или рекомендуемой литературе. В лаборатории во время занятий студенты должны ознакомиться с работой, проконсультироваться у преподавателя по непонятным вопросам, а затем выполнить экспериментальную работу, оформить отчет и защитить лабораторную работу.

Каждое лабораторное занятие начинается с переклички, отмечаются отсутствующие и опоздавшие студенты. Затем преподаватель должен подойти к каждому студенту и выяснить есть ли непонятные вопросы и напомнить студентам, на что необходимо обратить внимание по каждой работе.

Защита лабораторных работ ведётся в устной форме в соответствии с контрольными вопросами, имеющимися в методическом пособии. Если студент не защитил лабораторную работу с первого раза, то он должен ещё раз разобраться с ней самостоятельно, а затем защитить её.
2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ КАЖДОЙ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

^

2.1 Лаб. N 1. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ ХОЛОСТОГО ХОДА ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ. Рн=0.


1.Определить экспериментальным путем распределение напряжения, тока и реактивной мощности вдоль линии различной длины (заданной преподавателем):

а) наберите схему электропередачи (элементы 1 и 2) на ЭВМ;

б) задав вначале длину первой линии, а затем второй линии в режиме «Регулирование поперечно включенных КУ» запишите величины напряжения, тока и реактивной мощности вдоль линии;

в) постройте зависимости U=f(l); I=f(l); Q=f(l) и угла от длины линии.

2.Определить необходимую мощность реакторов и место их установки в исследуемых линиях:

(мощность реакторов выбирается из условий: напряжение в местах установки реакторов должно быть равным Uн; место их установки - напряжение вдоль линии не должно превышать 1.05 Uн, т.е. реакторы устанавливаются на расстоянии не более 600 км друг от друга)

а) заданную длину линии разделите на «n=l0/600» последовательно соединенных линий c поперечно включенными КУ (реакторами);

б) наберите схему электропередачи на ЭВМ (задав Lуч. линий, Uн, марку провода);

в) выбрав режим <Регулирование поперечно включенных КУ> нажмите Enter, а затем в режиме <Выбор пункта изменения мощности КУ> остановитесь на пункте изменения мощности КУ в конце электропередачи - нажмите Enter;

г) увеличивайте мощность КУ до той величины пока напряжение в узле, где установлен предыдущий реактор, не станет равным Uн (т.е. U=1), нажмите Esc;

д) в режиме <Выбор пункта изменения мощности КУ> остановитесь на предпоследнем пункте изменения мощности КУ от конца электропередачи - нажмите Enter;

е) увеличивайте мощность КУ до той величины пока напряжение в узле, где установлен предыдущий реактор не станет равным Uн (т.е. U=1), нажмите Esc и т.д.

ж) запишите величины напряжения, тока и реактивной мощности вдоль линии и постройте зависимости U=f(l); I=f(l); Q=f(l).Определите мощность реакторов.

3.Оценить влияние величины поперечно включенной емкости в середине (конце) линии на уровень напряжения и перетоки реактивной мощности вдоль линии.

4.Оценить влияние величины продольно включенной емкости (индуктивности) в середине линии на уровень напряжения и перетоки реактивной мощности вдоль линии.

Пункты 3,4 выполняются аналогично пункту 2.

По результатам исследований студенты должны составить отчет и защитить лабораторную работу.

Для ЗАЩИТЫ лабораторной работы необходимо представить исполнительный отчет, ответить на контрольные вопросы и уметь проводить анализ режимов работы электропередачи в режиме холостого хода и нагрузочных режимах.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ должен содержать схему и параметры электропередачи, результаты эксперимента и графические зависимости.

Вопросы, касающиеся данной темы, изложены в литературе ([1] глава 3).
^

2.2 Лаб. N2. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ при U2=Uн;U1=var и Рн=var.


Исследованию подлежат следующие режимы с COS(наг.)=1:

1) передача мощности меньше натуральной (Рн=0.5<Ро);

2) передача натуральной мощности (Рн=Ро=1);

3) передача мощности больше натуральной (Рн=1.5>Ро).

а) В режиме <Изменение мощности нагрузки> и в режиме <Выбор пункта изменения мощности нагрузки> - нажмите Enter, затем увеличьте Рн до Рн=0.5 при cos Fi=1;

б) Запишите величины напряжения, тока и реактивной мощности вдоль линии и постройте зависимости U=f(l); I=f(l); Q=f(l).

в) Увеличьте Рн до Рн=1 при cos Fi=1 и выполните пункт б).

г) По данным, снятым в пунктах а) и б) постройте зависимость потерь активной мощности в линии от величины мощности нагрузки.

д) Изменяя величину и знака cos Fi, например при Рн=1, оцените его влияние на распределение напряжения, тока, реактивной мощности и угла вдоль линии.

По результатам исследований студенты должны составить отчет и защитить лабораторную работу.

Для ЗАЩИТЫ лабораторной работы необходимо представить исполнительный отчет, ответить на контрольные вопросы и уметь проводить анализ режимов работы электропередачи в режиме холостого хода и нагрузочных режимах.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ должен содержать схему и параметры электропередачи, результаты эксперимента и графические зависимости.

Вопросы, касающиеся данной темы, изложены в литературе ([1] глава 3).

^

2.3 Лаб. N3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПРИ U1=U2=Uн и Рн=var.


Как и в лабораторной работе N2 исследованию подлежат режимы: 1, 2, 3.

1.Определить экспериментальным путем мощность поперечно включенного в конце линии К У при Рн=0.5, Рн=1, Рн=1.1 и условии, что U1=U2=Uн=1:

а) в режиме <Изменение мощности нагрузки> и в режиме <Выбор пункта изменения мощности нагрузки> - нажмите Enter, затем увеличьте Рн до Рн=0.5 при cosFi=1;

б) выбрав режим <Регулирование поперечно включенных КУ> нажмите Enter, а затем в режиме <Выбор пункта изменения мощности КУ> остановитесь на пункте изменения мощности КУ в конце электропередачи - нажмите Enter;

в) увеличивайте мощность КУ до тех пор, пока напряжение в узле, где установлен предыдущий реактор (при установке одного КУ - в начале линии) не станет равным Uн (т.е. U=1) и т.п.;

г) снять такие же зависимости, как и в пунктах 1,2,3 лаб.N2.

По результатам исследований студенты должны составить отчет и защитить лабораторную работу.

Для ЗАЩИТЫ лабораторной работы необходимо представить исполнительный отчет, ответить на контрольные вопросы и уметь проводить анализ режимов работы электропередачи в режиме холостого хода и нагрузочных режимах.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ должен содержать схему и параметры электропередачи, результаты эксперимента и графические зависимости.

Вопросы, касающиеся данной темы, изложены в литературе ([1] глава 3).
^

2.4 Лаб. N4. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ КОМПЕНСИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ.


1.Определить необходимую мощность КУ и место их установки в исследуемой линии. В первом приближении мощность продольно включенных КУ выбирается из условия желаемого взаимного угла (40-50)° между напряжениями в начале и конце линии и при передаче активной максимальной мощности.

Мощность поперечно включенных КУ выбирается из условия поддержания напряжения вдоль линии в пределах допустимого.

При проектировании ЛЭП место установки КУ выбирается на основании технико-экономических расчетов. В лабораторной работе - экспериментальным путем. Как правело поперечные КУ устанавливаются через 500-600 км. Продольные КУ - в узлах отбора мощности, в начале линии и т.п.

а) нарисуйте схему компенсированной электропередачи с продольно и поперечно включенными КУ - наберите ее на ЭВМ;

б) в режиме <Изменение мощности нагрузки> и в режиме <Выбор пункта изменения мощности нагрузки> - нажмите Enter, затем увеличьте Рн до Рн=Pmax при cosFi=1;

в) выбрав режим <Регулирование поперечно включенных КУ> нажмите Enter, а затем в режиме <Выбор пункта изменения мощности КУ> остановитесь на пункте изменения мощности КУ в конце электропередачи - нажмите Enter;

г) увеличивайте мощность КУ до тех пор пока напряжение в узле, где установлен предыдущий реактор не станет равным Uн (т.е. U=1), нажмите Esc;

д) в режиме <Выбор пункта изменения мощности КУ> остановитесь на предпоследнем пункте изменения мощности КУ от конца электропередачи - нажмите Enter;

е) увеличивайте мощность КУ до тех пор, пока напряжение в узле, где установлен предыдущий реактор не станет равным Uн (т.е. U=1), нажмите Esc;

ж) выбрав режим <Регулирование продольно включенных КУ> нажмите Enter, а затем в режиме <Выбор пункта изменения мощности КУ> остановитесь на пункте изменения мощности КУ в конце электропередачи - нажмите Enter;

з) увеличивайте мощность КУ до тех пор, пока взаимный угол между напряжениями в начале и конце линии не снизится до требуемой величины, нажмите Esc;

и) в режиме <Выбор пункта изменения мощности КУ> остановитесь на предпоследнем пункте изменения мощности КУ от конца электропередачи - нажмите Enter;

к) увеличивайте мощность КУ до тех пор, пока взаимный угол между напряжениями в начале и конце линии не снизится до требуемой величины и т.д.;

л) мощность продольных и поперечных КУ регулируется до тех пор, пока взаимный угол между напряжениями в начале и конце электропередачи не снизится до (40-50)° и напряжение в узлах где установлены реакторы не станет равным U=1;

м) запишите величины напряжения, тока, реактивной мощности и угла вдоль линии, постройте их зависимости. Определите мощность КУ.

По результатам исследований студенты должны составить отчет и защитить лабораторную работу.

Для ЗАЩИТЫ лабораторной работы необходимо представить исполнительный отчет, ответить на контрольные вопросы и уметь проводить анализ режимов работы электропередачи в режиме холостого хода и нагрузочных режимах.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ должен содержать схему и параметры электропередачи, результаты эксперимента и графические зависимости.

Вопросы, касающиеся данной темы, изложены в литературе ([2] глава 2).

^

2.5 Лаб. N5 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛЭП с нерегулируемыми КУ при Рн=var.


1. Установить в исследуемой линии выбранные в лаб. N4 КУ.

2. Изменяя Рн от 0 до 1.5 Ро при cosFi=1 и нерегулируемых КУ снять для Р=0,Р=1 и Р=1.5 зависимости U=f(l); I=f(l); Q=f(l) и угла от длины линии.

3. По данным пункта 2 построить зависимость потерь активной мощности в линии от величины мощности нагрузки.

4. Оценить влияние величины и знака cosFi на распределение напряжения, тока, реактивной мощности и угла вдоль линии, а также на потери активной мощности.

По результатам исследований студенты должны составить отчет и защитить лабораторную работу.

Для ЗАЩИТЫ лабораторной работы необходимо представить исполнительный отчет, ответить на контрольные вопросы и уметь проводить анализ режимов работы электропередачи в режиме холостого хода и нагрузочных режимах.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ должен содержать схему и параметры электропередачи, результаты эксперимента и графические зависимости.

Вопросы, касающиеся данной темы, изложены в литературе ([2] глава 2).

^

2.6 Лаб. N6 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛЭП с регулируемыми КУ при Рн=var.


1. Установить в исследуемой линии выбранные в лаб.N4 КУ.

2. Задавая вначале Рн=0,затем Рн=1, Рн=Pmax при cosFi=1 и регулируя только поперечные КУ так чтобы напряжение в узлах, где установлены реакторы было U=1 снять зависимости U=f(l); I=f(l); Q=f(l) и угла от длины линии.

3. По данным пункта 2 построить зависимость потерь активной мощности в линии от величины мощности нагрузки.

4. Оценить влияние величины и знака cosFi на распределение напряжения, тока, реактивной мощности и угла вдоль линии, а также на потери активной мощности при продольном и поперечном регулировании КУ.

По результатам исследований студенты должны составить отчет и защитить лабораторную работу.

Для ЗАЩИТЫ лабораторной работы необходимо представить исполнительный отчет, ответить на контрольные вопросы и уметь проводить анализ режимов работы электропередачи в режиме холостого хода и нагрузочных режимах.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ должен содержать схему и параметры электропередачи, результаты эксперимента и графические зависимости.

Вопросы, касающиеся данной темы, изложены в литературе ([2] глава 2).

^

2.7 Лаб. N7. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ НАСТРОЕННОЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ при Рн=var.


1. Определить необходимую мощность КУ и место их установки в исследуемой линии. В первом приближении мощность продольно включенных К У выбирается из условия, что взаимный угол между напряжениями в начале и конце линии при передаче по ней мощности от Р=0 до Р=Рмах должен быть равен 180°.

Мощность поперечно включенных КУ выбирается экспериментальным путем; т.е. из условия баланса реактивной мощности вдоль линии (реактивная мощность источника должна быть равна нулю).

Как правило, продольные и поперечные КУ устанавливаются в начале и конце линии:

2.Задавая Рн=(0-1.5)Ро при cosFi=1 и нерегулируемых КУ снять для характерных режимов зависимости U=f(l); I=f(l); Q=f(l) и угла от длины линии.

3.Изменяя Рн от 0 до Рmax при cosFi=1 и нерегулируемых КУ снять зависимость потерь активной мощности в линии от величины мощности нагрузки.

4.Оценить влияние величины и знака cosFi на распределение напряжения, тока, реактивной мощности и угла вдоль линии, а также на потери активной мощности.

Для ЗАЩИТЫ лабораторной работы необходимо представить исполнительный отчет, ответить на контрольные вопросы и уметь проводить анализ режимов работы электропередачи в режиме холостого хода и нагрузочных режимах.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ должен содержать схему и параметры электропередачи, результаты эксперимента и графические зависимости.

Вопросы, касающиеся данной темы, изложены в литературе ([2] глава 2).
^

Контрольные вопросы по передачам переменного токка.


  1. Схемы замещения и основные параметры электропередачи.

  2. Режим холостого хода линии.

  3. Как изменяется величина и направление реактивной мощности по мере увеличения длины линии.

  4. Мероприятия, обеспечивающие приемлемый режим напряжения вдоль линии в режиме холостого хода.

  5. Как изменяется распределение напряжения и реактивной мощности вдоль линии при включении в конце продольно (поперечно) емкости (индуктивности).

  6. Характер распределения напряжения и реактивной мощности вдоль линии в режиме холостого хода при закрепленных напряжениях по концам линии.

  7. Режим натуральной мощности.

  8. Передача по линии мощности больше (меньше) натуральной.

  9. Влияние режима передачи мощности на распределение напряжения вдоль линии.

  10. Влияние реакторов, включенных в конце линии на предел передаваемой мощности.

  11. Фазовый сдвиг между напряжениями по концам линии при изменении режима электропередачи.

  12. Как обеспечить приемлемый режим напряжения вдоль линии при изменении передаваемой активной мощности.

  13. Как определяется мощность компенсирующих устройств и место их установки.

  14. Как понимать <настройка> (<компенсация>) линии на полуволну.

  15. Схемы настройки (компенсации) электропередачи.

  16. Чему равен предел мощности и устойчивости полуволновой линии.

  17. Регулируемые и нерегулируемые компенсированные электропередачи.

  18. Потери мощности и энергии.


2.8 Лаб.№8. УСТАНОВИВШИЕСЯ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ВЫПРЯМИТЕЛЯ И ИНВЕРТОРА

Цель работы — ознакомиться с устройством шестифазного мостового преобразователя и определить его характеристики в выпрямительном и инверторном режимах.

Программа работы

1. Ознакомиться со схемой тиристорной модели преобра­зовательной установки и правилами безопасности работы на ней.

2. Проверить работу системы сеточного управления преобразователя и, если требуется, произвести ее настройку.

3. Определить основные характеристики выпрямительного режима работы преобразователя Ud , Id, угол коммутации γ) при eгo нагрузке на активное сопротивление R, включенное через сглаживающий реактор, в следующих случаях:

а) при Е = const, R = const и изменении угла зажигания α;

б) при Е = const, а = const и R = var (внешняя характе­ристика Ud = f(Id)).

4. Снять осциллограммы напряжения на зажимах моста, отвечающие характеристикам п. 3, а также для одного из ре­жимов снять осциллограммы напряжения и тока вентиля, на­пряжения и тока на стороне переменного тока.

5. Определить внешние характеристики преобразователя в инверторном режиме работы при нескольких значениях угла зажигания и изменении напряжения Ud, прикладываемого к инвертору от другого преобразователя.

6. Опробовать характерные аварийные условия, приводя­щие к опрокидыванию инвертора (снижение переменного на­пряжения, нарушение сеточного управления, пропуск зажига­ния вентиля и пр.), и проанализировать причины опроки­дывания.

7. Составить отчет, который должен содержать:

а) схему анодных цепей преобразователя с указанием мест включения измерительных приборов;

б) таблицы опытных данных, полученных в п. 3 и п. 5;

в) расшифрованные осциллограммы с определением углов α и γ и пульсаций напряжения;

г) таблицы и графики внешних характеристик преобразователя в выпрямительном и инверторном режимах, получен­ные расчетным путем, с нанесением на них опытных точек;

д) анализ результатов и выводы по работе.
^ Пояснения к работе

Для преобразования трехфазного тока в постоянный и об­ратного, преобразования широко используется трехфазная мостовая схема с управляемыми вентилями, изображенная на рисунке 1. На основе этой схемы осуществляется преобразование энергии на выпрямительных и инверторных подстанциях элек­тропередач постоянного тока, а также производится питание силовых цепей многих устройств электропривода, ионного воз­буждения генераторов и пр.


Рисунок 1- Схема одномостового преобразователя
Рассмотрим работу преобразователя в нормальном режи­ме, когда импульсы, отдирающие вентили, подаются на их сетки с интервалом в 60° в соответствии с принятой нумера­цией вентилей, При этом будем считать источник переменного тока бесконечно мощным, а выпрямленный ток постоянным, что отвечает допущению Ld = ∞.

На рисунке 2, а приведены кривые фазных и линейных э. д. с. источника питания, выпрямленного напряжения и напряжения на вентиле 1, а также токов в вентилях и фазах источника переменного напряжения, отвечающие выпрямительному ре­жиму работы преобразователя. При построении кривых при­нято, что очередные вентили отпираются с запаздыванием на угол зажигания α относительно моментов начала естественной коммутации, отвечающих появлению на очередных вентилях продолжительных анодных напряжений. Вследствие ненулевого, значения индуктивностей фаз системы переменного тока коммутация тока с одного вентиля на другое занимает конечный промежуток времени, характеризуемый углом коммутации γ, когда имеет место двухфазное короткое замыкание соответствующих фаз источника тока через горящие вентили. Так как переход тока с предшествующего вентиля на последующий происходит за счет действия в контуре коммутации линейной э. д, с. соответствующих фаз, уравновешивающейся одинаковыми падениями напряжения на индуктивностях этих фаз, то потенциал полюса моста относительно нейтрали системы ока­зывается равным полусумме фазных напряжений коммутируе­мых фаз, а напряжение между полюсами- полусумме соот­ветствующих линейных напряжений. На основании изложен­ного кривая напряжения на зажимах моста в так называемом режиме 2—3 состоит из отрезков сменяющих друг друга ли­нейных э. д, с. источника переменного тока с амплитудой √3Em, отвечающих периодам горения двух вентилей моста, и отрезков полусумм линейных э. д, с. с амплитудой 1,5 Еm в периоды коммутации, когда одновременно горят три вентиля.

Кривые фазных напряжении в точке подключения моста к системе переменного тока и обратных напряжений на вен­тилях получаются из соответствующих синусоидальных э. д. с. с наложенными на них искажениями, вызванными коммутациями.

Рисунок 2 – Идеализированные кривые напряжений и токов мостового преобразователя, работающего в режиме:

а) выпрямителя; б) инвертора
Из приведенных кривых видно, что выпрямленное напря­жение содержит постоянную составляющую Ud, передаю­щуюся к нагрузке моста через реактор Ld, и переменную составляющую сложной формы, имеющую шестикратную перио­дичность по отношению к промышленной частоте и содержа­щую высшие гармонические, кратные шестой. При допущении

Ld =∞ вся переменная составляющая напряжения моста уравновешивается переменным напряжением аналогичной формы на сглаживающем реакторе.

Постоянное напряжение Ud может быть определено как среднее значение напряжения между полюсами моста; оно оказывается равным:
. (1)
Если учесть падение напряжения на дуге горящих венти­лей некоторой постоянной величиной Uд, то фактическое по­стоянное напряжение на зажимах мостового преобразователя будет
(2)
Связь величины выпрямленного тока Id с величинами Em, α и γ может быть получена из рассмотрения уравнения ком­мутации
.
Для вентиля, зажегшегося при и закончившего ком­мутацию при угле , когда ток возрос от нуля до полного значения Id, найдем



или
. (3)
Исключая из уравнений (1) и (3) cos(α + γ), находим уравнение внешней характеристики преобразователя в ре­жиме работы 2—3
. (4)
Выражение (4) показывает, что внешние характеристики Ud = f(Id) предоставляют собой прямые линии, имеющие оди­наковый угловой коэффициент независимо от величин Еm и α, если последние являются неизменными.

На рис. 3 приведены изображенные в относительных едини­цах

внешние характеристики одномостового преобразователя. В области режима 2—3 они пока­заны тонкими сплошными линиями. Пунктиром изображены линии равных углов коммутации у = const. Границей области 2—3 является линия γ = 60°, отвечающая режиму 3—3, когда преобразователи работает в режиме поочередного горения вен­тилей группами только по 3. За линией у = 60° расположена область режима 3—4. Режимы 3—3 и 3—4 являются неэконо­мичными, поэтому они в данной работе не исследуются.

Рисунок 3 – Внешние характеристики мостового преобразователя
В основном рабочем режиме 2—3 преобразователь, приве­денный к стороне постоянного тока, в соответствии с уравне­нием (4) может, быть охарактеризован эквивалентной схемой рис. 4, для которой справедливо уравнение

. (5)
Из уравнений (5) и (4) видно, что
.
Если нагрузкой выпрямителя является активное сопротивление, то связь между током Id и напряжением Ud выражается законом Ома: .

Подставляя Id в (4) и определяя c помощью (2), найдем

. (6)
Выражение (6) указывает на косинусоидальную зависи­мость выпрямленного напряжения от угла зажигания α.

Управляемый мостовой преобразователь может работать не только в выпрямительном, но и в инверторном режиме (рис. 2, б). В последнем случае угол зажигания вентилей α должен превышать 90°, а извне к преобразователю должно быть приложено напряжение; имеющее полярность противо­положную той, которую имела схема в выпрямительном режиме. Очевидно, что в установившемся режиме должно иметь место равенство внешнего напряжения , и среднего значения встречного напряжения моста Ud с добавлением к нему падения напряжения в двух горящих вентилях. При протекании тока в направлении противоположном направлению э. д. с. фаз трансформатора энергия будет передаваться в систему переменного тока, что свойственно инверторному режиму.

Основные уравнения (1) - (4), полученные выше, справед­ливы и для инверторного режима с той оговоркой, что вели­чины Ud и в этом случае будут отрицательными.

Основным отличием инверторного режима от выпрями­тельного является ограничение в величине угла коммутации γ, так как для обеспечения правильной работы инвер­тора необходимо, чтобы ком­мутация закончилась ранее момента равенства нулю коммутирующей э. д. с. в точке пересечения кривых фазных (или линейных) на­пряжений, отстоящей на 180° от точки естественной коммутации неуправляемого выпрямителя. При этом момент погасания вентиля должен быть отделен от кри­тической точки появле­ния на нем положитель­ного анодного напряжения некоторым углом δ, превышающим допустимый угол деионизации δдоп, который соответствует времени восстановления запирающего действия сетки. Рабо­чие режимы инверторов обычно отвечают углу погасания δ = 15°. Они соответствуют линии δ = 15° = const на диа­грамме рис. 3.

В случае невыполнения требования δ > δдоп произойдет нарушение нормального порядка горения вентилей, приводящее к так называемому опрокидыванию инвертора, которое эквивалентно короткому замыканию цепи выпрямленного тока. Причины опрокидывания могут быть различными, рас­смотрим кратко некоторые из них.

Если угол погасания вентиля б за счет протекания слиш­ком большого тока оказывается меньше δдоп коммутация не заканчивается погасанием к-го вентиля с переходом тока на (k + 2)-й вентиль, и к-й вентиль продолжает гореть при сни­жающемся встречном напряжении. Через 60° после зажига­ния (k + 2)-го вентиля зажигается (k + 3)-й вентиль и обра­зуется однофазное опрокидывание инвертора, при котором ток от внешнего источника потечет через два вентиля k и k + 3, минуя трансформатор инвертора. Аналогичные условия могут появиться при коротком замыкании в сети переменного тока, пропуске зажигания вентиля инвертора и других причин.

При прекращении подачи отпирающих импульсов на сетки вентилей инвертора коммутация нарушается, в мостовой схеме останутся гореть два вентиля в различных плечах моста. При таком двухфазном опрокидывании в цепь выпрямленного тока останутся включенными две фазы трансформатора, на которых будет синусоидальное линейное напряжение, направленное то согласно, то встречно направлению тока. Поскольку среднее значение синусоидального напряжения равно нулю, то в среднем инвертор будет представлять собой также короткозамкнутую цепь по отношению к источнику постоянного тока.



Рисунок 4 – Эквивалентная схема замещения мостового преобразователя

в режиме 2-3
Двухполюсное опрокидывание может произойти также и по другим причинам. Изложенное показывает, что обеспечение надежной работы инвертора является сложной задачей. Обычно она решается отключением цепи питания опрокинув­шегося инвертора с быстродействующим автоматическим по­вторным его включением.
^ Методические указания

Работа проводится на преобразовательной установке, пи­тающейся от трехфазных регулировочных трансформаторов, последовательно с которыми включены добавочные катушки самоиндукции, имитирующие реактивность системы перемен­ного тока. В качестве вентилей использованы тиристоры, схема управления которыми изображена на рис. 5. От трехфаз­ного индукционного фазорегулятора питаются первичные цепи шести пиковых трансформаторов, на вторичных обмотках ко­торых вырабатываются несинусоидальные пикообразные на­пряжения со сдвигом в 60° между собой. Эти напряжения ис­пользуются для отпирания вспомогательных тиристоров Tк, на сетки которых заранее подано отрицательное смещение. В результате зажигания каждого из этих тиристоров в его анодной цепи проходит один полупериод высокочастотного тока заряда конденсатора, а на первичной обмотке изолирую­щего трансформатора появляется напряжение с прямоуголь­ным фронтом, которое передается в цепь сетки главного вен­тиля Вк для его отпирания.


Рисунок 4 –Схема управления мостового преобразователя
Из схемы видно, что на каждый основной вентиль мосто­вого преобразователя Вк подается два отпирающих импуль­са - основной от зажигания вспомогательного тиристора Tk и второй через 60° от тиристора Tk+1. Подача второго импульса необходима для обеспечения первоначального образования тока в мостовом преобразователе при одновременном отпирании вентилей в анодной и катодной группах (иногда вместо двух импульсов на вентили моста подаются широкие импульсы с длительностью положительных потенциалов на сетке более 60о).

Перед началом основной работы необходимо проверить исправность системы сеточного управления преобразователя. Для этого с помощью электронного осциллографа с периоди­ческой разверткой, синхронизируемой от сети, проверяется на­личие пилообразных напряжений в цепях сеток вспомогательных тиристоров, устанавливается срабатывание всех этих тиристоров путем осциллографирования напряжения в общей цепи питания их анодных или сеточных цепей, на котором должны быть видны соответственные импульсные искажения, И, наконец, производится проверка наличия на сетках глав­ных вентилей отпирающих импульсов напряжения. В процессе работы необходимо по возможности точно установить равен­ство интервалов времени между зажиганиями вспомогатель­ных тиратронов (по 60°). Это можно сделать, с помощью ре­гулирования постоянных отрицательных напряжений смещения подаваемых на их сетки. При указанной настройке необходимо обратить внимание на правильность действия сеточной защиты, которая осуществляется закорачиванием сопротивления Rз; увеличение напряжения смещения должно привести к прекращению зажигания всех вспомогательных тиристоров.

Полный контроль правильности работы мостового преобразователя удобно производить в выпрямительном режиме при его нагрузку на активное сопротивление, включенное за сглаживающим реактором (см. рис. 1).

При анализе работы преобразователя в инверторном ре­жиме необходимо перед включением на него источника по­стоянного напряжения (другого выпрямителя) подготовить инвертор к работе: установить угол зажигания α порядка 120-140о и подать на сетки вентилей управляющие импульсы. Во избежание опрокидывания инвертора постоянное напряже­ние, подводимое к нему, целесообразно вначале поднимать с нуля с помощью регулирования переменного напряжения или угла зажигания выпрямителя.

При опрокидывании инвертора необходимо снять постоян­ное напряжение его питания с помощью запирания выпря­мителя, после чего можно восстановить работу схемы с по­мощью соответствующей регулировки и повторного включе­ния.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Воробьев Г. В. Дальние электропередачи. Конспект лекций для специальности 0302. Караганда-1976 с.65

  2. Воробьев Г. В. Дальние электропередачи. Конспект лекций для специальности 0302. Часть 2. Караганда-1976 с.55

  3. Справочник “По проектированию электроэнергетических систем”. Под редакцией С.С.Рокотяна и И.М.Шапиро. М: Энергоатомиздат, 1985г.

  4. Л.Р.Нейман, С.Р.Глинтерник, А.В.Емельянов, В.Г.Новицкий Электропередача постоянного тока как элемент энер­гетических систем. Изд. Академии Наук СССР, 1962.

  5. А.В.Поссе. Схемы и режимы работы электропередач постоянного тока. Л, “Энергия”, 1973.

  6. В.А.Веников, Ю.П.Рыжов. Дальние электропередачи переменного и постоянного тока. М, Энергоатомиздат, 1985.



Похожие рефераты:

Методические указания по проведению лабораторных работ по курсу «Механика...
Методические указания «Погрешности измерений в физике.» -бгпа кафедра физики-1989. 20с
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Т еплотехника»
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Техническая термодинамика» составлен к т н., доцентом каф. «Теплоэнергетика»...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине...
Правила техники безопасности при проведении лабораторных работ в специализированных лабораторных аудиториях
Методические указания для лабораторных работ по дисциплине «Монтаж...
Методические указания для лабораторных работ по дисциплине «Монтаж и эксплуатация технологических машин» для студентов специальности...
Методические указания ф со пгу 18. 2/05 к лабораторным работам
...
Методические указания ф со пгу 18. 2/05 к лабораторным работам
...
Методические указания по выполнению лабораторных и контрольных работ...
Содержат задания к контрольной работе, методические указания по выполнению контрольной и лабораторных работ
Методические указания к проведению лабораторных работ
Типовой комплект учебного оборудования "Теория электрических цепей" / настольный, ручной
Методические указания по проведению лабораторных работ по курсу «Механика...
Методические указания «Погрешности измерений в физике.» -бгпа кафедра физики-1989. 20с
Методические указания составлены в соответствии с требованиями квалификационной...
Составители: Ширяева О. И., Токтабаев С. М теория линейных систем автоматического регулирования. Методические указания к выполнению...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза