Gliwice
Laboratorium Elektroenergetyki
Temat: Analiza odchyleń napięcia na modelu
sieci elektroenergetycznej......
Politechnika Śląska
kier. Elektrotechnika
wydz. Elektryczny
grupa 1; sekcja 4
Anna Gorczyca-Goraj
Piotr Raczek
Marek Kaleta
Bartłomiej Klama
Mateusz Słota
Cel ćwiczenia
Z przygotowanej symulacji dobowego obciążenia systemu elektroenergetycznego
sprawdzić wahania napięcia. Analiza przebiegu napięcia i odpowiednie dobranie regulacji napięcia na regulatorze zaczepów transformatora pod obciążeniem.
Program ćwiczenia
1. Pomiary wykonywane były co 15 sekund w ciągu 15 minut, które symulowały dobę, czyli 24 godziny.
2. Pomiary napięcia bez jego regulacji zostały zanotowane w tabeli pomiarowej
t | t (symulowane) | U | t | t (symulowane) | U | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Lp. | [min] | [h] | [V] | Lp. | [min] | [h] | [V] |
0 | 0:00 | 0:00 | 215,7 | 31 | 7:45 | 12:24 | 208,9 |
1 | 0:15 | 0:24 | 213,9 | 32 | 8:00 | 12:48 | 208,3 |
2 | 0:30 | 0:48 | 212,7 | 33 | 8:15 | 13:12 | 210,5 |
3 | 0:45 | 1:12 | 213,4 | 34 | 8:30 | 13:36 | 206,7 |
4 | 1:00 | 1:36 | 216,5 | 35 | 8:45 | 14:00 | 209,5 |
5 | 1:15 | 2:00 | 217,4 | 36 | 9:00 | 14:24 | 209,6 |
6 | 1:30 | 2:24 | 217,9 | 37 | 9:15 | 14:48 | 209,1 |
7 | 1:45 | 2:48 | 216,6 | 38 | 9:30 | 15:12 | 208,3 |
8 | 2:00 | 3:12 | 213,8 | 39 | 9:45 | 15:36 | 208,7 |
9 | 2:15 | 3:36 | 214,5 | 40 | 10:00 | 16:00 | 203,5 |
10 | 2:30 | 4:00 | 214,9 | 41 | 10:15 | 16:24 | 199,4 |
11 | 2:45 | 4:24 | 213,6 | 42 | 10:30 | 16:48 | 199,6 |
12 | 3:00 | 4:48 | 209,6 | 43 | 10:45 | 17:12 | 203,1 |
13 | 3:15 | 5:12 | 212,7 | 44 | 11:00 | 17:36 | 206,1 |
14 | 3:30 | 5:36 | 212,8 | 45 | 11:15 | 18:00 | 204,2 |
15 | 3:45 | 6:00 | 207 | 46 | 11:30 | 18:24 | 205 |
16 | 4:00 | 6:24 | 206,3 | 47 | 11:45 | 18:48 | 211,1 |
17 | 4:15 | 6:48 | 207,2 | 48 | 12:00 | 19:12 | 206 |
18 | 4:30 | 7:12 | 205,8 | 49 | 12:15 | 19:36 | 207,5 |
19 | 4:45 | 7:36 | 210,2 | 50 | 12:30 | 20:00 | 206 |
20 | 5:00 | 8:00 | 212,7 | 51 | 12:45 | 20:24 | 208,9 |
21 | 5:15 | 8:24 | 210,5 | 52 | 13:00 | 20:48 | 207,5 |
22 | 5:30 | 8:48 | 211,7 | 53 | 13:15 | 21:12 | 211,2 |
23 | 5:45 | 9:12 | 210 | 54 | 13:30 | 21:36 | 211 |
24 | 6:00 | 9:36 | 209,8 | 55 | 13:45 | 22:00 | 212,3 |
25 | 6:15 | 10:00 | 211,4 | 56 | 14:00 | 22:24 | 216,6 |
26 | 6:30 | 10:24 | 211 | 57 | 14:15 | 22:48 | 216,8 |
27 | 6:45 | 10:48 | 215 | 58 | 14:30 | 23:12 | 216 |
28 | 7:00 | 11:12 | 214 | 59 | 14:45 | 23:36 | 215,5 |
29 | 7:15 | 11:36 | 204,6 | 60 | 15:00 | 0:00 | 216,5 |
30 | 7:30 | 12:00 | 210 |
3. Pomiary napięcia z jego regulacji zostały zanotowane w tabeli pomiarowej
t | t (symulowane) | U | t | t (symulowane) | U | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Lp. | [min] | [h] | [V] | Lp. | [min] | [h] | [V] |
0 | 0:00 | 0:00 | 219,8 | 31 | 7:45 | 12:24 | 221 |
1 | 0:15 | 0:24 | 221,3 | 32 | 8:00 | 12:48 | 220 |
2 | 0:30 | 0:48 | 221,2 | 33 | 8:15 | 13:12 | 219,3 |
3 | 0:45 | 1:12 | 220,1 | 34 | 8:30 | 13:36 | 216 |
4 | 1:00 | 1:36 | 218,3 | 35 | 8:45 | 14:00 | 223,8 |
5 | 1:15 | 2:00 | 219,2 | 36 | 9:00 | 14:24 | 226 |
6 | 1:30 | 2:24 | 219,7 | 37 | 9:15 | 14:48 | 225,8 |
7 | 1:45 | 2:48 | 221 | 38 | 9:30 | 15:12 | 224,8 |
8 | 2:00 | 3:12 | 216,8 | 39 | 9:45 | 15:36 | 223,7 |
9 | 2:15 | 3:36 | 220,8 | 40 | 10:00 | 16:00 | 225,4 |
10 | 2:30 | 4:00 | 217,6 | 41 | 10:15 | 16:24 | 221 |
11 | 2:45 | 4:24 | 220,7 | 42 | 10:30 | 16:48 | 220,4 |
12 | 3:00 | 4:48 | 221,8 | 43 | 10:45 | 17:12 | 225,3 |
13 | 3:15 | 5:12 | 224,9 | 44 | 11:00 | 17:36 | 221,1 |
14 | 3:30 | 5:36 | 226,4 | 45 | 11:15 | 18:00 | 218,3 |
15 | 3:45 | 6:00 | 220,1 | 46 | 11:30 | 18:24 | 218,5 |
16 | 4:00 | 6:24 | 219,6 | 47 | 11:45 | 18:48 | 224,3 |
17 | 4:15 | 6:48 | 219,3 | 48 | 12:00 | 19:12 | 220,4 |
18 | 4:30 | 7:12 | 218,3 | 49 | 12:15 | 19:36 | 223,2 |
19 | 4:45 | 7:36 | 219 | 50 | 12:30 | 20:00 | 223,4 |
20 | 5:00 | 8:00 | 216,6 | 51 | 12:45 | 20:24 | 223,7 |
21 | 5:15 | 8:24 | 219 | 52 | 13:00 | 20:48 | 221,9 |
22 | 5:30 | 8:48 | 215,9 | 53 | 13:15 | 21:12 | 218,2 |
23 | 5:45 | 9:12 | 219,5 | 54 | 13:30 | 21:36 | 218,2 |
24 | 6:00 | 9:36 | 216 | 55 | 13:45 | 22:00 | 223,5 |
25 | 6:15 | 10:00 | 225,4 | 56 | 14:00 | 22:24 | 222,5 |
26 | 6:30 | 10:24 | 226,1 | 57 | 14:15 | 22:48 | 222,7 |
27 | 6:45 | 10:48 | 226 | 58 | 14:30 | 23:12 | 222,5 |
28 | 7:00 | 11:12 | 225,6 | 59 | 14:45 | 23:36 | 224,2 |
29 | 7:15 | 11:36 | 216,2 | 60 | 15:00 | 0:00 | 223,4 |
30 | 7:30 | 12:00 | 216,4 |
4. Zanotowane w tabeli odchylenia w danych przedziałach zarejestrowane przez rejestrator odchyleń
Bez regulacji | Z regulacją |
---|---|
Nr przedziału | Wynik |
1 | 0 |
2 | 3 |
3 | 5 |
4 | 9 |
5 | 28 |
6 | 26 |
7 | 31 |
8 | 19 |
9 | 34 |
10 | 19 |
11 | 5 |
przed regulacja |
---|
NR przedz |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
po regulacji |
---|
NR przedz |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
5. Obliczone wartości odchyleń napięciowych procentowych
przed regulacją | po regulacji |
---|---|
Lp. | delta U% |
[%] | |
0 | -1,95 |
1 | -2,77 |
2 | -3,32 |
3 | -3,00 |
4 | -1,59 |
5 | -1,18 |
6 | -0,95 |
7 | -1,55 |
8 | -2,82 |
9 | -2,50 |
10 | -2,32 |
11 | -2,91 |
12 | -4,73 |
13 | -3,32 |
14 | -3,27 |
15 | -5,91 |
16 | -6,23 |
17 | -5,82 |
18 | -6,45 |
19 | -4,45 |
20 | -3,32 |
21 | -4,32 |
22 | -3,77 |
23 | -4,55 |
24 | -4,64 |
25 | -3,91 |
26 | -4,09 |
27 | -2,27 |
28 | -2,73 |
29 | -7,00 |
30 | -4,55 |
do obliczeń wykorzystano wzór:
6. Wyznaczenie kolejnych wartości
przed regulacją | po regulacji |
---|---|
E[deltaU] | E[δU%]^2 |
[%] | |
-4,42 | 23,12 |
wzory wykorzystane do obliczeń:
- przeciętna odchyleń napięcia:
- średnie kwadratowe odchylenie napięcia:
- wariancja odchyleń napięcia:
- odchylanie standardowe zmiennej losowej δU:
-częstość występowania odchyleń fth:
7. Wykresy zmian odchyleń napięcia
8. Histogramy względnego odchylenia napięcia
9. Prawdopodobieństwo utrzymania odchyleń napięcia:
Bez regulacji | Z regulacją |
---|---|
Przedział | Prawdopodobieństwo |
±2% | 49,90% |
±3% | 71,20% |
±4% | 86,40% |
±5% | 94,80% |
±6% | 98,50% |
±10% | 100,00% |
obliczono z wzoru:
Wnioski:
Z wykresu przebiegu napięcia w modelu sieci elektroenergetycznej można zaważyć, że przy zmianach obciążenia napięcie w sieci jest mniejsze od napięcia znamionowego wynoszącego 220 V. W przypadku sieci bez możliwości regulacji napięcia za pomocą transformatora z regulowanym napięciem wtórnym, napięcie znacznie odbiega od wartości znamionowej (jest za niskie). Prawdopodobieństwo, że napięcie mieści się w granicach normy (+10%....-10%) wyniosło 100%.
W przypadku sieci z transformatorem o regulowanym napięciu wtórnym, można było tak dobrać zaczep transformatora, aby napięcie w sieci było jak najbliższe znamionowemu. Prawdopodobieństwo, że napięcie mieści się w granicach normy wyniosło również 100%.