INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI ZAKŁAD SIECI I AUTOMATYKI ELEKTROENERGETYCZNEJ ELEKTROENERGETYKA - LABORATORIUM
Ćwiczenie nr	1
prowadzący	data wykonania ćwicz.
dr. inż. Roman Paszylk	09.05.2011
Studia	Stacjonarne, I st
semestr	IV
grupa	E5/1
rok akademicki	2010/2011
Sprawozdanie wykonali:	1. Kamil Łuczak 2. Maciej Kędzierski 3. Marcin Piekarski 4. Jarosław Prus 5. Remigiusz Sawala 6. Marcin Skrobała 7. Michał Rękosiewicz
Uwagi:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z analizatorem prądu stałego przez odwzorowanie linii 15 kV zasilanej jednostronnie z kilkoma odbiorami o równym współczynniku mocy oraz pomiary wartości prądów rozpływu i wartości napięć w punktach podłączenia odbiorów

1. Schemat pomiarowy

2.1 Schemat rozpatrywanej sieci 15 kV

Rys. 1. Schemat uproszczony badanej sieci

2.2 Schemat analizatorowy rozpatrywanej sieci 15 kV

Rys. 2. Odwzorowanie analizatorowe układu sieci.

Przykładowe obliczenia analizatorowe

R₀ = 0,4397 Ω/km

X₀ = 0,4 Ω/km

U_p = 15 kV

I_p = 50A

=

Ω

gdzie a

$I_{a0} = \frac{20}{5} = 4\ mA$

1. Przebieg ćwiczenia

Tablica 1

3.1 Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń dla zasilania jednostronnego ze stacji A: U_Aa=25 V

Parametry zasilania: UA= 15 [kV], UB= 0 [kV]
Numer linii
-
1
2
3
4
5
6
Sprawdzenie warunków technicznych dla linii
Parametr
Prąd obciążenia [A]
Moc obciążenia [kVA]
Stopień obciążenia, ST/SnT
Straty mocy czynnej w linii: ΔPL= 1334,27 [kW]

Przykładowe obliczenia

I_a1 = 34 mA

I₁ = 5∙34 = 170 A

I_a2 = 30 mA

I₂ = 5∙30 = 150 A

I_t1 = 170 A

I_t2 = 170 – 20 = 150 A

U_A = 15 kV

U_Aa = 25 V

U₂₅ = 23,8 V

 U_A1a = 25 − 23, 8 = 1, 2 V

$U_{A1a\%} = \frac{\ U_{A1a}}{U_{\text{ap}}} \bullet 100\% = \frac{1,2}{25} \bullet 100\% = 4,8\%$

U_A1% = U_A1a% • 0, 96 = 4, 8 • 0, 96 = 4, 608%

cosφ = 0,95

l₁ = 4 km

R = R₀ • l = 0, 4397 • 4 = 1, 7588 Ω

X = X₀ • l = 0, 4 • 4 = 1, 6 Ω

P_L = 3 • I² • R = 3 • I² • R₀ • l = 3 • 170² • 0, 4397 • 35 = 1334, 27 kW

Tablica 2

3.2 Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń dla zasilania jednostronnego ze stacji B: U_Ba=25 V

Parametry zasilania: UA= 0 [kV], UB= 15 [kV]
Numer linii
-
6
5
4
3
2
1
Sprawdzenie warunków technicznych dla linii
Parametr
Prąd obciążenia [A]
Moc obciążenia [kVA]
Stopień obciążenia, ST/SnT
Straty mocy czynnej w linii: ΔPL= 1334,27 [kW]

Przykładowe obliczenia

I_a1 = 34,1 mA

I₁ = 5∙34,1 = 170,5 A

I_a2 = 23,1 mA

I₂ = 5∙23,1 = 115,5 A

I_t1 = 170 A

I_t2 = 170 – 55 = 115 A

U_A = 15 kV

U_Aa = 25 V

U₂₅ = 20,7 V

 U_A1a = 25 − 20, 7 = 4, 3 V

$U_{A1a\%} = \frac{\ U_{A1a}}{U_{\text{ap}}} \bullet 100\% = \frac{4,3}{25} \bullet 100\% = 17,2\%$

U_A1% = U_A1a% • 0, 96 = 17, 2 • 0, 96 = 16, 512%

cosφ = 0,95

l₁ = 6 km

R = R₀ • l = 0, 4397 • 6 = 2, 6364 Ω

X = X₀ • l = 0, 4 • 6 = 2, 4 Ω

P_L = 3 • I² • R = 3 • I² • R₀ • l = 3 • 170² • 0, 4397 • 35 = 1334, 27 kW

Porównanie spadków napięć z wartościami dopuszczalnymi

Praca normalna ΔU_dop(n)%=4,5%

Praca awaryjna ΔU_dop(a)%=7%

Spadki napięć z wart poziomów dop Lina A

U_Aa = 25 V ; U_1a = 23,8 V ; ΔU_A1a = 25 – 23,8 = 1,2 V

$$U_{A1a\%} = \frac{U_{A1a}}{U_{\text{ap}}}100\% = \frac{1,2}{25}100\% = 4,8\%$$

ΔU_A1% = ΔU_A1a% 0,96= 4,80,96 = 4,608 %

$$U_{1} = U_{A} - \frac{U_{A1\%}U_{n}}{100} = 15000 - \frac{4,608 \bullet 15000}{100} = 14308,8\ V$$

U_1a = 23,8 V ; U_2a = 21,78 V ; ΔU_12a = 23,8 - 21,78 = 2,02 V

$$U_{12a\%} = \frac{U_{12a}}{U_{\text{ap}}}100\% = \frac{2,02}{25}100\% = 8,08\%$$

ΔU_12% = ΔU_12a% 0,96= 8,080,96 = 7,7568 %

$$U_{2} = U_{1} - \frac{U_{12\%}U_{n}}{100} = 14308,2 - \frac{7,7568 \bullet 15000}{100} = 13144,68\ V$$

U_2a = 21,78 V ; U_3a = 20,34 V ; ΔU_23a = 21,78 – 20,34 = 1,44 V

$$U_{23a\%} = \frac{U_{23a}}{U_{\text{ap}}}100\% = \frac{1,44}{25}100\% = 5,76\%$$

ΔU_23% = ΔU_23a% 0,96= 5,760,96 = 5,5296 %

$$U_{3} = U_{2} - \frac{U_{23\%}U_{n}}{100} = 13144,68 - \frac{5,5296 \bullet 15000}{100} = 12315,24\ V$$

U_3a = 20,34 V ; U_4a = 19,48 V ; ΔU_34a = 20,34 – 19,48 = 0,86 V

$$U_{34a\%} = \frac{U_{34a}}{U_{\text{ap}}}100\% = \frac{0,86}{25}100\% = 3,44\%$$

ΔU_34% = ΔU_34a% 0,96= 3,440,96 = 3,3024 %

$$U_{4} = U_{3} - \frac{U_{34\%}U_{n}}{100} = 12315,24 - \frac{3,3024 \bullet 15000}{100} = 11819,88\ V$$

U_4a = 19,48 V ; U_5a = 18,99V ; ΔU_45a = 19,48 – 18,99= 0,49 V

$$U_{45a\%} = \frac{U_{45a}}{U_{\text{ap}}}100\% = \frac{0,49}{25}100\% = 1,96\%$$

ΔU_45% = ΔU_45a% 0,96= 1,960,96 = 1,8816 %

$$U_{5} = U_{4} - \frac{U_{45\%}U_{n}}{100} = 11819,88 - \frac{1,8816 \bullet 15000}{100} = 11537,64\ V$$

Spadki napięć z wart poziomów dop Lina B

U_Ba = 25 V ; U_5a = 23,29 V ; ΔU_B5a = 25 – 23,29 = 1,61 V

$$U_{B5a\%} = \frac{U_{B5a}}{U_{\text{ap}}}100\% = \frac{1,61}{25}100 = 6,44\%$$

ΔU_B5% = ΔU_B5a% 0,96= 6,440,96 = 6,1824 %

$$U_{5} = U_{B} - \frac{U_{B5\%}U_{n}}{100} = 15000 - \frac{6,1824 \bullet 15000}{100} = 14072,64\ V$$

U_4a = 22,29 V ; U_5a = 23,29V ; ΔU_45a = 23,29 – 22,29= 1 V

$$U_{45a\%} = \frac{U_{45a}}{U_{\text{ap}}}100\% = \frac{1}{25}100 = 4\%$$

ΔU_45% = ΔU_45a% 0,96= 40,96 = 3,84 %

$$U_{4} = U_{5} - \frac{U_{45\%}U_{n}}{100} = 14072,64 - \frac{3,84 \bullet 15000}{100} = 13496,64\ V$$

U_3a = 21,58 V ; U_4a = 22,29 V ; ΔU_34a = 22,29 – 21,58 = 0,71 V

$$U_{34a\%} = \frac{U_{34a}}{U_{\text{ap}}}100\% = \frac{0,71}{25}100 = 2,84\%$$

ΔU_34% = ΔU_34a% 0,96= 2,840,96 = 2,7264 %

$$U_{3} = U_{4} - \frac{U_{34\%}U_{n}}{100} = 13496,64 - \frac{2,7264 \bullet 15000}{100} = 13087,68\ V$$

U_2a = 20,97 V ; U_3a = 21,58 V ; ΔU_23a = 21,58 – 20,97 = 0,61 V

$$U_{23a\%} = \frac{U_{23a}}{U_{\text{ap}}}100\% = \frac{0,6}{25}100 = 2,44\%$$

ΔU_23% = ΔU_23a% 0,96= 2,440,96 = 2,3424 %

$$U_{2} = U_{3} - \frac{U_{23\%}U_{n}}{100} = 13087,68 - \frac{2,3424 \bullet 15000}{100} = 12736,32\ V$$

$$U_{12a\%} = \frac{U_{12a}}{U_{\text{ap}}}100\% = \frac{0,27}{25}100 = 1,08\%$$

ΔU_12% = ΔU_12a% 0,96= 1,080,96 = 1,0368 %

$$U_{1} = U_{2} - \frac{U_{12\%}U_{n}}{100} = 12736,32 - \frac{1,0368 \bullet 15000}{100} = 12580,8\ V$$