AQAS	Katedra Sieci Elektrycznych i Zabezpieczeń
Politechnika Lubelska	Ćwiczenie Nr 2
Świetlicki Paweł Jędrzejewicz Leszek Panas Paweł	Zespół: 4
Temat ćwiczenia: Badanie modelu transformatorowego ukladu regulacji napięcia.	Data wykonania: 09.11.2010

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zbadanie zagadnień dotyczących układów regulacji napięcia. Do zagadnień badanych na ćwiczeniu należą:

• Sprawdzenie kształtu charakterystyki statycznej regulatora

• Zbadanie warunków stabilnej pracy regulatora

• Zbadanie efektywności regulacji napięcia za pomocą regulatora RNTT32

1. Schemat badanego układu:

Rys. 1. Schemat modelu do badania efektywności regulacji napięcia za pomocą regulatora RNTT32

1. Wykonanie ćwiczenia:

1. Sprawdzenie kształtu charakterystyki statycznej regulatora

Napięcie zadane 90V

Tabela 1. Wyniki pomiarów:

U1	Udz	Udp	Ugz	Ugp	hd	hg	ε	U0
36V	74V	78V	87V	83V	4V	4V	13V	80,5V

Obliczenia:

h_g = U_gz − U_gp = 87 − 83 = 4V

h_d = U_dp − U_dz = 78 − 74 = 4V

ε = U_gz − U_dz = 87 − 74 = 13V

$U_{0} = U_{\text{dz}} + \frac{1}{2}\varepsilon = 74 + \frac{1}{2} \bullet 13 = 80,5$V

Napięcie zadane a napięcie U₀ różnią się od siebie. Powodem tego jest konieczność odniesienia wartości badanych napięć na wartości mniejsze niż znamionowe napięcie regulatora. Dla regulatora RNTT32 jest to 100V. Zdejmując tą charakterystykę obserwujemy równość histerezy regulatora, h_g = h_d. Spełniony jest także warunek h < ε, który oznacza że nie nastąpi jednoczesne wysłanie przez regulator sygnału na podwyższenie i obniżenie napięcia.

1. Zbadanie efektywności regulacji napięcia za pomocą regulatora RNTT32

Tabela 2. Wyniki Pomiarów:

	UL	Uwturne	IL	P	cosφ	hd	hg	ε	U0
	V	V	A	W		V	V	V	V
Ugz	76	96	1,05	87,5	0,945	4	8	18	67
Ugp	68		1,85	150	0,985
Udz	58		3,05	210	0,995
Udp	62		2,1	180	0,992

h_g ma zbyt dużą wartość spowodowane jest to zbyt szybką zmianą obciążenia, której dokonywaliśmy lub niedokładnym odczytem z miernika analogowego. Znając wartość h_g z poprzedniego punktu ustaliliśmy że U_gp powinno mieć mniejszą wartość 72V.

W podpunkcie tym wykorzystana została kompensacja prądowa. Zasadę działania obrazuje schemat:

Poprzez przekładnik prądowy 5/1A dostarczamy do układu kompensacyjnego proporcjonalną wartość prądu, prąd ten przepływa przez odpowiednie rezystancje (R_k) i reaktancje(X_k) które są proporcjonalne do wartości rezystancji i reaktancji linii przesyłowej. Mając taki układ zmierzymy napięcie proporcjonalne do napięcia w punkcie gdzie potrzebujemy utrzymać stałe napięcie. Człon pomiarowy mierzy następnie różnicę z wyjścia transformatora i z wyjścia układu kompensacyjnego, jeśli jest ona zbyt duża wtedy działa regulacja za pomocą zmiany przekładni transformatora. W naszym układzie jeśli prąd wzrósł oznaczało to że w naszym odbiorze nastąpił spadek napięcia spowodowany np. załączaniem jakiegoś dużego silnika.

1. Zbadanie warunków stabilnej pracy regulatora

Aby regulator działał stabilnie nie może dochodzić do przeregulowania t.j. ciągłego przełączania zaczepów transformatora w górę i w dół. Warunek ten uzależniony jest od procentowej wartości napięcia zaczepu transformatora przeliczonej na stronę wtórną. Jeśli wartość napięcia zaczepu będzie większa od strefy niedziałania ε, wtedy następuje ryzyko że transformator podczas regulacji ominie strefę ε i będziemy mieli do czynienia z przeregulowaniem, nie da się ustawić oczekiwanej wartości napięcia.

Kolejnym ważnym elementem jest czas przeregulowania, określa on po jakim czasie podawany jest sygnał na zmianę zaczepów. Gdy zmiana napięcia trwa istotnie długo dopiero wtedy układ powinien zadziałać. Przykładem obrazującym dlaczego może być załączanie silnika indukcyjnego. Przy rozruchu silnik pobiera duży prąd co powoduje spadek napięcia, rozruch nie jest jednak długotrwałą zmianą napięcia w sieci więc niema potrzeby regulacji co mogło by powodować większą awaryjność zaczepów, które pracują w ciężkich warunkach podobciążeniowych. Załączanie maszyn indukcyjnych powoduje także spadek cosφ, co w dużych zakładach przemysłowych prowadzić może do wysokich kar. Dlatego właśnie stosuje się baterie kondensatorów które kompensują moc bierną.