WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 |

«В.С. Проскуряков, С.В. Соболев КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ АКТИВНО-ИНДУКТИВНОГО ПРИЕМНИКА Виртуальный практикум Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой ...»

-- [ Страница 1 ] --

Федеральное агентство по образованию

«Уральский государственный технический университет УПИ

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

В.С. Проскуряков, С.В. Соболев

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

АКТИВНО-ИНДУКТИВНОГО ПРИЕМНИКА

Виртуальный практикум

Учебное электронное текстовое издание

Подготовлено кафедрой «Электротехника и электротехнологические системы»

Научный редактор: доц., канд. т. н. С.Л. Назаров Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Электротехника» для студентов неэлектротехнических специальностей и направлений подготовки.

Содержат цель работы, программу работы, описание объекта и средств исследования. Дано описание виртуального лабораторного стенда, реализованного программными средствами на персональном компьютере. Приводятся основные теоретические сведения, необходимые для выполнения работы. Описана методика выполнения виртуального эксперимента и обработки его результатов.

Даны рекомендации к анализу полученных результатов.

© ГОУ ВПО УГТУУПИ, Екатеринбург

СОДЕРЖАНИЕ

Цель и задачи работы……………………………………………………………… Основные теоретические сведения……………………………………………….. Объект и средства исследования. Виртуальный лабораторный стенд……….... Программа работы………………………………………………………………… Выполнение экспериментов……………………………………………………... Обработка результатов экспериментов………………………………………….. Анализ результатов и выводы…………………………………………………….

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ:

экспериментальное определение параметров активно-индуктивного приемника;

практическое ознакомление со способом повышения коэффициента мощности (компенсации реактивной мощности);

приобретение навыков анализа цепи с активно-индуктивным приемником, планирования мероприятий по повышению эффективности работы электрооборудования в электрической цепи.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Полезное преобразование электрической энергии в другие виды энергии в электрической цепи характеризует активная мощность P. Активная мощность составляет часть полной мощности. Доля активной мощности в полной определяется коэффициентом мощности:

P P cos = = (1) S UI П Чем ближе cos к единице, тем большую часть в полной мощности цепи составляет активная мощность, и тем эффективней преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Поэтому коэффициент мощности имеет важное экономическое значение.

Большинство потребителей электрической энергии имеют активноиндуктивный характер, то есть они потребляют активную P и реактивную индуктивную мощность QL. Разность фаз 0. Коэффициент мощности cos 1.

При номинальной нагрузке потребителей cos = ( 0,7 0,9 ), а при нагрузке, меньшей номинальной, коэффициент мощности еще ниже. Ряд электротехнических устройств обладает значительными индуктивными свойствами. При этом коэффициент мощности может быть весьма низким. Это требует мер по повышению коэффициента мощности.

Один из способов повышения коэффициента мощности – применение специальных косинусных конденсаторов или синхронных компенсаторов, обладающих емкостным характером, подключаемых параллельно приемнику и потребляющих емкостный ток.

Для анализа такой цепи удобно воспользоваться схемой замещения, в которой активно-индуктивный приемник представлен резистором и индуктивным элементом, соединенными параллельно с эквивалентными параметрами RП и XLП (рис. 1).

Рис. 1. Схема замещения цепи с активно-индуктивным приемником и конденсатором При этом ток резистора соответствует активной составляющей тока приемника IаП, а ток индуктивного элемента – реактивной индуктивной составляющей тока приемника IрП. На векторной диаграмме (рис. 2) активная составляющая тока приемника изображается вектором, направленным согласно вектору напряжения (ток резистора). Реактивная составляющая тока приемника изображается вектором, повернутым на /2 в сторону отставания (ток индуктивного элемента). В сумме два вектора определяют вектор тока приемника IП, отстающий по фазе от напряжения на угол, определяемый разностью фаз приемника П и имеющий активно-индуктивный характер. Таким образом, активная и реактивная составляющие тока приемника:

I аП = I П cos П, I рП = I П sin П. (2) Рис. Активная мощность, потребляемая приемником, определяется активной составляющей тока:

Реактивная составляющая тока приемника увеличивает ток цепи, увеличивает потребляемую полную мощность. Это обусловливает излишнюю загрузку источника электроэнергии и другого оборудования в электрической цепи, питающей активно-индуктивный приемник.

Реактивная составляющая тока приемника, имеющая индуктивный характер, может быть скомпенсирована емкостным током. Для этого емкостный элемент (батарея конденсаторов) подключается параллельно приемнику (рис. 1).

Ток емкостного элемента опережает по фазе напряжение и на векторной диаграмме изображается вектором, повернутым на /2 в сторону опережения (рис. 3).

Ток цепи (линии электропередачи) определяется по первому закону Кирхгофа суммой токов приемника и конденсатора:

При этом емкостный ток конденсатора IС компенсирует индуктивную составляющую тока приемника IрП. Ток цепи I (в линии электропередачи) уменьшается, разность фаз уменьшается, коэффициент мощности увеличивается.



Активная составляющая тока приемника при этом не меняется, и активная мощность остается прежней. Полная мощность определяемая полным током цепи, уменьшается. Доля активной мощности в полной оказывается большей, коэффициент мощности увеличивается.

Очевидно, наиболее рациональным режимом является такой, при котором ток конденсатора равен по величине индуктивной составляющей тока приемника (рис. 4).

При этом полный ток цепи определяется только активной составляющей и оказывается минимальным. Разность фаз равна нулю, полная мощность определяется активной мощностью приемника, коэффициент мощности максимален:

Такой режим называют резонанс токов.

Емкость конденсатора, необходимая для создания такого режима может быть определена исходя из заданного напряжения и реактивной составляющей тока. Емкостное сопротивление, исходя из закона Ома:

емкость батареи конденсаторов:

Уменьшение тока цепи обеспечивает меньшие потери энергии в проводах линии электропередачи, позволяет использовать источник меньшей мощности, дает возможность дополнительно подключать к тому же источнику другие потребители электроэнергии. Все это делает электроустановку в целом более рациональной.

ОБЪЕКТ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ. ВИРТУАЛЬНЫЙ

ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД

Работа выполняется на виртуальном лабораторном стенде. Виртуальный лабораторный стенд содержит лицевую панель с расположенными на ней элементами электрической цепи, элементами управления и электроизмерительными приборами (рис. 5).

Цепь питается от регулируемого источника электрической энергии (1) неизменной частоты. Величина напряжения регулируется поворотом рукоятки (2), расположенной на лицевой панели источника. Напряжение источника измеряется щитовым вольтметром (3), частота измеряется цифровым частотомером (4), потребляемая активная мощность – киловаттметром (5), расположенными на лицевой панели источника. Источник включается и выключается кнопками управления «Пуск» и «Стоп» (6), расположенными здесь же.

О включении источника свидетельствует сигнальная лампа зеленого цвета (7).

Электрический кабель, питающий электроустановку, подсоединен к источнику.

В качестве активно-индуктивного приемника к источнику подключена установка индукционного нагрева трубных заготовок (8).

Емкостный элемент – батарея конденсаторов (9) разной емкости. Емкость батареи конденсаторов С можно изменять, подключая или отключая отдельные конденсаторы с помощью выключателей (10). Емкость каждого конденсатора указана на батарее конденсаторов. При подключении конденсатора емкость батареи С увеличивается на соответствующую величину. Значения емкости конденсаторов варьируются в зависимости от номера варианта. Номер варианта задается преподавателем и вводится студентом в индикатор варианта (11) в правом верхнем углу окна.

Все элементы соединены в электрическую цепь в соответствии со схемой (рис. 6).

Для измерения токов в отдельных участках цепи используются цифровые амперметры (13), каждый из которых включен в одну из ветвей (приемник, батарея конденсаторов, линия передачи).

Для пользования методическими указаниями нажать на клавишу «Методические указания» (14). Для завершения работы нажать на клавишу «Закончить работу» (15).

ПРОГРАММА РАБОТЫ

1. Ознакомиться с элементами виртуального лабораторного стенда, теоретическим материалом, методическими указаниями и рекомендациями по выполнению работы.

2. Экспериментально определить параметры активно-индуктивного приемника.

3. Рассчитать емкость батареи конденсаторов, необходимую для повышения коэффициента мощности (компенсации реактивной мощности) установки.

4. Экспериментально проверить способ повышения коэффициента мощности.

5. Построить векторные диаграммы для разных режимов работы установки.

6. Оценить эффективность способа повышения коэффициента мощности.

7. Сформулировать выводы.

ВЫПОЛНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Собранная электрическая цепь соответствует схеме на рис. 6.

Для выполнения работы при включенном компьютере и запущенной программе необходимо ввести номер варианта работы в индикатор варианта.

Включить источник электроэнергии нажатием на кнопку «Пуск».

Регулируя величину напряжения источника, убедиться в работоспособности установки.

Экспериментальное определение параметров индукционной Отключить батарею конденсаторов, выключив все выключатели.

Установить величину напряжения, позволяющую обеспечить максимальную мощность.

При установленных параметрах измерить напряжение, частоту, мощность и ток приемника, потребляемые установкой. Записать показания приборов в таблицу по форме табл. 1. Вычислить коэффициент мощности приемника, активную и реактивную составляющие тока приемника.

Расчет емкости батареи конденсаторов, необходимой для компенсации реактивной мощности (повышения коэффициента мощности) установки Как показано выше, полная компенсация может быть при условии, когда ток конденсатора равен по величине индуктивной составляющей тока приемника, т.е. в режиме резонанса токов. Емкость конденсатора, необходимая для создания такого режима может быть определена исходя из заданного напряжения и реактивной составляющей тока приемника. Емкостное сопротивление, исходя из закона Ома:

емкость батареи конденсаторов:

Рассчитанное значение занести в табл. 1.

Экспериментально проверить способ повышения Не меняя напряжение источника, установить емкость батареи конденсаторов в соответствии с рассчитанным значением. Выполнить измерения при рассчитанном значении емкости конденсаторов. Результаты занести в таблицу по форме табл. 2.

Не меняя величины напряжения, выполнить измерения при емкости батареи конденсатов, большей и меньшей рассчитанного значения.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Построить векторные диаграммы для режимов работы цепи без компенсации и с компенсацией реактивной мощности для при значениях емкости, равной рассчитанному и меньшему, чем рассчитанное значение.



Pages:     || 2 |
 

Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ Директор ИДО _ С.И. Качин _2012 г. КОНСТРУКЦИОННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов ИДО, обучающихся по направлению 140400 Электроэнергетика и электротехника Составители Ю.П. Егоров, К.Г. Герасимович Издательство...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Е. Ф. ЩЕРБАКОВ, В. М. ПЕТРОВ ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Учебное пособие Ульяновск УлГТУ 2012 1 УДК 621.3(075) ББК 31.2я723 Щ 61 Рецензенты: кафедра микроэлектроники Ульяновского государственного технического университета (зав. кафедрой, доктор физико-математических наук, профессор Н....»

«2163 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра электрооборудования ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе № 9 по курсу Электротехника и электроника Для студентов неэлектротехнических специальностей Составители: А. А. Красичков, Е. В. Чуркина Издательство ЛГТУ УДК 621.31 (07) К...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный архитектурно-строительный университет ЭЛЕКТРОПРИВОД. ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Методические указания к лабораторным работам №№ 1, 2, 3 Составители: Э.С. Астапенко Т.С. Шелехова Томск 2012 Электропривод. Двигатели постоянного тока : методические указания к лабораторным работам №№ 1, 2, 3 / Сост. Э.С. Астапенко, Т.С....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное агентство по образованию НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (СИБСТРИН) Кафедра технологии строительного производства ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ Методические указания по выполнению раздела дипломного проекта Технология строительного производства для студентов специальности 270113 Механизация и автоматизация строительства НОВОСИБИРСК 2007 Методические указания разработаны доцентом...»

«Г.М. ТРЕТЬЯК, Ю.Б. ТИХОНОВ ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Учебное пособие Омск • 2006 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНАЯ АКАДЕМИЯ (СИБАДИ) Г.М.Третьяк, Ю.Б.Тихонов ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Учебное пособие Омск Издательство СибАДИ 2006 Учебное издание Третьяк Галина Михайловна, Тихонов Юрий Борисович ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Учебное пособие Главный редактор М.А.Тихонова *** Подписано к печати 13.10.06. Бумага писчая....»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И. Л. Ерош, М. Б. Сергеев, Н. В. Соловьев ДИСКРЕТНАЯ МАТЕМАТИКА Учебное пособие для вузов Допущено УМО вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 230201 (071900) Информационные системы и...»

«Федеральное агентство по образованию АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОУВПО АмГУ УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой энергетики _ Н.В.Савина 2007 г. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Электрическое освещение для специальности: 140211 Электроснабжение Составитель: ст. преп. Д.Н. Панькова Благовещенск 2007 г. Печатается по решению редакционно-издательского совета энергетического факультета Амурского государственного университета Электрическое освещение для специальности 140211 Электроснабжение:...»

«1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ, СЕТЕЙ И СИСТЕМ Методические указания к курсовому проектированию для студентов направления 140400 Электроэнергетика и электротехника профиль – Электроснабжение энергетического и заочно-вечернего факультета Составитель А. Л. Плиско               Ульяновск...»

«Бюллетень нБиологические наукиовых поступлений за сентябрь 2010 г. Биологические науки 1. Келина Н. Ю. Экология человека : учебное пособие для вузов / Н. Ю. Келина, Н. В. Безручко. – Ростов-на-Дону : Феникс, 2009. ЧЗ1 1 - 394, [1] с. – (Высшее образование). 28 2. Сергейчик С. А. Экология : учебное пособие / С. А. Сергейчик. – Минск : Современная школа, 2010. - 389 с. 28 ЧЗ1 1 Естественные науки 3. Калинин М. Ю. Водные ресурсы Гомельской области / М. Ю. Калинин, А. А. Волчек. – Минск : Белсэнс,...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.