Elektroenergetyka - laborki
-
Upload
piotrekbzdrega -
Category
Documents
-
view
12 -
download
0
description
Transcript of Elektroenergetyka - laborki
1
Katedra Elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych
Laboratorium Elektroenergetyki
Nazwa
ćwiczenia Badanie ogniwa fotowoltaicznego BBS
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą działania baterii słonecznych
oraz wykonanie analizy wpływu nasłonecznienia na wydajność energetyczną.
2. Przebieg ćwiczenia
Zmontować układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem
2
Zarejestrować wartości prądu i napięcia, przy różnych warunkach pogodowych
(różne warunki nasłonecznienia). Wyznaczyć wartość mocy uzyskiwanej z baterii
słonecznej przy danych warunkach pogodowych.
Warunki pogodowe U [V] I [A] P [W]
Podłączyć obciążenie żarowe. Pomierzyć wartości prądu oraz napięcia dla różnych
obciążeń. Wartość obciążenia zmieniać od wartości minimalnej (bieg jałowy) do
pełnej mocy. Wyniki zanotować w tabeli. Wyznaczyć wartość mocy uzyskiwanej z
baterii słonecznej przy danym obciążeniu.
Obciążenie (liczba żarówek) U [V] I [A] P [W]
0
1
...
Narysować na wykresie zależność IfU .
3. Wnioski
Zapoznać się z wynikami pomiarów.
Określić wpływ nasłonecznienia na moc i energię uzyskaną z baterii.
Określić wpływ obciążenia na moc uzyskiwaną z baterii słonecznej.
Przeanalizować ekonomiczną stronę montowania ogniw słonecznych w polskich
warunkach klimatycznych.
Literatura:
Lewandowski Witold – Proekologiczne źródła energii – WNT – Warszawa 2006
Jarzębski Z. M. – Energia słoneczna: konwersja fotogalwaniczna - PWN Warszawa 1990
Kandyda A., Rodacki T. - Przetwarzanie energii w elektrowniach słonecznych – Politechnika Śląska –
Gliwice 2000
1
Katedra Elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych
Laboratorium Elektroenergetyki
Nazwa
ćwiczenia
Wyznaczanie parametrów zastępczych
transformatora dwuuzwojeniowego
PZTD
1. Wiadomości wstępne
Parametry podłużne i poprzeczne transformatora wyznacza się z poniższych zależności:
Parametry podłużne Parametry poprzeczne
N
NCu
N
NCuT
S
UP
S
UPR
2
%
2
2
100
2
%
2 100 N
NFe
N
FeT
U
SP
U
PG
N
NZ
N
NZT
S
UU
S
UUZ
2
%
100
2
%00
100
3
N
N
N
TU
SI
U
IY
22
TTT RZX 22
TTT GYB
gdzie:
SN – moc pozorna znamionowa,
UN – napięcie znamionowe,
PCu – straty obciążeniowe,
PFe – straty jałowe,
UZ – napięcie zwarcia,
I0 – prąd biegu jałowego.
Dla konkretnego typu transformatora powyższe wielkości można odczytać z tabliczki
znamionowej lub katalogu lub też pomierzyć w czasie próby zwarcia i próby biegu jałowego.
W czasie próby zwarcia strona wtórna transformatora jest zwarta a do strony pierwotnej
przykłada się takie napięcie aby przez transformator popłynął prąd znamionowy. Wówczas na
woltomierzu odczytuje się napięcie zwarcia UZ a na watomierzu straty obciążeniowe PCu.
W czasie próby biegu jałowego strona wtórna transformatora jest otwarta a na uzwojenie
strony pierwotnej przykłada się napięcie znamionowe. Wówczas watomierz pokazuje straty
jałowe PFe a amperomierz prąd biegu jałowego I0.
2
A
V
W*
*
W1
TrATr
2. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie metodą pomiarową parametrów zastępczych
transformatora jednofazowego.
3. Spis przyrządów i mierników
Transformator badany (SN = 400 VA, UN = 220/42 V) – 1 szt.,
Autotransformator (Imax = 10 A) – 1 szt.,
Watomierz: (42 V, 10 A) – 1 szt, (220 V, 2 A) – 1szt.,
Amperomierz: 10 A – 1 szt, 2 A – 1 szt.,
Woltomierz: 42 V – 1 szt., 220 V 1 szt.
4. Przebieg ćwiczenia
4.1. Układ pomiarowy.
Rys. 1 Schemat układu pomiarowego
4.2. Próba biegu jałowego
Połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem 1 zwracając uwagę na prawidłowy dobór
zakresów mierników. Rozewrzeć wyłącznik W1. Autotransformatorem Atr ustawić napięcie
znamionowe. Wykonać próbę biegu jałowego zasilając transformator od strony górnego
napięcia a następnie od strony dolnego napięcia (przy zmianie strony zasilania dobrać
właściwe zakresy mierników!). Wyniki zanotować w tabeli wyników.
3
4.3. Próba zwarcia
Połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem 1 zwracając uwagę na prawidłowy dobór
zakresów mierników. Zewrzeć wyłącznikiem W1 stronę wtórną transformatora.
Autotransformatorem Atr ustawić takie napięcie aby w obwodzie płynął prąd znamionowy.
Wykonać próbę zwarcia zasilając transformator od strony górnego napięcia a następnie od
strony dolnego napięcia (przy zmianie strony zasilania dobrać właściwe zakresy mierników!).
Wyniki zanotować w tabeli wyników.
4.4. Tabela pomiarów i obliczeń
Zasilanie Próba zwarcia Próba biegu jałowego
U I PCu RT XT ZT U I PFe GT BT YT
GN
DN
4.5. Obliczenia:
Obliczyć parametry zastępcze badanego transformatora, wyniki zanotować w tabeli;
Sprawdzić, przeliczając przez przekładnię, czy wartości parametrów wyznaczone po
stronie GN odpowiadają (z dokładnością pomiarową) wyznaczonym po stronie DN;
Obliczyć rzeczywisty prąd zwarciowy po stronie GN i DN.
4.6. Sprawozdanie powinno zawierać:
wyniki pomiarów,
wyniki obliczeń zgodnie z punktem 4.5,
wnioski.
Literatura:
Poradnik inżyniera elektryka
1
Katedra Elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych
Laboratorium Elektroenergetyki
Nazwa
ćwiczenia Badanie sieci promieniowej BSP
I - Wymagania teoretyczne.
metody obliczania strat i spadków napięć w sieciach promieniowych
obliczanie strat mocy czynnej i biernej w sieciach
dobór przekroju przewodów ze względu na spadek napięcia
II - Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest określenie rozpływu prądów i mocy oraz spadków na-
pięcia w sieci promieniowej.
III - Przebieg ćwiczenia.
1- Wstęp.
Badaną linię zamodelowano w układzie 1-fazowym w postaci odcinków
linii.
Każdy z odcinków odwzorowano przy pomocy cewek indukcyjnych i konden-
satorów. Schemat zastępczy odcinka linii podano na rysunku nr 1.
Łącząc ze sobą poszczególne odcinki można zamodelować sieć o określonej
długości, z możliwością podłączania odbiorów w węzłach 1, 2 ....k. (rys.2).
2
Rys.1
Rys.2
2 - Pomiary.
Dla układu przedstawionego na rysunku 3 wykonać pomiary U, I, P w punkcie
zasilającym oraz w poszczególnych węzłach sieci.
Wyniki zestawić w tabeli.
Ia [A] = PA [W] = UA [V] =
Węzeł nr P0 [W] I0 [A] Pi [W] Ii [A] Ui [V]
1
2
......
k
3
Rys. 3
3 - Opracowanie wyników.
Na podstawie otrzymanych wyników sprawdzić bilans mocy czynnej;
P P Poi
i
k
i
i
k
11
IV - Zakres sprawozdania.
Sprawozdanie powinno zawierać:
schemat układu pomiarowego
tablicę pomiarów
bilans mocy czynnej
obliczenia napięć w poszczególnych węzłach sieci przy założeniu, że sieć
pra- cuje na poziomie napięcia 220V, impedancja każdego z odcinków linii
wy- nosi jak na rysunku 1 (pominąć gałąź poprzeczną), a w poszczególnych
odcin- kach sieci płyną prądy I1, I2 ....Ik .
Literatura:
R. Nowakowski - Wykłady
T. Kahl - „Sieci elektroenergetyczne”
1
Katedra Elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych
Laboratorium Elektroenergetyki
Nazwa
ćwiczenia Kompensacja mocy biernej
KR
1. Wiadomości wstępne
W czasie przesyłu mocy czynnej i biernej przez linię elektroenergetyczną przepływający
prąd powoduje powstanie straty mocy czynnej oraz stratę i spadek napięcia (strata napięcia
nie będzie rozpatrywana w tym ćwiczeniu).
Stratę mocy czynnej P w linii elektroenergetycznej o parametrach R, X w czasie przesyłu
mocy P, Q można opisać następującym wzorem:
RU
QPP
2
22
lub w postaci prądowej:
RIIRIP bcz
222 33 .
Podobnie można zapisać wzory na spadek napięcia:
U
QXPRU
i w postaci prądowej
XIRIU bcz 3 .
2
Kompensacja równoległa polega na włączeniu równolegle z odbiornikiem baterii
kondensatorów o wypadkowej mocy biernej Qc. Kondensatory są odbiornikami mocy biernej
pojemnościowej a tym samym można je traktować jako wytwórcy mocy biernej indukcyjnej.
Po załączeniu baterii moc bierna indukcyjna zamiast być pobierana z systemu
elektroenergetycznego i przepływać przez linie zasilające zamyka się w obwodzie odbiornik –
kondensator. Powoduje to zmniejszenie spadku napięcia oraz strat mocy czynnej w linii.
Zależności te opisują poniższe wzory:
R
U
QQPP c
2
22 ,
U
XQQPRU c .
Następstwem jest polepszenie warunków napięciowych (podniesienie napięcia) na
odbiorniku oraz poprawę warunków ekonomicznych przesyłu mocy (należy pamiętać, że
wielkość mocy czynnej produkowanej przez elektrownie jest uzależniona od wartości
momentu napędowego na wale turbiny a ten z kolei zależy od ilości energii dostarczonej w
paliwie).
Jeśli moc baterii kondensatorów będzie za duża w stosunku do aktualnego
zapotrzebowania mocy biernej przez odbiorniki to może dojść do zjawiska
przekompensowania. Jeśli QQc to straty mocy czynnej zacznę znowu rosnąć. Natomiast
jeśli będzie spełniony warunek X
PRQQc to wystąpi ujemny spadek napięcia czyli
napięcie na końcu linii (na odbiorniku) będzie wyższe niż na początku. Jest to groźne
zjawisko z uwagi na izolację odbiorników.
2. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze zjawiskiem kompensacji równoległej oraz
doświadczalna weryfikacja wzorów opisujących stratę mocy czynnej oraz spadek napięcia w
linii przesyłowej.
3
3. Spis przyrządów i mierników
Model linii elektroenergetycznej,
Autotransformator (Imax = 5 A) – 2 szt.,
Dławik – 1 szt.,
Bateria kondensatorów (regulacja mocy biernej odbywa się poprzez zmianę napięcia za
pomocą autotransformatora – nie uwzględnione na schemacie) – 1 szt.,
Zestaw żarówek (odbiornik rezystancyjny),
Watomierz (220 V, 5 A) – 2 szt.,
Amperomierz (5 A) – 1 szt.,
Woltomierz (250 V) – 2 szt..
4. Przebieg ćwiczenia
Zmontować układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem 1.
Rys. 1 Schemat układu pomiarowego
Za pomocą autotransformatora Atr ustawić napięcie wejściowe V1 na poziomie ok. 200 V. Za
pomocą autotransformatora do regulacji mocy baterii kondensatorów (nie zaznaczony na
schemacie) zmieniać moc bierną dostarczaną z baterii kondensatorów (w zakresie od 0 do 250
co 30 działek – nie przekraczać 3,5 A prądu płynącego przez model linii!). Wyniki zapisać w
tabeli wyników. Pomiary wykonać dla czterech różnych odbiorników. W miarę możliwości
zaobserwować zjawisko przekompensowania.
L. działek U1 P1 U2 P2 I P U cos
A
V
W
V
W***
*modellinii el-en
odb. R-L
bat.kond.
ATr1
1 2
2