Электроснабжение промышленных предприятий
Электроснабжение промышленных предприятий
Методические указания к выполнению лабораторных работ для
студентов направлений 551700 – «Электроэнергетика»
и 551300 – «Электротехника, электромеханика и электротехнологии»
Томск 2004
УДК 621.3.016.25
Электроснабжение промышленных предприятий. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов направления 551700 – «Электроэнергетика» и 551300 – «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». – Томск: Изд-во ТПУ. – 91 с.
Составители: асс. Выблов А.Н.
доц., канд. техн. наук Обухов С.Г.
проф., докт. физ.-мат. наук Кабышев А.В.
доц., канд. техн. наук Даценко В.А.
доц., канд. техн. наук Волков Н.Г.
Резензент проф., докт. техн. наук Мельников М.А.
Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры Электроснабжения промышленных предприятий ЭЛТИ 25 сентября 2003 г.
Зав.кафедрой,
проф., докт. техн. наук Б.В.Лукутин
Одобрено учебно-методической комиссией ЭЛТИ.
Председатель учебно-методической комиссии
В.И.Готман
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1
ИСПЫТАНИЕ ВОЗДУШНЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ
ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Цель работы: 1. Ознакомиться с конструкциями воздушных автоматических выключателей (автоматов).
2. Определение времени отключения автомата (времени срабатывания расцепителя автомата) в зависимости от величины тока, протекающего через автомат.
ЗАДАНИЕ
1. Ознакомиться с конструкциями имеющихся в лаборатории автоматов.
2. Изучить принцип действия электромагнитных тепловых расцепителей автоматов АП-50 и АЕ2000.
3. Изучить схему испытания теплового расцепителя автомата.
4. Снять зависимость tср = f (Iрасц.).
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Лабораторная работа проводится на стенде № 1. Схема электрических соединений установки для снятия амперсекундной характеристики теплового расцепителя автомата представлена на лицевой панели стенда (рис. 1):
испытуемый автоматический выключатель QF1 и шунтирующий автоматический выключатель QF2, автотрансформатор ТV , секундомер KT типа ПВ-53Щ, автомат QF (подающий питание на стенд), измерительные приборы: вольтметр PV и амперметр РА, светодиодный индикатор с номером стенда № 1 (показывающий, что стенд ВКЛЮЧЕН).
| Рис. 1. Лицевая панель стенда |
Исходное положение элементов схемы:
1) рукоятка–маховичок автотрансформатора TV выводится в крайнее левое положение;
3) автомат для подачи питания на стенд (напряжение 220 В) QF отключен;
4) стрелка секундомера KT устанавливается на 0 рычагом сброса показаний секундомера);
5) испытуемый автомат QF1 – отключен, а шунтирующий автомат QF2 – включен.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ
1. Включить автомат QF - автомат подачи питания на автотрансформатор ТV.
2. Плавным поворотом рукоятки-маховичка автотрансформатора ТV по часовой стрелке установить ток во вторичной цепи нагрузочного трансформатора ТA равный 80 А (контроль за величиной тока ведется по амперметру PА).
3. Отключить шунтирующий автомат QF2 и включить испытуемый автомат QF1, который одновременно запустит секундомер KT. Проследить за показанием секундомера до момента срабатывания теплового расцепителя (отключения автомата QF1). Записать показание секундомера в табл. 1.
4. По истечении 3-5 минут вернуть стрелку секундомера KT в исходное состояние (рычагом возврата стрелки секундомера в исходное состояние).
5. Включить шунтирующий автомат QF2. Плавным поворотом рукоятки-маховичка по часовой стрелке установить ток во вторичной цепи нагрузочного трансформатора TA равный 100 А (контроль за величиной тока ведется по амперметру PA).
6. Повторить пп. 3 и 4 до тока 150 А с интервалом (10-15)А.
7. Все показания амперметра РА и время срабатывания теплового расцепителя автомата (показания секундомера) внести в таблице.
8. После окончания проведения опытов отключить стенд автоматом QF предварительно рукоятку-маховичок автотрансформатора TV установить в крайнее левое положение.
Т а б л и ц а
| Наименование автоматического выключателя | Номинальный ток автомата QF2, Iном , А | Ток, протекающий по автомату QF1 (ток амперметра PА), Iрасц , А | Время срабатывания автомата, tср , с | Примечание |
УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА
Отчет должен содержать описание цели лабораторной работы, технические характеристики используемых аппаратов и приборов, результаты проведенных экспериментов, оформление таблично, и, где необходимо, в виде графиков, а также необходимые схемы, расчеты и векторные диаграммы. Кроме того, в отчете должны быть приведены выводы по всем пунктам проведенных экспериментов.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Цель работы.
2. Принципиальная схема проведения опытов.
3. Построить зависимость tср = f (Iрасц.).
4. Выводы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: т.2. Электрооборудование / Под ред. А. А.Федорова. – М.: Энергоатомиздат, 1987.
2. Соколов В. Н., Соколова Н. Б. Монтаж электрических установок. – М.: Энергоиздат, 1991.
3. Выключатели автоматические серии А3700. – Информэлектро, 1986.
4. Выключатели автоматические серии АВМ . – Информэлектро, 1936.
5. Выключатели автоматические серии АЕ20. – Информэлектро, 1983.
6. Выключатели автоматические серии «Электрон». – Информэлектро, 1983.
7. Выключатели автоматические серии ВА. – Информэлектро, 1987.
8. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю. Б.Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1991. (Электроустановки промышленных предприятий) / Под общ. ред. Ю. Н. Тищенко и др.
I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Режимы работы потребителей электрической энергии не остаются постоянными, а непрерывно изменяются в течение суток, недель и месяцев года. Соответственно изменяется и нагрузка всех звеньев передачи и распределения электроэнергии и генераторов электрических станций. Изменение нагрузок электроустановок в течение времени принято изображать графически в виде графиков нагрузки.
Различают графики активных и реактивных нагрузок. По продолжительности графики нагрузки делятся на сменные, суточные и годовые.
В условиях эксплуатации изменения нагрузки по активной и реактивной мощности во времени представляют в виде ступенчатой кривой по показаниям счетчиков активной и реактивной мощности, снятым через одинаковые определенные интервалы времени (30 или 60 мин.).
Знание графиков нагрузки позволяет определять величину сечений проводов и жил кабелей, оценивать потери напряжения, выбирать мощности генераторов электростанций, рассчитывать системы электроснабжения проектируемых предприятий, решать вопросы технико-экономического характера и многое другое.
По суточным графикам нагрузки строятся годовые графики. Различают два типа годовых графиков. Первый – график изменения суточных максимумов нагрузки. Он дает возможность правильно запланировать вывод электрооборудования в ремонт. Второй тип – график по продолжительности, который строится по двум характерным суточным графикам предприятия (за зимние и летние сутки). Годовые графики по продолжительности используются в технико-экономических расчетах (при определении оптимального типа и мощности трансформаторов, генераторов станций, выборе вариантов электроснабжения и т. д.).
Графики нагрузок промышленных предприятий характеризуются следующими параметрами и коэффициентами:
1. Рм, Qм, Sм – максимумы соответственно активной, реактивной и полной мощностей нагрузок.
2. Рсм, Qсм – соответственно средняя активная и реактивная нагрузки за наиболее загруженную смену.
где Рi и Qi – текущие значения активной и реактивной мощности за наиболее загруженную смену (максимально загруженной считается смена с максимальным расходом активной энергии); n – количество измерений.
3. Рср, Qср, Sср – среднесуточные активная, реактивная и полная мощность нагрузки соответственно. Определяются аналогично среднесменным, только для суток.
4. Кз.а, Кз.р – коэффициенты заполнения графиков нагрузки активного и реактивного:
5. Ки – коэффициент использования установленной мощности потребителей. Обычно вычисляется для определенного промежутка времени:
– для наиболее загруженной смены:
– для суток:
где Руст – установленная мощность всех электроприемников, кВт.
6. Км – коэффициент максимума нагрузки (определяется для наиболее загруженной смены):
7. Средний за сутки коэффициент мощности:
.
8. Рэ, Qэ, Sэ – среднеквадратичные или эффективные активная, реактивная и полная нагрузки суточного графика:
, кВт,
где Р1, Р2, …, Рn – средняя нагрузка на интервалах времени между замерами показаний приборов; t1, t2, …, tn – временные интервалы между замерами.
Если интервалы между замерами одинаковы, то:
, кВт,
, кВар,
, кВ×А,
где n – число измерений; 
, 
и т.д.
9. kф – коэффициент формы графика, который определяется как отношение среднеквадратичной мощности к средней за рассматриваемый период времени:
, 
, 
.
10. Тм – число часов использования максимума активной нагрузки в год:
,
где Wа.г – потребленная за год активная энергия, кВт×ч
,
где Р1, Р2, …, Рn – средняя нагрузка на интервалах времени между замерами показаний приборов суточного графика нагрузки; t1, t2, …, tn – временные интервалы между замерами.
11. α – коэффициент сменности:
,
где Рср.г – среднегодовая активная нагрузка:
.
В настоящее время согласно действующему прейскуранту цен на электроэнергию № 09-01 применяются в основном две системы тарифов: одноставочный и двухставочный.
Под тарифами понимается система отпускных цен за электроэнергию, дифференцированных для различных групп потребителей.
Размеры тарифов устанавливаются региональными энергетическими комиссиями (РЭК).
Для одноставочных тарифов стоимость израсходованной электроэнергии, руб.,
С э= bWа,
где Wа– количество израсходованной предприятием электроэнергии, кВт×ч;
b –тарифная ставка за 1 кВт×ч, руб/кВт×ч.
По одноставочному тарифу оплата производится промышленными предприятиями с присоединенной мощностью до 750 кВ×А.
Одноставочные тарифы являются наиболее простыми при расчетах за потребленную электроэнергию. Но они имеют некоторые недостатки: при отключении потребителя в какой-то промежуток времени потребитель не несет расходов за электроэнергию в этот период. Энергосистема же постоянно держит в рабочем состоянии генерирующие мощности с сопровождающимися при этом издержками энергетического производства.
Энергосистема осуществляет электроснабжение ряда промышленных и других потребителей. Соответственно, график нагрузки энергосистемы имеет явно выраженный дневной и вечерний максимумы.
Особое значение для энергосистемы имеют вопросы снижения электрической нагрузки предприятий в часы максимума энергосистемы (с 8 до
11 ч и с 17 до 22 ч).
При использовании одноставочных тарифов потребитель не стимулируется к выравниванию суточного графика нагрузки и к снижению токов нагрузки в часы максимума энергосистемы, так как оплачивает только потребленную электроэнергию независимо от кривой графика ее потребления. Но предприятие, оплачивающее электроэнергию по одноставочному тарифу, обязано оплатить в 4-кратном размере израсходованную сверх лимита электроэнергию.
Двухставочный тариф применяется для промышленных предприятий с присоединенной мощностью более 750 кВ×А. Двухставочный тариф состоит из основной и дополнительной ставок.
За основную ставку принимается годовая плата за 1 кВт присоединенной (договорной) максимальной 30-минутной мощности предприятия, участвующей в максимуме нагрузки ЭС. Дополнительная ставка двухставочного тарифа предусматривает плату за израсходованную в киловатт-часах электроэнергию, учтенную счетчиками.
Стоимость электроэнергии по двухставочному тарифу, руб.:
Сэ = aPм + bWа,
где а – плата за 1 кВт заявленной (расчетной) мощности предприятия, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы, руб./г; b – стоимость
1 кВт×ч активной энергии по счетчику.
За нарушение договорных обязательств применяется система штрафов. За потребление сверхлимитной электроэнергии предприятие обязано оплатить надбавку в 6-кратном размере дополнительной ставки двухставочного тарифа. Превышение присоединенной мощности, заявленной в часы максимума энергосистемы, влечет за собой плату в 10-кратном размере основной ставки двухставочного тарифа за квартал, в котором произошло нарушение условий договора.
Кроме этого, энергосистема задает график работы компенсирующих устройств реактивной мощности, несоблюдение которого ведет к увеличению тарифа в размере 50 % за квартал, в котором отмечено нарушение этого графика.
В балансе реактивных нагрузок потери реактивной мощности в элементах системы электроснабжения промышленного предприятия достигают
20 %. Естественный коэффициент мощности электрических нагрузок различных промышленных предприятий изменяется в пределах cosjест= 0,7–0,9. Это означает, что предприятия потребляют реактивную мощность
Qм = Pм × tgjест = (1,02 - 0,48) Рм.
Полные затраты на производство и передачу всей необходимой предприятию реактивной мощности от шин электростанций в большинстве случаев значительно больше, чем затраты на производство реактивной мощности непосредственно в системе электроснабжения предприятия. Поэтому экономически целесообразно от генераторов электростанций передавать часть реактивной мощности, а 
– компенсировать на шинах присоединения предприятия к энергосистеме.
Согласно «Правилам пользования электрической и тепловой энергией», предусматривается нормирование потребления реактивной мощности непосредственно в именованных единицах, т. е. наряду с нормированием потребления активной мощности нормируется и реактивная.
Учитывая необходимость постоянного поддержания оптимальных режимов в энергосистеме, реактивная мощность предприятий нормируется для периода максимальной активной нагрузки энергосистемы QЭ1 и для периода минимальной нагрузки QЭ2 . Значения QЭ1 и QЭ2 рассчитываются энергоснабжающей организацией по специальной методике и на каждый квартал указываются в договоре с предприятием на пользование электрической энергией.
Оптимальное значение потребляемой из сетей энергосистемы реактивной мощности QЭ1, задаваемое потребителю, определяет для него суммарную установленную мощность компенсирующих устройств.
V. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1. Цель и порядок выполнения работы.
2. Заполненную таблицу экспериментальных данных.
3. Суточные графики активной и реактивной нагрузки.
4. Определение всех необходимых параметров и коэффициентов.
5. Годовой график по продолжительности для активной нагрузки.
6. Годовые затраты на электроэнергию.
7. Выводы.
VI. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. С какой целью снимаются графики нагрузок на промышленных предприятиях?
2. Объясните понятие расчетной нагрузки.
3. Что такое коэффициент использования и для чего он определяется?
4. Дайте определение времени использования максимума нагрузки и укажите какое значение имеет этот показатель в системах электроснабжения промышленных предприятий.
5. Какая смена считается наиболее загруженной?
6. Что характеризует каждый из коэффициентов графиков нагрузки?
Литература
1. Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
2. Мельников М. А. Внутрицеховое электроснабжение /Учебное пособие. – Томск. Изд. ТПУ, 2002 – 143 с.
ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
Цель работы: ознакомиться с конструктивными особенностями имеющихся в лаборатории трансформаторов тока (ТТ). Опытным путем определить однополярные зажимы обмоток трансформаторов тока, коэффициент трансформации трансформаторов тока, построить вторичные вольтамперные характеристики (ВАХ), определить токовую погрешность ТТ.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Трансформаторы тока предназначены:
1) для уменьшения величины тока, протекающего в токовых цепях измерительных приборов и реле;
2) для изоляции приборов и реле от высокого напряжения сети.
Принцип действия трансформаторов тока аналогичен обычным трансформаторам, но имеет следующие особенности:
а) первичная его обмотка включается в сеть последовательно с нагрузкой;
б) ток во вторичной цепи трансформаторов тока строго пропорционален току в первичной цепи и не зависит от сопротивления подключаемых к нему измерительных приборов и реле;
в) первичная обмотка трансформаторов тока обычно содержит один или несколько витков, вторичная же имеет весьма большое количество витков.
| Рис. 1 |
Условные обозначения трансформаторов тока с одной вторичной обмоткой и двумя вторичными обмотками показаны на рис. 1.
Вторичная обмотка трансформатора тока равносильна ЭДС, которая имеет весьма высокое внутреннее сопротивление. Сопротивление же подключаемых приборов и реле мало. Поэтому вторичный ток определяется, практически, только внутренним сопротивлением трансформатора (рис. 2).
Пример подключения измерительных приборов к высоковольтной сети через трансформатор тока показан на рис. 3.
| Рис. 2 |
Одновитковые трансформаторы тока имеют первичную обмотку в виде одного прямолинейного проводника. В зависимости от назначения одновитковые трансформаторы делят на проходные (ТПОФ, ТПОЛ и др.), шинные (например, ТПШФ, ТПШЛ и др.), встроенные в проходные изоляторы масляных выключателей (ТВТ, ТВС).
| Рис. 3 |
Основное достоинство одновитковых трансформаторов тока – высокая устойчивость против токов короткого замыкания, обусловленная отсутствием межвитковых динамических усилий. Основной недостаток – низкая точность при малых измеряемых токах.
Если одновитковый трансформатор тока не может обеспечить требуемой точности измерений или необходимо увеличить мощность, отдаваемую вторичной обмоткой трансформатора, трансформатор тока выполняется с двумя и более витками первичной обмотки (ТПФ, ТКЛ, ТПЛ и др.).
В особую группу выделяют кабельные, шинные и быстронасыщающиеся трансформаторы тока.
Кабельные и шинные трансформаторы тока (или трансформаторы тока нулевой последовательности) изготовляются с неразъемным сердечником (ТЗ, ТПП, ТПНШ) и с разъемным сердечником (ТЗР, ТФ) и служат для питания цепей защиты от замыканий на землю. Вторичный ток кабельных и шинных трансформаторов тока, в отличие от обычных, не зависит от тока нагрузки, протекаемого в первичной цепи.
Согласно ГОСТу зажимы обмоток трансформаторов тока обозначаются следующим образом:
| первичная обмотка: | вторичная обмотка: | ||
| начало - Л1 | конец - Л2 | начало - И1 | конец - И2 |
Зажимы вторичных обмоток встроенных трансформаторов тока обозначаются: начало - А, конец - Б, В, Г, Д (в зависимости от выбранного ответвления).
Направление токов при этом принято I1 - от Л1 к Л2; I2 - от И2 к И1 (рис. 3). Зажимы обмоток Л1, И1 и Л2, И2 при указанном направлении токов считают однополярными. Обозначение полярности зажимов обмоток ТТ необходимо учитывать при монтаже цепей измерения и защиты.
Номинальным коэффициентом трансформации трансформатора тока называется отношение паспортных номинальных токов первичной и вторичной обмоток
Для трансформаторов тока нормального исполнения 
= 5 А. Номинальные первичные токи трансформаторов тока приняты согласно нижеприведенной шкале: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10000, 12000,
15000 А.
Подбор однотипных (по характеристике намагничивания) трансформаторов токов для дифференциальных защит, выбор трансформаторов тока для других релейных защит производится по кривым десятипроцентной погрешности. При отсутствии указанных кривых пригодность трансформатора тока для данной защиты может быть приближенно установлена по его вторичной вольтамперной характеристике I2 = f(U2), снимаемой опытным путем (рис. 6). Вольтамперная характеристика позволяет также определить отсутствие замыканий между витками обмоток трансформатора тока.
ЗАДАНИЕ
1. Определить опытным путем однополярные зажимы обмоток трансформатора тока, указанного преподавателем.
2. Определить коэффициент трансформации указанного трансформатора тока.
3. Определить токовую погрешность трансформатора тока.
4. Снять вторичные вольтамперные характеристики и определить исправность вторичных обмоток трансформатора тока.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
По пункту 1 задания. Определение однополярных зажимов первичной и вторичной обмоток ТТ2 производится по схеме рис. 5) после подключения ее к сети переменного тока U = 220 В автоматом QF1. Зная, что положительному направлению тока в первичной цепи (от зажима +Л1 к зажиму - Л2) соответствует направление тока во вторичной обмотке от конца - зажим И2 к началу (зажим И1) можно по направлению отклонения стрелки амперметра (PA3) определить однополярные выводы обмоток ТТ2.
| QF |
| QF1 |
| + |
| - |
| SA1 |
| PA2 |
| TT2 |
| Рис. 5. Схема определения однополярных зажимов трансформатора тока ТТ2 |
Направление отклонения стрелки амперметра (М4200) фиксируется в момент замыкания тумблера SA1, когда вследствие переходного процесса во вторичной цепи ТТ2 по правилу Ленца индуцируется ток. Пунктиром показаны необходимые электрические соединения выполняемые студентами.
По пунктам 2, 3 задания. Определение коэффициента трансформации трансформатора тока и токовой погрешности производится по схеме рис. 6.
В Н И М А Н И Е ! Вторичные обмотки неиспользуемых ТТ обязательно закоротить.
Амперметры РА1 и РА2 должны быть класса точности не ниже 1,0, причем для измерения тока в первичной цепи амперметр РА1 включается через образцовый трансформатор тока типа УТТ-5 из комплекта измерительных приборов (КИП). Отсчеты первичного тока снимаются при вторичном токе 3, 4, 5 А трансформатора тока УТТ-5. Коэффициент трансформации трансформатора тока ТТ1 определяется для трех снятых отсчетов по амперметру РА2 и сравнивается с ближайшим стандартным. Несовпадение измеренного коэффициента со стандартным свидетельствует о неисправности ТТ1 или о погрешности измерений.
| Рис. 6. Схема определения Ктт и токовой погрешности трансформатора тока ТТ1 |
На рис. 6 приведена схема измерения токовой погрешности ТТ1 (амперметры РА1 и РА2).
Первичные токи УТТ и ТТ1 питаются последовательно от источника тока (НТ). Показания приборов записать в табл. 1 и определить токовую погрешность по формуле
Т а б л и ц а 1
| (А1) | (А2) | d, % |
К пункту 5 задания. Вольтамперная характеристика (ВАХ) – (характеристика намагничивания) ТТ представляет собой зависимость напряжения на зажимах вторичной обмотки от тока намагничивания, проходящего по ней, при разомкнутой первичной обмотке, т. е. U2 = f (Iном).
Снятие ВАХ ТТ производится по схеме рис. 7.
| Рис. 7. Схема определения ВАХ трансформатора тока ТТ2 |
В соответствии с инструкцией по проверке ТТ рекомендуется использовать для измерения U2 – вольтметр, реагирующий на среднее значение напряжения, Iном – амперметр, реагирующий на амплитудное значение тока. Так как на стенде для снятия ВАХ ТТ используются приборы электромагнитной системы, то к требуемым значениям можно перейти, используя известные соотношения: U2 = 1,1U2 Iном = Imax 2. В качестве регулирующего устройства используется автотрансформатор TV1 (РНО-250-5).
Отсчеты производятся по амперметру РА1 при токах 1, 2, 3, 4, 5 А для одной из двух вторичных обмоток ТТ1. Показания приборов для этих случаев записываются в табл. 2.
Т а б л и ц а 2
| Iном, А | |||||
| U2, В |
По данным измерений строится ВАХ (по подобию рис. 1.8). Опытные характеристики сравниваются с типовыми для данного трансформатора тока. При наличии виткового замыкания опытная характеристика располагается ниже типовой (см. рис. 8).
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Привести схемы и данные опытов по определению однополярных зажимов обмотки, коэффициента трансформации, токовой погрешности трансформаторов тока и вторичных вольтамперных характеристик ТТ.
2. Сделать выводы по каждому опыту.
3. Расшифровать марки имеющихся в установке трансформаторов тока.
4. Привести ответы на контрольные вопросы.
| Рис. 8. Вторичные вольтамперные характеристики (ВАХ) трансформаторов тока |
| U2, В |
| U2, В |
| I2, A |
| исправный ТТ |
| Закорочено два витка втоичной обмотки |
| 1 ТВД 400/5 |
| 2 ТВ 400/5 |
| 3 ТПОФ 600/5 кл. 03 |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Каким образом лабораторная установка обеспечивает токи величиной до сотен ампер, необходимые для испытаний трансформаторов тока?
2. Почему ток вторичной цепи трансформаторов тока практически не зависит от сопротивления подключаемых приборов и реле?
3. Почему нельзя включать в сеть трансформатор с разомкнутой вторичной обмоткой?
ЛИТЕРАТУРА
1. Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. – Высшая школа, 1975. – с.52-54.
2. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий / Под ред. А. А.Федорова, Г. В.Сербиновского, книга 1. – с.342-350.
3. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий / Под ред. А. А.Федорова, Г. В.Сербиновского, книга 2. – с.198-210.
Т а б л и ц а 2
| Результаты измерений | |||||||||
UА  | UВ  | UС  | Uн  | IА  | IВ  | IС  | Iн  |  | |
| Заземление нейтрали через активное сопротивление | |||||||||
| 1. Нормальный режим а) симметричное состояние СА = , СВ = , СС = б) несимметричное состояние СА = , СВ = , СС = 2. Аварийный режим СА = , СВ = , СС = |
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие материалы:
1. Принципиальную схему стенда.
2. Результаты измерений в виде таблиц.
3. Расчеты для построения векторной диаграммы одного симметричного режима и одного несимметричного режима замыкания на землю в системе с изолированной нейтралью по формулам (2-9).
4. Векторные диаграммы для рассчитанных режимов (см. рис. 4).
5. Общие выводы по свойствам систем с различными режимами нейтрали с точки зрения необходимого уровня линейной изоляции сети, изоляции нейтрали трансформатора, бесперебойности электроснабжения, капитальных затрат на сооружение сети.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вайнштейн Р. А., Головко С. И., Коломиец Н. В. Режимы работы нейтрали в электрических системах. – Томск, ТПИ, 1981. – 79 с.
2. Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Энергия, 1979. – 320 с.
3. Охрана труда в электроустановках. /Под ред. Б. А.Князевского. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 115 с.
Исследуемый двигатель
В качестве исследуемого двигателя в работе используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа А-32-4 со следующими паспортными данными: Рн = 1 кВт; Uн = 380 В (при соединении обмотки статора в «звезду»); Iн = 2,4 А; nн = 1450 об/мин; hдв = 78,5 %; cosj = 0,79.
Данные холостого хода исследуемого двигателя даны в табл. 1. Активное сопротивление одной фазы статора r1 = 0,4 Ом.
Т а б л и ц а 1
| № изм. | U1, В | I0, А | Р0, Вт | nн, об/мин. |
| 1,01 | ||||
| 1,0 | ||||
| 0,98 | 58,8 | |||
| 0,95 | ||||
| 0,90 | 57,4 | |||
| 0,84 | ||||
| 0,70 | ||||
| 0,60 | ||||
| 0,50 | ||||
| 0,40 |
На одном валу с исследуемым асинхронным двигателем М находятся генератор постоянного тока, в цепь которого включена нагрузка R1-R3 и тахогенератор.
Потребные данные генератора постоянного тока: тип ЭДН-1000 А; Uн = = 120 В; Jн = 5 А.
Генератор с нагрузкой R1-R3 служит для создания на валу исследуемого двигателя переменного (50 %, 75 %, 100 %) нагрузочного момента.
Порядок выполнения работы
К выполнению лабораторной работы допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности, усвоившие теоретический материал по данной теме и ознакомившиеся с оборудованием лабораторной установки.
Б. Проведение опытов
О п ы т 1. Влияние величины напряжения на работу асинхронного двигателя при 100 % загрузке:
а) установить номинальный режим работы двигателя 3СТ (100 %);
б) повысить напряжение на выходе индукционного регулятора до
400 В;
в) снижать напряжение на выходе индукционного регулятора до «опрокидывания» (точка опрокидывания отмечается по вольтметру V1, когда напряжение начинает непрерывно снижаться и скорость падает почти до нуля).
Для предотвращения перегрева двигателя необходимо сразу отключить его при помощи кнопки «Стоп» магнитного пускателя КМ в самом начале процесса «опрокидывания». После остановки двигателя следует пускатели КМ2 и КМ3 нажатием кнопок «Стоп» для нагрузок (75 %) и (100 %) установить минимум нагрузки.
При проведении опытов напряжение фиксируется через 20 вольт и вести записи тока статора, мощности, скорости вращения согласно табл. 2.
О п ы т ы 2 и 3. Произвести опыты, аналогичные опыту 1 при загрузках двигателя 0,5 и 0,75 от номинальной. Процент загрузки устанавливается включением магнитных пускателей ступеней 1СТ и 2СТ соответственно. Результаты опытов занести в табл. 2.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1. Принципиальную схему лабораторной установки.
2. Паспортные данные электрических машин, измерительных приборов, аппаратуры управления и регулирования.
3. Основные расчетные формулы.
4. Таблицу с опытными и расчетными данными (в соответствии с табл. 2).
Т а б л и ц а 2
| № измер. | Опытные данные | Расчетные данные | |
| U1 (В) | I1 (А) | Рпотреб (Вт) | n (об/мин.) | <