2.3. Опис лабораторної установки

Експериментальне дослідження теплового реле здійснюють на установці, яка складається із власне реле та пристрою У5052 з двох блоків, зв’язаних між собою електрично за допомогою кабеля: регулюючого К5ІЗ, навантаження К5І4. Електрична схема з’єднання для дослідження захисної характеристики електротеплового реле автоматичного вимикача наведена на рис. 2.4.

Установка У5052 використовується для отримання регульованого однофазного змінного й випрямленого постійного струму та напруги і вимірювання часових характеристик обладнання, що досліджується.

2.4. Порядок виконання роботи

1. Вивчити конструкцію реле, призначення його елементів.

2. При відсутності напруги на стенді зібрати схему згідно рис. 2.4

3. Після перевірки схеми викладачем подати на стенд напругу.

4. Зняти захисну характеристику теплового реле.

5. Побудувати захисну характеристику реле, яке випробується.

2.5. Зміст звіту

1. Короткі теоретичні відомості.

2. Принципова схема автомата.

3. Ескіз конструкції теплового реле

4. Схема лабораторної установки.

5. Таблиця результатів вимірювань.

6. Графіки залежностей (захисна характеристика реле).

7. Висновки.

Рис 2.4. Електрична схема з’єднання для дослідження захисної характеристики електротеплового реле автоматичного вимикача

2.6. Контрольні запитання

1. Функції автоматичних вимикачів.

2. Основні різновиди автоматів.

3. Коротка характеристика вузлів автомата.

4. Будова и принцип дії максимального реле автомата.

5. Призначення і принцип дії нульового реле автомата.

6. Функції електротеплових реле.

7. Принцип роботи теплового реле.

8. Область застосування теплового реле.

9. Захисна характеристика теплового реле.

Лабораторна робота № 3 ДОСЛІДЖЕННЯ ГРАФІКІВ ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

Мета роботи - набути навичок аналізу різних за тривалістю графіків електричних навантажень, оцінки головних показники групових графіків електричних навантажень та фізичних величин, які характеризують графіки навантажень.

3.1. Прилади і устаткування

1. Осцилограми добових графіків електричних навантажень.

3.2. Короткі теоретичні відомості

Режим роботи споживачів електричної енергії, як відомо, є величина змінна. Відповідно до режиму електричні навантаження системи електропостачання (СЕП) та її елементів змінюються протягом робочої зміни, доби, місяця, року. Криві зміни активної та реактивної потужності та струму в часі, називають графіками навантаження відповідно: за активною потужністю , за реактивною потужністю та за струмом .

Графіки навантажень різних підприємств відрізняються між собою і залежать від характеру виробництва, режимів роботи споживачів елек­тричної енергії та їх потужності. Незважаючи на неоднаковість конфігурацій графіків навантажень даної однієї групи споживачів, в них спостерігаються загальні закономірності: значний спад навантаження в періоди окремих перерв, швидке зростання та зниження навантаження відповідно на початку та в кінці робочої зміни.

Добові графіки характеризуються такими величинами: максимумом активного (Р_м , кВт) та реактивного навантаження (Q_M, квар), коефіцієнтом потужності максимуму , який відповідає і добовими витратами активної (W_доб, кВт·год) та реактивної (V_доб, квар·год енергії) середньозваженим за добу (за рік) коефіцієнтом потужності .

Річні графіки навантажень бувають двох видів за місяцями та за тривалістю навантаження за рік. Перші показують споживання електричної енергії протягом року за місяцями з січня по грудень і характеризують сезонність роботи підприємства. Графіки за тривалістю дають можливість оцінювати тривалість роботи електроустановки при різних рівнях навантаження протягом року. Будують ці графіки за спадаючими ординатами активної або реактивної потужності протягом року. В більшості випадків їх будують за двома добовими графіками навантаження, що характерні для зимового та літнього сезонів (рис. 3.1). Тривалість зимового періоду приймається 213 діб (7 міс), літнього 152 доби (5 міс).

Графіки за тривалістю використовують для вибору оптимального числа та потужності агрегатів установки, для визначення споживання електроенергії, а також для оцінки електричного навантаження в цілому.

Для річних графіків, крім максимумів навантажень Р_М і Q_М, важливими є наступні величини:

• річне споживання активної W_P (кВт·год) та реактивної енергії Q_M (квар·год);

• кількість годин використання максимуму Тм активного та реактивного навантаження:

(3.1)

• cередньозважений річний коефіцієнт потужності cosφ_p

• кількість годин втрат електроенергії за час використання максимуму навантаження:

(3.2);

Рис. 3.1. Графіки електричних навантажень

Основні фізичні величини, які характеризують графіки навантажень:

• Середнє навантаження за деякий час Т(добу, рік)

(3.3)

де п – кількість ділянок осереднення з тривалістю вимірювань потужності P_i (ордината осередненої потужності і-го ступеня графіка); Δt – період осереднення навантаження наприклад 30 хвилин; W_T – електрична енергія за деякий час Т добу.

• Середньоквадратичне (ефективне) навантаження за деякий інтервал часу Т ступінчатого графіка:

(3.4)

Розрахунковим максимумом навантаження за допустимим нагрівом називають умовне навантаження, яке еквівалентне очікуваному змінному навантаженню за найбільш тяжкою тепловою дією. На практиці за Р_M приймають найбільше середнє навантаження за інтервал часу Δt=30 хв., що дорівнює трьом сталим нагріву провідників ліній електричних мереж (t_н=10 хв.), звідки Δt=3τ=30 хв.

Обчислюючи навантаження, використовують деякі безрозмірні показники (коефіцієнти) графіків навантажень, які характеризують режими роботи споживачів електроенергії за потужністю і в часі. Коефіцієнти графіків навантажень визначають для індивідуального і групового графіків активної і реактивної потужності або струму. Всі коефіцієнти індивідуальних і групових графіків позначають відповідно малою k та великою К буквами. Відповідно позначають номінальні потужності: активної одного електроприймача – малою буквою P_ном, а групи електроприймачів великою буквою Р_ном, яка дорівнює ∑р_ном – та аналогічно для реактивної потужності.

Коефіцієнт форми графіка навантаження – це відношення середньоквадратичного навантаження до середнього за даний період часу:

, (3.5)

Коефіцієнт використання – це відношення середньої потужності до номінальної одного приймача або групи:

, (3.6)

де , .

Коефіцієнт максимуму – це відношення максимуму (розрахункового максимуму потужності) до середньої потужності:

(3.7)

Коефіцієнт заповнення графіка навантаження (коефіцієнт навантаження) – це відношення середнього навантаження до його максимуму:

(3.8)

Коефіцієнт попиту – це відношення максимуму навантаження до установленої номінальної потужності всіх робочих приймачів електро­енергії групи

(3.9)

Коефіцієнт одночасності максимумів – це відношення розрахункового максимуму навантаження вузла системи електропостачання до суми розрахункових максимумів окремих груп приймачів, які входять у даний вузол системи електропостачання:

(310)

За відомими з довідкової літератури переліченими вище коефіцієнтами графіків навантажень та фактично завжди відомої сумарної номінальної (установленої) потужності приймачів електричної енергії визначають необхідні при проектуванні середню, середньоквадратичну середньоквадратичну або розрахункову (максимальну) потужності. Розрахунковий максимум навантаження використовують у проектуванні електропостачання для вибору потужності трансформаторів підстанцій, розрахунку мереж, а саме для вибору перерізу провідників кабельних та повітряних ліній за допустимим нагрівом робочим (розрахунковим) струмом у нормальному режимі, а також для вибору перерізів за економічною густиною струму, для вибору комутаційних апаратів та розрахунку максимального струмового захисту і захисту від перенавантажень елементів системи електропостачання, а також при визначенні втрат потужності та електроенергії в елементах системи електропостачання.