Вячеслав Шлейников - Электроснабжение промышленных предприятий. Часть 1

Для построения перспективного графика необходимо знать характер изменения нагрузки потребителя во времени, который при проектировании обычно определяется по типовым графикам. Типовой график нагрузки строится по результатам исследования аналогичных действующих потребителей и приводится в справочной литературе в виде, показанном на рисунке 1.

Рисунок 1 – Суточные графики активной нагрузки потребителя: а – типовой; б – в именованных единицах

Для удобства расчетов график выполняется ступенчатым. Наибольшая возможная за сутки нагрузка принимается за 100 %, а остальные ступени графика показывают относительное значение нагрузки для данного времени суток. При известном Рмакс можно перевести типовой график в график нагрузки данного потребителя, используя соотношение для каждой ступени графика в Вт:

где n – ордината соответствующей ступени типового графика, %.

На рисунке 1 б показан график потребителя электроэнергии, полученной из типового, показанного на рисунке 1 а при Рmax = 2 МВт.

Обычно для каждого потребителя дается несколько суточных графиков, которые характеризуют его работу в разное время года и в разные дни недели. Это – типовые графики зимних и летних суток для рабочих дней, график выходного дня и т.д. Основным является обычно зимний суточный график рабочего дня. Его максимальная нагрузка Рмакс принимается за 100 %, и ординаты всех остальных графиков задаются в процентах именно этого значения. На рисунке 2 приведен пример графика электрической нагрузки, полученный по справочным данным.

1 – график рабочего дня; 2 – график выходного дня.

Рисунок 2 – Пример типового графика конкретного вида производства (черная металлургия)

Кроме графиков активной нагрузки, используют графики реактивной нагрузки. Типовые графики реактивного потребления также имеют ординаты ступеней, в процентах абсолютного максимума. Абсолютный максимум реактивной нагрузки определится по выражению в вар:

где tgφмакс определяется по значению cosφмакс, которое задано, как исходный параметр для данного потребителя.

Суточный график полной мощности можно получить, используя известные графики активной и реактивной нагрузок. Значения мощности по ступеням графика, показанного на рисунке 3, определяются по выражению в В·А:

где Рст и Qст – активная и реактивная нагрузки данной ступени в именованных единицах.

Рисунок 3 – Суточные графики активной, реактивной и полной мощности потребителя

Годовой график продолжительности нагрузки показывает длительность работы установки в течение года с различными нагрузками. По оси ординат откладывают нагрузки в соответствующем масштабе, по оси абсцисс – часы года от 0 до 8760. Нагрузки на графике располагают в порядке их убывания от Рмакс до Рмин как показано на рисунке 4.

Рисунок 4 – Годовой график продолжительности нагрузок.

Построение годового графика продолжительности нагрузок производится на основании известных суточных графиков. На рисунке 5 показан способ построения графика при наличии двух суточных графиков нагрузки – зимнего (183 дня) и летнего (182 дня).

Для наиболее распространенных потребителей электроэнергии в справочниках приводятся типовые графики активной и реактивной нагрузок по продолжительности. График по продолжительности нагрузок применяют в расчетах техникоэкономических показателей установки, расчетах потерь электроэнергии, при оценке использования оборудования в течение года и т. п.

T1 = t1 · 183; T2 = t2 · 183; T3 = t3 · 183; T4 = t4 · 182; T4 = t4 · 182; T5 = t5 · 182.

Рисунок 5 – Построение графика по продолжительности нагрузок

Лабораторная установка представляет собой комплект типового лабораторного оборудования РССЭС1-Н-Р (настольное исполнение, ручная версия), предназначенного для проведения лабораторных занятий по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий».

В настольной раме смонтированы аппаратные модули в составе, приведенном в таблице 1.

Таблица 1 – Состав оборудования стенда

Для выполнения электрических соединений прилагается комплект проводников различной длины красного, черного и желтого с зеленой полоской цветов и Uобразных перемычек. Проводники красного, черного цвета и перемычки предназначены для выполнения основных соединений элементов схемы. Проводники желтого с зеленой полоской цвета, предназначены для устройства защитного заземления модулей стенда, служащего защитой оператора от поражения электрическим током. Наконечники проводников и перемычек выполнены с безопасными разъемами.

Общий вид лабораторной установки приведен на рисунке 6.

Рисунок 6 – Вид лабораторной установки РССЭС1-Н-Р

Лабораторная установка представляет собой комплект типового лабораторного оборудования КЭЭСЭС1-Н-К (настольное исполнение, компьютерная версия), предназначенного для проведения лабораторных занятий по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий».

В настольной раме смонтированы аппаратные модули в составе, приведенном в таблице 2.

Таблица 2 – Состав оборудования стенда

Общий вид лабораторной установки приведен на рисунке 7.

Рисунок 7 – Лабораторная установка КЭЭСЭС1-Н-К

Перед выполнением любых коммутаций следует убедиться, что однофазный источник питания выключен.

При выполнении лабораторной работы студент, являющийся оператором стенда, соединяет согласно схеме аппаратные модули. Для этого наконечники проводников соответствующей длины или перемычки вставляются с небольшим усилием в гнезда. При этом стенд нужно придерживать за раму.

Проводники можно соединять между собой. Присоединение двух и более проводников к одному разъему выполняется при помощи безопасных наконечников проводников. Присоединение мультиметров следует выполнять проводниками с безопасными наконечниками, входящими в комплект стенда.

При выполнении лабораторной работы необходимо определять напряжение и ток в электрической цепи. Эти измерения выполняются мультиметром. Порядок подключения мультиметра:

– установить род тока (постоянный/переменный) и предел измерения;

– правильно присоединить зажимы мультиметра к измеряемой цепи.

Внешний вид мультиметра приведен на рисунке 8. Расположение и назначение разъемов для измерения различных электрических величин приведены на рисунке 9.

Рисунок 8 – Внешний вид мультиметра MY-60

Рисунок 9 – Схема расположения разъемов мультиметра MY-60

Пример 1 – Измерение переменного напряжения.

Для измерения напряжения в нашем случае, устанавливаем переключатель диапазонов мультиметра в положение 700 V~, а присоединение проводников выполняем к разъемам СОМ и V.

Пример 2 – Изменение силы переменного тока.

Устанавливаем переключатель диапазонов мультиметра в положение 2 А~, а присоединение проводников выполняем к разъемам СОМ и 2 А.

Для выполнения измерений потребуется собрать испытательную установку, согласно схеме соединения блоков стенда, показанной на рисунке 10.

Рисунок 10 – Схема соединений блоков стенда для получения графиков электрических нагрузок

Переключатель мощности активной (блок 306.4) и индуктивной нагрузки (блок 324.4) следует установить в положение – «нет нагрузки».

Собранную схему нужно показать преподавателю и сообщить фамилию оператора стенда. Преподаватель включает питание стенда (или разрешает включить питание). Дальнейшие эксперименты выполняются оператором стенда самостоятельно.

Порядок включения стенда:

1) присоединить вилку к розетке;

2) включить SF2 (выключатель УЗО) блока 218.2;

3) включить SF1 (автоматический выключатель) блока 218.2;

4) выполнить контроль зажигания индикатора включения питания (светодиод красного цвета) блока 218.2;

5) проверить готовность мультиметров к работе и включить их нажатием кнопки on/off если кнопка находилась в положении on, то потребуется двукратное ее нажатие;

6) включить кнопку «Сеть» измерителя мощностей;

7) включить тумблер автоматического выключателя SF3, одновременно наблюдая за работой стенда.