Электроснабжение промышленных предприятий. Часть 1

скачать книгу бесплатно

Электроснабжение промышленных предприятий. Часть 1
Вячеслав Борисович Шлейников

В практикуме приведены описание и методика выполнения лабораторных работ по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий» первой части, в которых на практике закрепляются знания по базовым вопросам дисциплины.

В. Б. Шлейников

Электроснабжение промышленных предприятий. Часть 1

Введение

Лабораторные работы являются неотъемлемой частью курса «Электроснабжение промышленных предприятий». На лабораторных занятиях студент совершенствует навыки схемотехники, выполняет электрические измерения, учится распознавать нормальные и аварийные режимы работы оборудования, получает опыт безопасного обращения с электрическим током. Кроме того, лабораторные работы являются иногда единственным средством понимания некоторых процессов.

Вопросам разработки лабораторных работ по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий» посвящено немало учебных изданий, которые содержат некоторый набор заданий для выполнения на определенном лабораторном оборудовании, как правило, существующем в единственном экземпляре в отдельно взятом учебном заведении. Кроме того, многие методические указания используют темы лабораторных работ, относящиеся к смежным дисциплинам: электропривод, релейная защита, электрические машины и др.

Данный набор лабораторных работ предусматривает использование в качестве лабораторного оборудования стендов, разработанных ООО «ИПЦ «Учебная техника», представляющих собой унифицированные модули, монтируемые в раме настольного исполнения. Для каждой лабораторной работы разработана электрическая схема, собираемая на базе указанных стендов и методика выполнения эксперимента. Темы работ имеют непосредственное отношение к дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий» и ориентированы на закрепление материала лекционных занятий. Для удобства использования весь материал лабораторного практикума разделен на две части содержащих по четыре лабораторные работы каждая.

В каждой работе приводится краткий теоретический материал, который при подготовке к выполнению работы и обработке результатов должен быть расширен сведениями, приводимыми в литературе, рекомендуемой для изучения темы. Контроль полноты и качества освоения представленного материала выполняется при защите каждой лабораторной работы с использованием контрольных вопросов.

Выполнение лабораторной работы предполагается бригадой, состоящей из двух или трех студентов. Распределение обязанностей между членами бригады выполняется студентами самостоятельно, но под контролем преподавателя. Как правило, одному члену бригады поручается общее руководство выполнением и защитой работы, один студент – оператор стенда, должен отвечать за выполнение присоединений блоков стенда и операции включения и выключение питания схемы. Каждый член бригады несет персональную ответственность за соблюдение правил техники безопасности, приведенных в приложении А.

Защита лабораторной работы проходит в форме собеседования всех членов бригады, выполнявших лабораторную работу с преподавателем на тему работы в виде ответов на контрольные вопросы. При защите лабораторной работы представляется отчет, выполненный согласно требованиям, изложенным в приложении Б.

Срок выполнения каждой работы отражается в графике выполнения лабораторных работ. Рекомендуется для выполнения одной работы предусматривать не менее одной недели для подготовки к выполнению и одной недели для подготовки к защите работы.

Успех освоения практической части курса «Электроснабжение промышленных предприятий» во многом зависит от точности следования рекомендациям лабораторного практикума, ритмичности и планомерности выполнения и защиты лабораторных работ.

Предлагаемый практикум является всего лишь промежуточным звеном в совершенствовании лабораторных работ по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий», поэтому замечания и недочеты, присутствующие в тексте просьба направлять автору.

1 Лабораторная работа № 1. Построение графика электрических нагрузок промышленного предприятия и определение его основных показателей

Цель лабораторной работы – опытное определение показателей графиков электрических нагрузок.

Задачи

1 Практическим путем получить в заданном масштабе график активной и реактивной нагрузки.

2 Для полученных графиков нагрузок определить основные показатели и коэффициенты, характеризующие эти графики.

3 Определить расход электроэнергии.

1.1 Общие положения

Электрическая нагрузка отдельных потребителей, а, следовательно, и суммарная их нагрузка, определяющая режим работы электростанций в энергосистеме, непрерывно меняется. Принято отражать этот факт в виде графика нагрузки, т.е. диаграммой изменения мощности (тока) электроустановки во времени. По виду фиксируемого параметра различают графики активной Р, реактивной Q, полной (кажущейся) S мощностей и тока I электроустановки. Как правило, графики отражают изменение нагрузки за определенный период времени. По этому признаку их подразделяют на суточные (24 ч), сезонные, годовые и т. п. По месту изучения или элементу энергосистемы, к которому они относятся, графики можно разделить на следующие группы:

1) графики нагрузки потребителей, определяемые на шинах подстанций;

2) сетевые графики нагрузки – на шинах районных и узловых подстанций;

3) графики нагрузки энергосистемы, характеризующие результирующую нагрузку энергосистемы;

4) графики нагрузки электростанций.

Графики нагрузки используют для анализа работы электроустановок, для проектирования системы электроснабжения, для составления прогнозов электропотребления, планирования ремонтов оборудования, а также в процессе эксплуатации для ведения нормального режима работы.

1.1.1 Суточные графики электрических нагрузок

Суточные графики электрических нагрузок, составляемые потребителями, необходимы для определения:

– нагрузок электрических сетей, трансформаторов и суммарной величины электрической нагрузки предприятия;

– tg? на отдельных трансформаторах и в целом по предприятию;

– коэффициента заполнена графика нагрузки.

Суточные графики нагрузки позволяют правильно оценить режим работы электрооборудования и предприятия, в целом, выявить узкие места и резервы, установить оптимальный режим их работы.

В соответствии с Правилами пользования электрической энергией все предприятия обязаны составлять суточные графики электрических нагрузок 2 раза в год: первый раз в июне – летние графики, второй раз в декабре – зимние графики.

Предприятия, расчетные электросчетчики которых установлены в головной части питающих их фидеров, обязаны получить протоколы с записями показаний электросчетчиков, с электростанций или подстанций на следующий день после установленного дня составления графиков. По показаниям электросчетчиков, записанным персоналом станций или подстанций, предприятие обязано немедленно произвести вычисления электрических нагрузок фидеров и tg?. Графики должны составляться по разности, показаний расчетных активных и реактивных электросчетчиков за каждый час. Первая запись должна быть сделана в 0 ч 00 мин и последняя в 24 часа. Одновременно с составлением графиков нагрузки составляются суточные графики напряжения по данным ежечасных записей в протоколах показаний вольтметров. Запись показаний вольтметров предприятие обязано производить ежечасно в день составления графика независимо от места расположения счетчиков, в головной части фидера на станции или подстанции или на приемной части фидера у потребителя.

Графики суточных нагрузок и напряжений вместе с протоколами сдаются в Энергосбыт или в соответствующие отделения не позднее пяти дней после дня, установленного для составления суточных графиков.

Запись напряжения необходимо производить на:

– каждом высоковольтном вводе, питающем предприятие;

– отдаленных сборках низкого напряжения, если на них напряжение занижено;

– шинах низкого напряжения каждого распредели тельного устройства.

При наличии на предприятии самопишущих вольтметров суточные графики напряжения составляются на основании диаграммных лент самописцев.

Если на предприятии нет самопишущих вольтметров, записи напряжения производятся по лабораторным стрелочным приборам класса точности 0,5-1,5, подключаемым к шинам низкого напряжения непосредственно или через трансформаторы напряжения класса точности 0,5. На вводах высокого напряжения лабораторные вольтметры включаются во вторичную обмотку трансформаторов напряжения. При отсутствии самопишущих и лабораторных стрелочных вольтметров напряжение записывается по щитовым вольтметрам. Вольтметры, по которым составляются графики напряжения, должны быть исправны, и проверены госповерителем.

Фактический график нагрузки может быть получен с помощью регистрирующих приборов, которые фиксируют изменения соответствующего параметра во времени. Перспективный график нагрузки потребителей определяется в процессе проектирования.

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 Р

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 Р

= 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 Р