СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ИНСТРУКТИВНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по дисциплине «Электроснабжение промышленных и коммунальных объектов»
на проведение лабораторного занятия № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В СИСТЕМАХ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Направление: 0906 - «Электротехника»
Специальность: 7.090603 - «Электротехнические системы электропотребления»
Севастополь-2012
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 1
по дисциплине «Электроснабжение промышленных
и коммунальных объектов»
ВРЕМЯ : 2 часа МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ: УДТ
ТЕМА: Исследование электрических нагрузок в системах электроснабжения.
ЦЕЛЬ: Исследовать характер электрических нагрузок в системах
электроснабжения и их влияние на параметры электрической сети.
План лабораторного занятия № 1
.
1. Вводная часть 15 мин.
2. Основная часть
а) изучение схемы соединений электрических нагрузок на УДТ 5 мин.
б) произведение оперативных переключений в схеме УДТ 5 мин.
в) проведение исследований на стенде 25 мин.
д) обработка результатов исследований 10 мин.
е) составление отчета и его защита 15 мин.
д) заключительная часть 5 мин.
В результате проведения лабораторного занятия № 1 студенты должны:
ЗНАТЬ:
Алгоритм и методику работы на УДТ.
Правила безопасности при работах на УДТ.
Характер и построение графиков электрических нагрузок с целью определение расчетных нагрузок на элементах схемы электроснабжения.
Влияние характера электрических нагрузок на электрические параметры сетей.
Методику определения расчетных электрических нагрузок на основании изучения графиков нагрузок.
УМЕТЬ:
Включить и отключить схему электроснабжения в распредустройствах 10 кВ (на УДТ).
Построить график электрических нагрузок.
Определить расчетные параметры электрических нагрузок в схемах электроснабжения.
ЛИТЕРАТУРА.
Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: учебник для ВУЗов. - 3-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Энергия, 1979. - 408 с.: ил.
3.Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. – М.: Высшая школа, 1979. - 431с.: ил.
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Специальные вопросы электроснабжения промышленных предприятий». Н.А. Денисенко, Е.Н. Иншеков, М.Ю. Голованев, - Киев: НТУУ «КПИ», 1997. - 48с.
Учебно-демонстрационный тренажер (УДТ). Распределительная сеть 10 кВ техническое описание и инструкция по эксплуатации, КОРН, Симферополь, 2001 г.
1. Теоретические сведения
1.1 Графики электрических нагрузок и показатели графиков
В процессе эксплуатации системы электроснабжения промышленных предприятий необходима информация о работе потребителей электроэнергии.
Основополагающими при этом являются показатели нагрузки: мощности (Р - активная, Q - реактивная, S - полная) и электрический ток (I). Электрические нагрузки могут изменяться во времени и характеризуются графиками электрических нагрузок.
Характерный график электрических нагрузок по активной мощности за наиболее загруженную смену представлен на рис.2, который может относиться к рабочей смене, суткам году, в зависимости от интервала, за который рассматривается электрическая нагрузка
Рис.2. График нагрузки линии, питающей участок цеха
В случае выполнения лабораторной работы график строится условно за период 20 - 30 мин., определяют следующие значения электрических нагрузок:
средние за наиболее загруженную смену Рсм, Qсм, Sсм, Iсм;
расчетные максимальные за 30-ти минутный интервал осреднения Рр, Qр, Sр, Iр; пиковые - кратковременные длительностью 1 - 2 с., Рпик, Qпик, Sпик, Iпик;
Для инженерных расчетов электрических нагрузок используют коэффициенты, наименования которых и аналитические выражения для их определения представлены в таблице 1.
Коэффициенты, используемые при расчете электрических нагрузок:
Таблица 1.
№ п/п |
Коэффициент |
Обозначение |
Для одного потребителя |
Для группы потребителей |
1 |
Использования |
kи |
|
|
2 |
Включения |
kв |
|
|
3 |
Загрузки |
kз |
|
|
4 |
Формы |
kф |
|
|
5 |
Спроса |
kс |
|
|
6 |
Максимума |
kmax |
|
|
Примечание: в таблице 1 все коэффициенты применительно к активной мощности поэтому в обозначениях следует учитывать дополнительный индекс, например, "а" kи,а - коэффициент использования по активной мощности.
При определение коэффициентов по реактивной мощности и тока следует указывать в индексах буквы р и i, формулы для расчетов аналогичны приведенным в таблице 1.
Обозначения в таблице 1:
рср Рср, - средняя мощность одного и группы приемников соответственно;
tв - время включения приемника электрической энергии в течение производственного цикла;
Рсв - средняя мощность одного или группы приемников электроэнергии за время включения;
Рск - среднеквадратичная мощность приемника электроэнергии;
Эа, Δэа - расход электрической энергии за периоды Т и Δt соответственно.
1.2 Определение средних нагрузок и расхода электроэнергии.
Средняя мощность Рср макс за наиболее загруженную смену группы приемников электроэнергии одинакового режима работы определяется путем умножения установленной мощности рабочих приемников электроэнергии Рном (для приемников повторно-кратковременного режима - приведенной к ПВ = 100%) на их характерный коэффициент использования kи:
Рсм=kиРном
Для группы приемников электроэнергии, состоящей из подгрупп с одинаковым режимом работы, средневзвешенный коэффициент использования активной мощности определяется с достаточной для практических расчетов точностью по той же формуле, если в нее подставить значения kи и Рном для подгрупп приемников.
Значения коэффициента использования должны быть отнесены к тому же промежутку времени (цикл, смена, год), к которому отнесены средние мощности, на основе которых этот коэффициент вычисляется.
При наличии данных об удельных плотностях максимальной нагрузки на 1м3 руд площади цеха F (данные о руд см. в [1]).
Рср макс =рудF
При наличии данных об удельных расходах электроэнергии на единицу продукции в натуральном выражении эул и объеме выпускаемой продукции М
Рср макс =эудМ/Т
где Т - продолжительность смены .
Годовой расход активной энергии для отдельных цехов и предприятия в целом
Эа.т.=Ки.г.РномТг
где Ки.г - среднее значение коэффициента использования активной мощности за год;
Тг - годовой фонд рабочего времени.
При невозможности определения годового расхода электроэнергии допускается расчет по формуле
Эа.т.=РмаксТмакс
где Тмакс - годовое число часов использования максимума активной мощности, которое для различных отраслей промышленности принимается по [1].
С.Д. Волобоинским предложен коэффициент сменности по энергоиспользованию
α=Эа.г./Рср.максТг.
Тогда
Эа.г.= αРср.максТг
и
Рср.макси =Рср.г/ α
где Рср.г - среднегодовая нагрузка.