ЗМІСТ
ВСТУП	6
ПРАВИЛА ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ	8
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1	9
Дослідження роботи автоматизованої конденсаторної установки
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2	36
Поперечна компенсація реактивної потужності в розподільчих мережах
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3	44
Дослідження графіків активних і реактивних електричних навантажень
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4	53
Дослідження споживання реактивної потужності асинхронним двигуном
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5 Дослідження інформаційної, електровимірювальної і керуючої системи ЦТ 5000	59
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6	78
Комп'ютерні системи комерційного обліку виробітки і споживання електроенергії на основі багатофункціональних мікропроцесорних лічильників електричної енергії типу Альфа
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7 Облік споживання активної і реактивної енергії трифазними індукційними лічильниками	101

ВСТУП

Від правильної організації обліку витрат електричної енергії на підприємстві в значній мірі залежить ефективність управління процесом економії електроенергії. Реалізація енергозберігаючої політики призводить до значного підвищення вимог до систем обліку електроенергії. Це зв’язано із зміною тарифів на електроенергію, підвищенням вимог до режиму електроспоживання в години максимальних навантажень енергосистем.

Розрахунковий облік електричної енергії призначений для обліку виробленої, а також відпущеної споживачам електроенергії з метою здійснення грошових розрахунків за неї. Його здійснюють шляхом встановлення лічильників електричної енергії на межі розділу мереж енергопостачальної організації і підприємства.

Технічний облік призначений для контролю витрат електроенергії на підприємстві. Цей вид обліку відображає споживання електроенергії виробничими підрозділами: виробництвами, цехами, дільницями цехів, агрегатами, установками. Основним завданням технічного обліку є отримання інформації для аналізу ефективності використання електроенергії в окремих підрозділах і технологічних процесах, виявлення внутрішніх резервів її економії. Для узгодження питань виробництва і споживання електричної енергії застосовують систему тарифів, які стимулюють режим електроспоживання промислових підприємств. Однак розв’язання цієї задачі не можливе без застосування комплексів вимірювальних і керуючих систем, які дозволяють здійснити оперативний збір інформації і керування електроспоживанням.

Технічні засоби обліку і контролю електричної енергії в промисловості повинні:

а) забезпечувати з необхідною точністю комерційний облік електричної енергії у відповідності із діючими тарифами;

б) контролювати розхід електроенергії на окремих виробництвах, в цехах, на технологічних установках, тобто здійснювати технічний контроль;

в) видавати необхідну інформацію для диспетчера по управлінню електроспоживанням або здійснювати автоматичне регулювання споживання електроенергії в рамках заданих режимів;

г) забезпечувати контроль і фіксувати перевищення рівнів дозволеного ліміту електроспоживання і максимуму потужності;

д) здійснювати контроль якості електроенергії;

е) документувати необхідну інформацію.

Через складність схем електропостачання промислових підприємств і тарифів на електроенергію виконання заданих умов є складною науково-технічною задачею. Для комерційного обліку споживання електроенергії в залежності від потужності установок необхідні вимірювальні прилади класу точності 0,21,0 і технічного обліку класу 0,52,0. Для забезпечення диспетчера інформацією про режим електроспоживання або автоматичного його регулювання необхідна така точність вихідної інформації, яка виключила б перевищення заявленого максимуму навантаження і гарантувала дотримання встановлених лімітів електроспоживання.

Облік електроенергії тільки за допомогою лічильників електроенергії не задовольняє сучасним вимогам практики електроспоживання.

Розробка і впровадження автоматизованих інформаційно-вимірювальних і керуючих систем обліку, контролю і регулювання споживання електроенергії дозволяє підняти рівень енергетичного господарства підприємства, покращити структуру енергоспоживання і дає значний економічний ефект.

ПРАВИЛА ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

1. Для проведення лабораторних занять студентська група ділиться на бригади. Кожна бригада виконує роботи згідно з графіком, який вивішують в лабораторії перед початком семестру.

2. Перед кожним заняттям студенти готують "попередній звіт" з відповідної лабораторної роботи. В нього входять:

а/ мета роботи;

б/ об’єм роботи;

в/ схеми для проведення досліджень;

г/ таблиці або протоколи дослідження.

3. Перед початком роботи викладач контролює підготовленість з допомогою індивідуального опитування. Не підготовлені студенти до проведення роботи не допускаються.

4. Після закінчення лабораторної роботи результати досліджень завіряються викладачем.

5. Студенти аналізують результати, проводять розрахунки, будують графіки, роблять висновки і здають звіт на занятті.

6. На кожному занятті студент одержує бали за підготовку, проведення і захист лабораторної роботи.

7. При успішному систематичному проведенні всіх лабораторних робіт протягом семестру, одержанні відповідної кількості балів студент звільняється від підсумкового заліку.

Лабораторна робота №1 дослідження роботи автоматизованої конденсаторної установки

1.1. Мета роботи: дослідити режими роботи конденсаторної установки.

1.2. Основні теоретичні положення

1.2.1. Поняття реактивної потужності

Поняття реактивної потужності (РП) надає можливість відобразити математично чи подати графічно у вигляді хвильових або векторних діаграм багато процесів, що відбуваються в електроустановках, зокрема в електричних мережах. Відомо, що в умовах дефіциту реактивної потужності знижується рівень напруги в електричній мережі і спроби підтримати його зміною коефіцієнтів трансформації здебільшого не покращують становища. Отже, під час аналізу та синтезу електричних мереж необхідно використовувати реактивну потужність як фізичне поняття та математичну величину.

Найважливішими її властивостями є рівність нулю середнього значення за період у будь-якій фазі та точці мережі; рівність нулю суми миттєвих значень РП усіх трьох фаз у будь-який момент часу; можливість забезпечення балансу реактивної потужності вузлів електричної мережі та споживачів без участі електростанцій.

Розглянемо співвідношення та залежності значень струму I, напруги и, повної, активної та реактивної потужностей в колі змінного синусоїдного струму.

Якщо миттєві значення напруги и та струму i подати через діючі значення U та I у вигляді

, (1.1)

. (1.2)

Середнє значення потужності :

. (1.3)

Отже, значення середньої потужності складається із двох складових і нуля. Рівність певного середнього значення нулю говорить проте що частина енергії не виконує корисної роботи, а пульсує з подвійною частотою між споживачем і джерелом енергії.

1.2.2. Споживання та генерування реактивної потужності

Електричну енергію від електроенергетичних систем отримують промислові підприємства, транспорт, сільськогосподарські та комунально-побутові споживачі. Найпоширенішим електроприймачем практично в усіх галузях є асинхронний двигун. Електроенергію споживають також електропечі різного призначення, перетворювачі, зварювальні агрегати, прилади електричного освітлення тощо. Відносне значення змінюється в широких межах і залежить від принципу дії і конструкції електроприймача, режиму його роботи, підведеної напруги тощо. Для асинхронних двигунів, завантажених на 50 %, може бути від 0,85 (для двигуна потужністю 2000 кВт) до 2,5 (для двигуна потужністю 1 кВт) за номінальної напруги; зі збільшенням напруги значення зменшується, а збільшується.

У промисловості широко використовують різні електро- печі: дугові руднотермічні, сталеплавильні, електрошлакового переплаву, індукційні плавильні та нагрівальні тощо. Значне навантаження в промисловості створюють також зварювальні агре­гати, коефіцієнт потужності яких становить від 0,2-0,3 до 0,4-0,7 залежно від конструкції та режиму роботи.

1.2.3. Реактивна потужність в електричній мережі

Реактивні навантаження в електричних системах забезпечуються генераторами електричних станцій, генеруванням ємнісної потужності лініями електропередачі, а також спеціальними так званими компенсувальними пристроями. Встановлена потужність цих пристроїв визначається, з одного боку, потужністю споживачів та режимами їх роботи, а з іншого, — можливостями і режимами реактивної потужності в самій системі.

У споживачів електричної енергії знаки похідних активної і реактивної потужностей за навантаженням, як правило, однакові. Це означає, що зі збільшенням споживання активної потужності збільшується споживання реактивної потужності, і навпаки. При цьому розмах зміни споживання активної потужності більший, ніж реактивної.

Значний вплив на режими реактивної потужності має сама електрична мережа. Для аналізу розглянемо роботу ділянки мережі. У режимі неробочого ходу мережа генерує реактивну потужність, значення якої визначають за формулою

, (1.4)

де - ємнісна провідність лінії.

В індуктивності лінії існують втрати реактивної потужності, залежність яких від навантаження S визначає формула

, (1.5)

де , - індуктивний опір лінії.

На рис. 1.1 показано зарядну ємнісну потужність лінії , залежності втрати реактивної потужності та сумарного значення (власної реактивної потужності) лінії від її завантаження. У режимі роботи від до існує надлишок реактивної потужності, тобто лінія її генерує. Режим, для якого називається режимом натуральної потужності. З подальшим збільшенням навантаження лінія сама починає споживати реактивну потужність. На фоні збільшення її споживання споживачами таке явище збільшує дефіцит реактивної потужності в системі, який повинен бути усунений сторонніми джерелами, інакше існуватимуть істотні зміни параметрів режиму і насамперед зниження напруги до рівнів, за яких буде досягнутий баланс реактивної потужності. У крайніх випадках можливе порушення стійкості роботи системи.

Рисунок 1.1 - Зарядна потужність та залежність втрат