Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Эксплуатация электрооборудования сельского хозяйства. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям для студентов очного и заочного обучения все
.pdf
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Брянский государственный аграрный университет»
Кисель Ю.Е.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Учебно-методическое пособие к практическим занятиям
для студентов очного и заочного обучения
всех направлений подготовки
Брянская область, 2022
УДК 621.3:63 (076)
ББК 31.26:40.72
К 44
Кисель, Ю. Е. Эксплуатация электрооборудования сельского хозяйства:
учебно-методическое пособие к практическим занятиям для студентов очного
и заочного обучения всех направления подготовки / Ю. Е. Кисель. - Брянск:
Изд-во Брянский ГАУ, 2022. – 40 с.
Методические указания являются руководством к практическим занятиям
по курсу «Эксплуатация электрооборудования сельского хозяйства» для бакалавров всех направлений дневного и заочного обучения. В процессе выполнения практических занятий студенты изучают устройство, технические характеристики, методы технического обслуживания и ремонта электрического оборудования. В методические указания содержат необходимые данные для самостоятельной работы студентов.
Рецензенты: к.т.н., доц. Безик В.А.
Рекомендовано методической комиссией института энергетики и приро-
допользования Брянского государственного аграрного университета, протокол
№9 от 22.04.2022 года.
ФГБОУ ВО «Брянский ГАУ», 2022
Ю.Е. Кисель, 2022
2
3
Содержание
Практическое занятие №1 .......................................................................................... 4
Методы прогнозирования графиков электрических нагрузок. Анализ и
синтез графиков ........................................................................................................... 4
Практическое занятие №2 ........................................................................................ 10
Выбор токоограничивающих реакторов ....................................................... 10
Практическое занятие №3 ........................................................................................ 14
Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения .................... 14
Практическое занятие №4 ........................................................................................ 19
Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор числа и мощности питающих
трансформаторов ....................................................................................................... 19
Практическое занятие №5 ........................................................................................ 29
Тепловизионный контроль оборудования .................................................... 29
Список литературы.................................................................................................... 39
4
Практическое занятие №1
Методы прогнозирования графиков электрических нагрузок.
Анализ и синтез графиков
Цель: получение практических навыков для проектирования на основе
типовых графиков нагрузок (варианты задании даны в табл. 2), определение основных показателей графиков.
Приобретаемые компетенции:
1. Готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию ре-
шений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
2. Готовность работать над проектами электроэнергетических и электро-
технических систем и их компонентов (ПК-8);
Подготовка к работе:
1. Пройти инструктаж по технике безопасности на рабочем месте.
2. Ознакомиться с описанием работы, краткими теоретическими сведени-
ями о графиках электрических нагрузок.
3. Решить задачу.
4. Выполнить задание.
Исходные данные:
- максимальное значение активной мощности нагрузки Р
max
, МВт;
- максимальное значение коэффициента мощности нагрузки cos φ
max
, о.е.;
- типовой график (суточный) электрических нагрузок (выдается каждому
студенту) Р = f(t), Q = φ(t), % или о.е.
1. Краткие теоретические сведения
Графики нагрузок – это диаграммы в прямоугольных осях координат, где
по оси абсцисс откладывается время, в течение которого желательно представить колебания нагрузок, а по оси ординат – соответствующие нагрузки.
В зависимости от времени, в течение которого желательно иметь представление о нагрузках, различают суточные, месячные и годовые графики
нагрузок. В зависимости от звена системы, для которой рассматриваются
нагрузки, различают потребительские, сетевые и станционные графики.
По роду нагрузок различают графики активных и реактивных нагрузок.
Для построения суточных графиков нагрузки используют два метода, из
которых один применяется для электроустановок, находящихся в эксплуатации,
а другой – в основном для электроустановок, находящихся в стадии проектирования.
1. Построение суточных графиков для электроустановок, находящихся в
эксплуатации. Для построения суточных графиков установок, находящихся в эксплуатации, пользуются показаниями измерительных приборов (ваттметров), которые записывают через определенные промежутки времени (через полчаса, час).
Отдельные толчки графика, соответствующие указанным нагрузкам, соединяют
между собой прямыми линиями, в результате чего график представляется в виде
ломаной линии. Графику можно придать и ступенчатую форму, если считать, что
нагрузка в интервале между двумя измерениями остается неизменной.
5
2. Построение суточных графиков нагрузок электроустановок, находя-
щихся в стадии проектирования. Для построения предварительно необходимо
наметить предполагаемые режимы их работы и установить некоторые показатели. Основным показателем является суммарная установленная мощность
приемников электроэнергии.
Под установленной мощностью электроприборов понимают их номинальную мощность, указанную в паспорте, а ламп накаливания – мощность,
указанную на цоколе или колбе.
Мощность, потребляемая приемниками электроэнергии из сети при полной их нагрузке, называется присоединенной мощностью.
Годовые графики нагрузки строятся в виде графиков суточных максимальных нагрузок и по продолжительности.
Годовые графики суточных максимальных нагрузок показывают изменение суточных максимумов в течение всего года. Для их построения необходимо
было бы располагать суточными графиками всех 365 дней года, из которых
можно было бы выбрать соответствующие значения максимумов. Однако практически годовые графики суточных максимумов строят по 12 точкам, соответствующим наибольшим нагрузкам каждого месяца.
Годовой график по продолжительности представляет диаграмму нагрузок на весь год, расположенных в порядке убывания. В зависимости от географической широты количество летних и зимних суток различно. Для центральных районов можно принять действие зимнего графика 183 суток, летнего – 182 суток.
По графику продолжительности нагрузки можно вычислить некоторые
технико-экономические показатели установки. Площадь, ограниченная ступенчатой кривой графика активной нагрузки, численно равна энергии, произведенной или потребленной за рассматриваемый период:
Wn = Σ Pi · Ti
Pi - мощность i-ой ступени
Ti – продолжительность ступень
Средняя нагрузка за рассматриваемый период:
Рср = Wn/T
2. Задача.
Построить суточные графики Р = f(t) и Q = φ(t) в именованных единицах,
по ним получить график S =ψ(t).
Построить годовые графики нагрузки по продолжительности Р = f1(t), Q =
φ1(t), S =ψ1(t).
Определить технико-экономические показатели графиков:
- максимумы и минимумы нагрузок за сутки: P
max
, P
min
, Q
max
, Q
min,Smax
, S
min
.
- среднесуточные нагрузки: Pср= W
a
сут
/24, Qср= W
p
сут
/24, Sср= W
сут
/24;
- коэффициенты заполнения Kзп=Sср/S
max
и неравномерности Kнр=S
min/Smax
графиков полной мощности;
- коэффициент мощности средневзвешенный cos φ
ср.взв.
= W
a
сут/Wсут
;
6
- время использования максимума активной нагрузки
Та1= (W
a
сут
·365)/ Р
max.
Время действия заданного суточного графика принять равным 365 дней в
году.
3. Задание.
1. Пояснить принцип преобразования типового графика в график в име-
нованных единицах. Например, два графики активной нагрузки 100%, Р
max
,
Pi%→Pi = (P
i%· Pmax
)/100
2. Построить график мощности S =ψ(t) аналитическим методом
Si = √(P
2
i
+ Q
2
i
), а также объяснить графический метод (метод прямоугольного
треугольника, рис. 1).
Qm = Pm tg φ
max
Рисунок 1 – Графический метод получения полной мощности S
по двум катетам Р и Q
3. Составить итоговую таблицу обработки графиков нагрузки по образцу
таблицы 1. Данные таблицы 1 удобно использовать при определении техникоэкономических показателей графиков.
4. Построить годовой график по продолжительности для различных видов
нагрузок (рис. 2), также используя данные таблицы 1.
7
Таблица 1 – Характеристика графиков электрических нагрузок
Длит.
ступени
Р
Q
S,
MB·A
Wp,
MBAp·ч
Wа,
MBт·ч
W,
MBA·ч
%
МВт
%
МВАр
t1
P1
P1
Q1
Q1
S1 =
2
1
2
1
QP
W
p
1
= Q1 · t1
W
a
1
= P1 · t1
W1 = S1 · t1
… … … … …
… … …
…
ti
Pi
Pi
Qi
Qi
Si =
22
ii
QP
W
p
i
= Qi · ti
W
a
i
= Pi · ti
Wi = Si · ti
… … … … …
… … …
…
tn
Pn
Pn
Qn
Qn
Sn =
22
nn
QP
W
p
n
= Qn · tn
W
a
n
= Pn · tn
Wn = Sn · tn
Итого за сутки
W
p
сут
=
n
ii
tQ
1
W
а
сут
=
n
ii
tP
1
W
сут
=
n
ii
tS
1
Итого за год при условии единого типового
графика на все сутки года
W
p
год
=
365W
p
сут
W
а
год
=
365W
а
сут
W
год
=
365W
сут
Примечание. n – полное количество ступеней суточного графика нагрузки
(t1 + t2 + t3 + … + tn) = 24 часа.
Рисунок 2 – Построение годового графика нагрузок по продолжительности:
Т, = 365 ti; Та - 365 t2; ....; Т„ = 365 t
n
8
Таблица 2 – Типовые графики нагрузки
Часы суток
№
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
1
P
30
30
30
30
30
30
30
80
80
80
60
60
60
60
100
100
100
100
100
100
80
80
30
30
Q
40
40
40
40
40
40
40
86
86
86
67
67
67
67
100
100
100
100
100
100
86
86
40
40
2
P
40
40
40
40
60
60
100
100
100
100
100
100
90
90
100
100
100
100
90
90
80
80
40
40
Q
50
50
50
50
66
66
100
100
100
100
100
100
92
92
100
100
100
100
92
92
84
84
50
50
3
P
70
70
70
70
100
100
100
100
100
100
100
100
90
90
100
100
100
100
100
100
100
100
70
70
Q
75
75
75
75
100
100
100
100
100
100
100
100
92
92
100
100
100
100
100
100
100
100
72
72
4
P
50
50
50
50
50
50
70
70
100
100
100
100
70
70
100
100
100
100
100
100
70
70
50
50
Q
60
60
60
60
60
60
74
74
100
100
100
100
74
74
100
100
100
100
100
100
74
74
60
60
5
P
80
80
80
80
80
100
100
100
100
100
100
90
100
100
100
100
100
90
90
100
100
100
90
80
Q
85
85
85
85
85
100
100
100
100
100
100
93
100
100
100
100
100
93
93
100
100
100
93
85
6
P
50
50
50
50
50
50
80
80
100
100
100
100
100
100
100
100
80
80
70
70
70
70
50
50
Q
60
60
60
60
60
60
84
84
100
100
100
100
100
100
100
100
84
84
76
76
76
76
60
60
7
P
30
30
30
30
30
30
70
70
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
80
80
80
80
30
30
Q
40
40
40
40
40
40
77
77
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
85
85
85
85
40
40
8
P
50
50
50
50
50
50
50
50
70
70
100
100
100
100
90
90
90
90
70
70
70
70
50
50
Q
60
60
60
60
60
60
60
60
76
76
100
100
100
100
94
94
94
94
76
76
76
76
60
60
9
P
45
45
45
45
100
100
100
100
90
90
90
90
100
100
100
100
100
100
90
90
90
90
45
45
Q
55
55
55
55
100
100
100
100
95
95
95
95
100
100
100
100
100
100
95
95
95
95
55
55
10
P
100
100
100
100
100
100
90
90
100
100
100
100
100
100
90
90
100
100
100
100
100
100
80
80
Q
100
100
100
100
100
100
95
95
100
100
100
100
100
100
95
95
100
100
100
100
100
100
87
87
11
P
50
50
50
50
50
50
100
100
100
100
80
80
80
80
80
80
80
80
70
70
70
70
50
50 Q 60
60
60
60
60
60
100
100
100
100
83
83
83
83
83
83
83
83
76
76
76
76
60
60
9
Продолжение таблицы 2
Часы суток
№
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
12
P
70
70
70
70
70
70
90
90
90
90
100 100
95
95
100 100
90
90
90
90
80
80
70
70
Q
75
75
75
75
75
75
93
93
93
93
100 100
96
96
100 100
93
93
93
93
84
84
75
75
13
P
50
50
50
50
50
50
80
80
80
80
70
70
70
70
100 100 100 100
80
80
80
80
50
50
Q
58
58
58
58
58
58
83
83
83
83
75
75
75
75
100 100 100 100
83
83
83
83
58
58
14
P
30
30
30
30
45
45
90
90
100 100 100 100
90
90
90
90
100 100
100 100
50
50
30
30
Q
40
40
40
40
52
52
93
93
100 100 100 100
93
93
93
93
100 100
100 100
55
55
40
40
15
P
20
20
20
20
20
20
70
70
70
70
50
50
100 100 100 100 100 100
70
70
70
70
20
20
Q
28
28
28
28
28
28
74
74
74
74
56
56
100 100 100 100 100 100
74
74
74
74
28
28
16
P
30
30
30
30
30
30
100 100 100 100 100 100
90
90
90
90
90
90
90
90
60
60
60
60
Q
40
40
40
40
40
40
100 100 100 100 100 100
93
93
93
93
93
93
93
93
66
66
66
66
17
P
40
40
40
40
40
40
80
80
80
80
70
70
70
70
100 100 100 100
100 100
70
70
40
40
Q
48
48
48
48
48
48
83
83
83
83
74
74
74
74
100 100 100 100
100 100
74
74
48
48
18
P
90
90
100 100 100 100 100 100
90
90
100 100 100 100 100 100
80
80
100 100 100 100 100 100
Q
93
93
100 100 100 100 100 100
93
93
100 100 100 100 100 100
85
85
100 100 100 100 100 100
19
P
60
60
60
60
60
60
80
80
100 100 100 100
80
80
100 100 100 100
100 100
60
60
60
60
Q
70
70
70
70
70
70
85
85
100 100 100 100
85
85
100 100 100 100
100 100
70
70
70
70
20
P
60
60
60
60
100 100 100 100
90
90
90
90
90
90
90
90
100 100
90
90
90
90
60
60
Q
67
67
67
67
100 100 100 100
92
92
92
92
92
92
92
92
100 100
92
92
92
92
67
67
10
Окончание таблицы 2
Часы суток
№
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
21
P
30
30
50
50
70
70
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
70
70
50
50
30
30
Q
40
40
57
57
75
75
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
75
75
57
57
40
40
22
P
70
70
70
70
70
70
100 100 100 100 100 100
90
90
90
90
100 100
100 100
90
90
90
90
Q
76
76
76
76
76
76
100 100 100 100 100 100
93
93
93
93
100 100
100 100
93
93
93
93
23
P
50
50
50
50
50
50
100 100 100 100
90
90
90
90
100 100 100 100
100 100
90
90
50
50
Q
60
60
60
60
60
60
100 100 100 100
94
94
94
94
100 100 100 100
100 100
94
94
60
60
24
P
60
60
60
60
80
80
80
80
100 100 100 100 100 100
90
90
100 100
100 100 100 100
90
60
Q
70
70
70
70
86
86
86
86
100 100 100 100 100 100
93
93
100 100
100 100 100 100
93
70
25
P
50
50
50
50
50
50
80
80
80
80
70
70
70
70
100 100 100 100
100 100
80
80
50
50
Q
56
56
56
56
56
56
82
82
82
82
73
73
73
73
100 100 100 100
100 100
82
82
56
56
Контрольные вопросы:
1. Дать определение графику нагрузки.
2. Дать определение установленной мощности.
3. Рассказать классификацию графиков нагрузок.
4. Для чего необходимо знать графики нагрузок.
5. Дать определение ступени графика нагрузки.
Практическое занятие №2
Выбор токоограничивающих реакторов
Цель: развитие практических навыков в выборе реакторов и в оценке спо-
собов реактирования.
Приобретаемые компетенции:
1. Готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию ре-
шений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
2. Готовность работать над проектами электроэнергетических и электро-
технических систем и их компонентов (ПК-8);
3. Способность рассчитывать схемы и элементы вторичных цепей элек-
троэнергетических объектов (ПК-15).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]