Електропостачання
.pdfДля цього протягом 30 – 60 секунд слідкуючи за двома лічильниками, визначають тривалість кількості повних обертів дисків, а потім підраховують вказані вище величини наступним чином:
P |
3600 Na |
Kн Kc , |
(10.6) |
|
|||
|
n a t a |
|
Q |
3600 Np |
Kн Kc , |
(10.7) |
||||||
|
|
|
|||||||
|
n p t p |
|
|
|
|
||||
cos |
|
|
|
P |
|
, |
(10.8) |
||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||
P2 |
Q2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
де Nа і Nр – кількість повних обертів відповідно лічильників активної і реактивної енергії;
па і пр − кількість обертів дисків лічильників на 1 кВт∙год і 1
кВАр∙год;
tа і tр − час, що відповідає кількості повних обертів Nа і Nр; Кн і Кс − коефіцієнти трансформації вимірювальних
трансформаторів напруги і струму відповідно.
Вартість спожитої електроенергії для промислових підприємств з приєднаною потужністю 50 кВА і вище визначається за тарифами на активну і реактивну енергії
Ц= •Wа+ •Wр, |
(10.9) |
де , - тарифи за активну і реактивну енергії, грн\кВт•год, грн/кВАр•год, відповідно.
2 ПРОГРАМА РОБОТИ
2.1Вивчити схему і апаратуру знижувальної трансформаторної підстанції.
2.2Визначити активну та реактивну потужності, коефіцієнт потужності за лічильниками електричної енергії, які встановлені на підстанції для різних видів навантаження.
101
2.3 Підрахувати вартість спожитої електроенергії підприємством за діючими тарифами.
3 ОПИС СХЕМИ УСТАНОВКИ
Установка, на якій проводиться дослідження, є фізичною моделлю невеликої знижувальної трансформаторної підстанції з двома трифазними трансформаторами Т1 і Т2 і схема її подана на рис. 10.2.
Напруга 220 В від силового кабелю через автомат QF1 і магнітний пускач KM подається на шини А, В, С. Наявність напруги або її відсутність сигналізують відповідно лампочки зелена HLG і біла HLW (рис. 10.3).
Збоку напруги 220 В встановлені :
-вольтметр PV1 з перемикачем SA1 для вимірювання лінійних напруг U1АВ, U1ВС, U1СА;
-амперметри PАА, PАВ, PАС для вимірювання струмів ІА, ІВ, ІС;
-трифазний фазометр cosφ, що вимірює коефіцієнт потужності соsφ ;
-лічильники активної кWh та реактивної кVARh енергії, які вимірюють електричну енергію трансформаторної підстанції;
-ватметри, що вимірюють активну kW і реактивну kWar потужності.
Увімкнення силових трансформаторів з боку первинної
напруги здійснюється за допомогою магнітних пускачів KМ1 і KМ2. Про увімкнення стан трансформаторів Т1 і Т2 на напругу 220 В сигналізують лампочки HLG1 і HLG2 (рис.10.3).
Вторинна обмотка трансформаторів Т1 і Т2 за допомогою автоматів QF2 і QF3 приєднується до шин 110 В вторинної напруги. Вимірювання навантаження трансформаторів зі сторони вторинної напруги здійснюється за допомогою
амперметрів PАА1, PАВ1, PАС1 та PАА2, PАВ2, PАС2 . |
|
|||
Величини |
вторинної |
напруги |
U2АВ, U2ВС, |
U2СА |
вимірюються вольтметром PV2 з перемикачем SA2. |
|
|||
Ввімкнення |
активного |
RR, |
активно-індуктивного |
(фазорегулятор FR ) навантажень здійснюється за допомогою автоматів відповідно QF4, QF5 з максимальним струмовим
102
|
|
|
~3 х 220 |
|
|
QF1 |
|
|
А |
|
|
|
В |
|
~ 220 |
|
С |
|
|
|
|
|
КМ |
KW*h |
РАа |
РАв РАс |
KVar*h |
|
|
SA1 |
|
|
СOS |
KW KVar |
|
|
РV1 |
А |
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
КМ1 |
КМ2 |
|
|
Т1 |
Т2 |
|
||
QF2 |
|
QF3 |
|
|
|
РV2 |
|
|
|
|
SA2 |
|
|
|
РАа1 |
РАв1 РАс1 |
РАа2 |
РАв2 |
РАс2 |
А |
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
РАа3 РАв3 |
РАс3 |
|
|
~ 220
~ 110
QF4 |
QF5 |
|
FR |
|
FR |
|
SA3 |
|
R |
|
RR |
Рисунок 10.2 - Принципова схема установки для дослідження роботи трансформаторної підстанції
103
À
SBT
SBT1
SBT2
KМ
KМ
KМ1
KМ1
KМ2
KМ2
~220 V |
|
|
В |
SBC |
KМ |
KМ |
|
SBC1 |
KМ1 |
KМ1 |
|
SBC2 |
KМ2 |
KМ2 |
|
|
HLW |
|
м м |
|
HLG |
|
м м |
|
HLW1 |
|
м м |
|
HLG1 |
|
м м |
|
HLW2 |
|
м м |
|
HLG2 |
|
м м |
Рисунок 10.3 – Схема керування магнітними пускачами і сигналізації
104
захистом. Вимірювання струму відповідних навантажень здійснюється за допомогою амперметрів PАА3, PАВ3, PАС3 .
Керування магнітними пускачами KМ, KМ1, KМ2 здійснюється за допомогою кнопок SBT і SBC, SBT1 і SBC1, SBT2 і SBC2 відповідно (рис. 10.3).
4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
4.1Ознайомитися з приладами, апаратами та іншим обладнанням експериментальної установки та записати їх технічні характеристики.
4.2Перевірити стан автоматів QF1, QF2, QF3 QF4, QF5. Вони повинні бути вимкнені.
4.3Увімкнути автомат QF1 і подати напругу на шини 220
В.
4.4За допомогою кнопки SBC увімкнути магнітний пускач KМ і таким чином підготовити до увімкнення первинну обмотку трансформатора. Спостерігати за сигнальними лампочками. Лампа HLW повинна погаснути, лампа HLG загорітись.
4.5За допомогою вольтметра PV1 виміряти лінійні
напруги U1АВ, U1ВС, U1СА та початкові покази лічильників і записати їх в табл. 10.2.
4.6Натиснути кнопку SBC1. Магнітний пускач KМ1 отримує живлення і замикає силові контакти KМ1, приєднуючи первинну обмотку трансформатора Т1 до шин 220 В. Сигнальна лампа HLW 1 повинна загаснути, а HLG 1 – загорітися.
4.7Записати покази всіх приладів з первинної сторони підстанції і за допомогою секундоміру визначити час довільних декількох обертів дисків двох лічильників. Результати занести в табл.. 10.3
4.8Увімкнути автомат QF2 і приєднати вторинну обмотку трансформатора до шин 110 В. За допомогою вольтметра PV2 виміряти лінійні вторинні напруги підстанції.
4.9Увімкнути автоматичний вимикач QF4. Записати покази всіх приладів і визначити час, який відповідає довільній кількості обертів дисків лічильників активної та реактивної енергії при середньому положенні перемикача SA3 Результати досліджень занести в табл.10.4 та табл.10.5.
105
Перемикач SA3 перевести в положення R і при різних значеннях активного навантаження 0,25R, 0,5R, R записати покази всіх приладів. Визначити час, який відповідає довільній кількості обертів дисків лічильників активної та реактивної енергії. Результати досліджень занести в табл.10.4 та табл. 10.5.
Увімкнути автоматичний вимикач QF5 при максимальному навантаженні R, подавши трифазну напругу 110В до обмоток фазорегулятора FR (активно-індуктивного навантаження). Записати покази всіх приладів і визначити час, який відповідає довільній кількості обертів дисків лічильників активної та реактивної енергії. Результати досліджень занести
втабл.10.4 та табл.10.5.
4.10Вимкнути: автомат QF4 при мінімальному активному навантаженні RR (положення рукоятки резистора в лівому положенні) і автомат QF2.
4.11Натиснути кнопку SBC2, силові контакти KM2 замикаються і під’єднюють первинну обмотку трансфор-
матора Т2 до шин 220В. Трансформатори Т1 і Т2 будуть увімкнені на паралельну роботу.
4.12Увімкнути автомат QF3. Провести спостереження за всіма приладами на первинній і вторинній напругах підстанції при різних навантаженнях, згідно п. 4.9. Результати дослідів занести в табл. 10.8 та табл. 10.9.
4.13Вимкнути QF4 при мінімальному активному навантаженні RR і QF5.
4.14Провести послідовне вимкнення автоматів QF2 і QF3/ Натиснути на кнопки SBT1 і SBT2, і вимкнути трансформатори Т1 і Т2. Натиснути на кнопку SBT, вимкнути магнітний пускач KМ. Записати в табл. 10.10 кінцеві покази лічильників.
4.15Вимкнути автомат QF1.
106
Таблиця 10.2 – Результати досліджень
|
№ |
|
|
Лінійні напруги, В |
|
|
|
Початкові покази лічильників |
|||||||||||||
досліду |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
активної енергії |
реактивної енергії |
||||||||||
|
|
|
|
U1АВ |
|
U1ВС |
U1СА |
|
W , кBт год |
W |
, кBAр г од |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
р |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 10.3 - Результати досліджень з первинної сторони підстанції |
|||||||||||||||||||||
|
№ |
|
U1AB, |
U1BC, |
U1CA, |
|
IA, |
IB, |
|
IC, |
|
соs |
|
N a, |
t a, |
|
N p, |
t p, |
|
||
|
дослі- |
|
В |
B |
В |
|
А |
А |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
оберт |
с |
|
оберт |
с |
|
|||||||||
|
ду |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
107
Таблиця 10.4 – Результати досліджень на первинній стороні з Т1
|
|
U1AB |
U1BC |
U1CA |
IA |
|
IB |
|
IC |
соs |
Na, |
ta , |
|
N p, |
|
t p , |
Навант |
||||
|
№ |
В |
В |
B |
А |
|
А |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трансф |
||
|
|
|
|
оберт |
с |
|
оберт |
с |
|||||||||||||
|
досліду |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0R |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25R |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5R |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1R |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R+FR |
Таблиця 10.5 – Результати досліджень на вторинній стороні при роботі Т1 |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
U2AB |
U2BC |
U2CA |
IA1 А |
|
IB1 |
А |
IC1 А |
|
IA3 |
|
|
IB3 |
|
IC3 |
Навант |
||||
|
№ |
В |
В |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
A |
|
A |
трансф |
||
|
досліду |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т1 |
|
1 |
|
|
|
0 |
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0R |
||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25R |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5R |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1R |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R+FR |
Таблиця 10.6 – Результати досліджень на первинній стороні з T1 і Т2
108
|
|
U1AB |
U1BC |
U1CA |
IA |
|
IB |
|
IA |
|
соs |
Na, |
t |
a , |
N p, |
|
t |
p, |
|
Навант |
||||
|
№ |
В |
B |
В |
А |
|
А |
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
трансф |
|||||
|
|
|
|
|
|
оберт |
|
|
оберт |
|
|
|
|
|||||||||||
|
п\п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
с |
|
Т1 і Т2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0R |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25R |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5R |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1R |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R+FR |
Таблиця 10.7 – Результати досліджень на вторинній стороні при роботі Т1 і Т2 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
U2AB |
U2BC |
U2CA |
IА1 |
|
IВ1 |
IС1 |
|
IA2 |
IВ2 |
IС2 |
IA3 |
|
IВ3 |
|
IС3 |
Навант |
||||||
|
№ |
B |
В |
В |
А |
А |
А |
А |
А |
А |
А |
А |
А |
Т1і Т2 |
||||||||||
|
п\п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
0 |
|
0R |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25R |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5R |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1R |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R+FR |
109
Таблиця 10.8 – Результати досліджень
|
|
Кінцеві покази лічильників |
|
№ |
|
активної енергії |
реактивної енергії |
досліду |
|
Wa , кBт год |
Wр , кBAр г од |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
5 ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ |
5.1Описати роботу схеми підстанції.
5.2Розрахувати для всіх режимів роботи трансформаторів активну та реактивну потужності, які споживаються підстанцією, а також її коефіцієнт потужності.
Результати розрахунків звести у табл.. 10.11, табл. 10.12, табл.
10.13.
5.3Побудувати графіки залежності вторинної напруги
U2 , вторинних струмів І А1 і І А2 трансформаторів, коефіцієнта потужності соsφ підстанції від струму навантаження І А3 для наступних випадків:
-увімкнений тільки трансформатор Т1 з первинного та вторинного боку:
- U2= f( I A3 ), I A1 = f (I A3 ), cos φ = f (I A3 );
-увімкнений тільки трансформатор Т2 з первинної та вторинного боку:
- U2= f( I A3 ), I A2 = f (I A3 ), cos φ = f (I A3 );
-обидва трансформатори Т1 і Т2 увімкнені на паралельну роботу
- U2= f( I A3 ), I A1 = f (I A3 ), I A2 = f (I A3 ), cos φ = f (I A3 ).
Побудову графіків U2= f( I A3), cos φ = f (I A3 ) для всіх видів навантаження слід здійснювати в одній системі координат, для решта графіків – можлива інша.
110