IV. ПОРЯДОК ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
1. По полученным экспериментальным данным построить суточные графики активной и реактивной мощности.
2. По суточным графикам нагрузки определить следующие показатели:
– среднесуточную активную и реактивную нагрузку Рср, Qср;
– среднесменную нагрузку за наиболее загруженную смену Рсм, Qсм;
– максимальнуюактивную и реактивную нагрузку Рм, Qм;
– коэффициент сменности α;
– коэффициенты заполнения активного и реактивного графиков нагрузки Кз.а, Кз.р;
– коэффициент использования установленной мощности потребителей за наиболее загруженную смену Ки. Величину установленной мощности всех электроприемников предприятия принять по следующему выражению Руст = = 3 ×Рм;
– коэффициент максимума нагрузки Км;
– средний за сутки коэффициент мощности cos φ;
– среднеквадратичные или эффективные значения активной, реактивной и полной нагрузки суточного графика Рэ, Qэ, Sэ;
– коэффициент формы суточного графика по активной, реактивной и полной мощности kф.
3. По суточному графику активной нагрузки построить годовой график активной нагрузки по продолжительности. Порядок построения графика следующий. На суточном графике нагрузки выделяется максимальная нагрузка и время ее действия в часах. Это время умножается на 365 (число дней в году) и величина максимальной нагрузки с найденной продолжительностью откладывается на годовом графике. Далее аналогично определяются следующие в порядке убывания значения нагрузок и их продолжительность из суточного графика и откладываются на годовом. Пример типового графика нагрузки по продолжительности приведен на рис. 3.
| t час. |
| Р, кВт |
| Рм |
| Тм |
Рис. 3. Годовой график нагрузки по продолжительности
Площадь годового графика в определенном масштабе выражает количество потребленной промышленным предприятием электроэнергии за год. По годовому графику нагрузки можно определить число часов использования максимума нагрузки:
Тм = Wа.г / Рм,
где Wа.г – годовой расход электроэнергии, кВт×ч; Рм– максимальная нагрузка, кВт.
4. Определить годовые затраты промышленного предприятия на электроэнергию при оплате по одноставочному и двухставочному тарифам.
Принять тарифную ставку за 1 кВт×ч потребленной электроэнергии, при оплате по одноставочному тарифу, равной b = 1,0руб/кВт×ч.
При оплате по двухставочному тарифу плата за 1 кВт заявленной (расчетной) мощности предприятия, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы, равна а = 100 руб. за кВт/месяц; стоимость 1 кВт×ч активной энергии по счетчику составляет b = 0,6 руб/кВт×ч.
V. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1. Цель и порядок выполнения работы.
2. Заполненную таблицу экспериментальных данных.
3. Суточные графики активной и реактивной нагрузки.
4. Определение всех необходимых параметров и коэффициентов.
5. Годовой график по продолжительности для активной нагрузки.
6. Годовые затраты на электроэнергию.
7. Выводы.
VI. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. С какой целью снимаются графики нагрузок на промышленных предприятиях?
2. Объясните понятие расчетной нагрузки.
3. Что такое коэффициент использования и для чего он определяется?
4. Дайте определение времени использования максимума нагрузки и укажите какое значение имеет этот показатель в системах электроснабжения промышленных предприятий.
5. Какая смена считается наиболее загруженной?
6. Что характеризует каждый из коэффициентов графиков нагрузки?
Литература
1. Федоров А. А., Каменева В. В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
2. Мельников М. А. Внутрицеховое электроснабжение /Учебное пособие. – Томск. Изд. ТПУ, 2002 – 143 с.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 3
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И ОПЫТНАЯ ПРОВЕРКА
ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
Цель работы: ознакомиться с конструктивными особенностями имеющихся в лаборатории трансформаторов тока (ТТ). Опытным путем определить однополярные зажимы обмоток трансформаторов тока, коэффициент трансформации трансформаторов тока, построить вторичные вольтамперные характеристики (ВАХ), определить токовую погрешность ТТ.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Трансформаторы тока предназначены:
1) для уменьшения величины тока, протекающего в токовых цепях измерительных приборов и реле;
2) для изоляции приборов и реле от высокого напряжения сети.
Принцип действия трансформаторов тока аналогичен обычным трансформаторам, но имеет следующие особенности:
а) первичная его обмотка включается в сеть последовательно с нагрузкой;
б) ток во вторичной цепи трансформаторов тока строго пропорционален току в первичной цепи и не зависит от сопротивления подключаемых к нему измерительных приборов и реле;
в) первичная обмотка трансформаторов тока обычно содержит один или несколько витков, вторичная же имеет весьма большое количество витков.
| Рис. 1 |
Условные обозначения трансформаторов тока с одной вторичной обмоткой и двумя вторичными обмотками показаны на рис. 1.
Вторичная обмотка трансформатора тока равносильна ЭДС, которая имеет весьма высокое внутреннее сопротивление. Сопротивление же подключаемых приборов и реле мало. Поэтому вторичный ток определяется, практически, только внутренним сопротивлением трансформатора (рис. 2).
Пример подключения измерительных приборов к высоковольтной сети через трансформатор тока показан на рис. 3.
| Рис. 2 |
Одновитковые трансформаторы тока имеют первичную обмотку в виде одного прямолинейного проводника. В зависимости от назначения одновитковые трансформаторы делят на проходные (ТПОФ, ТПОЛ и др.), шинные (например, ТПШФ, ТПШЛ и др.), встроенные в проходные изоляторы масляных выключателей (ТВТ, ТВС).
| Рис. 3 |
Основное достоинство одновитковых трансформаторов тока – высокая устойчивость против токов короткого замыкания, обусловленная отсутствием межвитковых динамических усилий. Основной недостаток – низкая точность при малых измеряемых токах.
Если одновитковый трансформатор тока не может обеспечить требуемой точности измерений или необходимо увеличить мощность, отдаваемую вторичной обмоткой трансформатора, трансформатор тока выполняется с двумя и более витками первичной обмотки (ТПФ, ТКЛ, ТПЛ и др.).
В особую группу выделяют кабельные, шинные и быстронасыщающиеся трансформаторы тока.
Кабельные и шинные трансформаторы тока (или трансформаторы тока нулевой последовательности) изготовляются с неразъемным сердечником (ТЗ, ТПП, ТПНШ) и с разъемным сердечником (ТЗР, ТФ) и служат для питания цепей защиты от замыканий на землю. Вторичный ток кабельных и шинных трансформаторов тока, в отличие от обычных, не зависит от тока нагрузки, протекаемого в первичной цепи.
Согласно ГОСТу зажимы обмоток трансформаторов тока обозначаются следующим образом:
| первичная обмотка: | вторичная обмотка: | ||
| начало - Л1 | конец - Л2 | начало - И1 | конец - И2 |
Зажимы вторичных обмоток встроенных трансформаторов тока обозначаются: начало - А, конец - Б, В, Г, Д (в зависимости от выбранного ответвления).
Направление токов при этом принято I1 - от Л1 к Л2; I2 - от И2 к И1 (рис. 3). Зажимы обмоток Л1, И1 и Л2, И2 при указанном направлении токов считают однополярными. Обозначение полярности зажимов обмоток ТТ необходимо учитывать при монтаже цепей измерения и защиты.
Номинальным коэффициентом трансформации трансформатора тока называется отношение паспортных номинальных токов первичной и вторичной обмоток
Для трансформаторов тока нормального исполнения 
= 5 А. Номинальные первичные токи трансформаторов тока приняты согласно нижеприведенной шкале: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10000, 12000,
15000 А.
Подбор однотипных (по характеристике намагничивания) трансформаторов токов для дифференциальных защит, выбор трансформаторов тока для других релейных защит производится по кривым десятипроцентной погрешности. При отсутствии указанных кривых пригодность трансформатора тока для данной защиты может быть приближенно установлена по его вторичной вольтамперной характеристике I2 = f(U2), снимаемой опытным путем (рис. 6). Вольтамперная характеристика позволяет также определить отсутствие замыканий между витками обмоток трансформатора тока.
ЗАДАНИЕ
1. Определить опытным путем однополярные зажимы обмоток трансформатора тока, указанного преподавателем.
2. Определить коэффициент трансформации указанного трансформатора тока.
3. Определить токовую погрешность трансформатора тока.
4. Снять вторичные вольтамперные характеристики и определить исправность вторичных обмоток трансформатора тока.