Лаба 5 Снабжение
.docxМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждениевысшего образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Инженерная школа энергетики
Отделение электроэнергетики и электротехники
Направление −13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
Лабораторная работа №5
ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Выполнил: студент гр. 5А6А
|
___________________ (подпись)
|
Абдуллаев Б.С. |
Проверил: преподаватель, ассистент (ОЭЭ, ИШЭ) |
___________________ (подпись) ___________________ (дата) |
Шаненкова Ю.Л. |
|
|
|
Томск-2019
Цель работы
-
Уяснение цели повышения коэффициента мощности на предприятии.
-
Исследование влияния нагрузки электрооборудования на значение коэффициента мощности.
-
Исследование влияния установки компенсирующих устройств на величину тока в питающей линии.
-
Исследование зависимости потребления реактивной мощности асинхронного двигателя от его загрузки.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка состоит из стенда, исследуемого асинхронного двигателя типа АО 32-4, имеющий общий вал с нагрузочным генератором постоянного тока типа ЗДН-1000А и тахогенератором (ТГ), и потенциал-регулятора ИР-61-100.
Принципиальная схема лабораторной установки приведена на рисунке 1, на передней панели стенда представлена мнемосхема, которая содержит следующие элементы:
Рисунок 1 – Принципиальная схема лабораторной установки
-
Киловаттметр КW, измеряющий потребляемую асинхронным двигателем из сети активную мощность Рп.
-
Киловарметр kWar, измеряющий потребляемую асинхронным двигателем из сети реактивную мощность Q.
-
Амперметр А для измерения тока I в цепи статора асинхронного двигателя.
-
Вольтметр V для контроля подводимого напряжения к зажимам асинхронного двигателя.
Кроме приборов контроля на панели стенда расположены:
-
Автомат QF подачи напряжения на стенд.
-
Магнитный пускатель КМ с кнопочной станцией «Пуск» («П») и «Стоп» («С») для пуска и остановки асинхронного двигателя.
-
Автоматические выключатели QF1 и QF2 для включения и отключения батарей статических конденсаторов к статорной обмотке асинхронного двигателя.
-
Нагрузка генератора постоянного тока содержит четыре ступени. Включение каждой ступени осуществляется магнитными пускателями:
-
первая ступень 1СТ (25 %) нажатием кнопки «Пуск» («П») (черная кнопка) магнитного пускателя КМ1;
-
вторая ступень 2СТ (50 %) нажатием кнопки «Пуск» («П») (черная кнопка) магнитного пускателя КМ2;
-
третья ступень 3СТ (75 %) нажатием кнопки «Пуск» («П») (черная кнопка) магнитного пускателя КМ3;
-
четвертая ступень 4СТ (100 %) нажатием кнопки «Пуск» («П») (черная кнопка) магнитного пускателя КМ4.
Внимание! Отключение конденсаторов разрешается только после отключения и остановки асинхронного двигателя, что необходимо для разряда конденсаторов на обмотку статора.
Ход выполнения работы
Таблица 1 – Опытные данные
|
Данные опыта |
Расчетные величины |
||||||||
Напряжение сети U, кВ |
Потребляемой двигателем ток I, А |
Потребляемая активная мощность Рn, кВт |
Показания киловарметраQ, Kвар |
|
|
|||||
Без батарей |
370 |
1,55 |
0,18 |
0,32 |
0,06 |
0,38 |
0,367 |
0,49 |
1,78 |
|
370 |
1,8 |
0,36 |
0,3 |
0,24 |
0,67 |
0,469 |
0,768 |
0,83 |
||
370 |
2,2 |
0,59 |
0,3 |
0,5 |
0,85 |
0,662 |
0,891 |
0,51 |
||
370 |
2,8 |
0,84 |
0,32 |
0,75 |
0,89 |
0,899 |
0,934 |
0,38 |
||
370 |
3,2 |
1 |
0,36 |
0,88 |
0,89 |
1,063 |
0,941 |
0,36 |
||
С 1 батареей |
370 |
0,3 |
0,16 |
0,04 |
0,06 |
0,36 |
0,165 |
0,97 |
0,25 |
|
370 |
1 |
0,38 |
0,04 |
0,25 |
0,67 |
0,382 |
0,995 |
0,11 |
||
370 |
1,6 |
0,59 |
0,04 |
0,5 |
0,85 |
0,591 |
0,998 |
0,07 |
||
370 |
2,4 |
0,8 |
0,04 |
0,72 |
0,9 |
0,801 |
0,999 |
0,05 |
||
370 |
2,8 |
1 |
0,08 |
0,88 |
0,88 |
1,003 |
0,997 |
0,08 |
||
С 2 батареями |
370 |
0,67 |
0,16 |
0 |
0,06 |
0,36 |
0,16 |
1 |
0 |
|
370 |
0,9 |
0,38 |
0 |
0,26 |
0,67 |
0,38 |
1 |
0 |
||
370 |
1,35 |
0,59 |
0 |
0,5 |
0,85 |
0,59 |
1 |
0 |
||
370 |
1,9 |
0,8 |
0 |
0,72 |
0,9 |
0,8 |
1 |
0 |
||
370 |
2,3 |
1 |
0 |
0,88 |
0,88 |
1 |
1 |
0 |
Паспортные данные электродвигателя: Рн = 1,0 кВт; Uн = 380 В; Iн = 2,4 А; cos = 0,79; = 78,5%;nн = 1450 об/мин.;Iпуск = 5 Iн.
– КПД двигателя при нагрузке на валу находится из рисунка 2.
Коэффициент :
Рисунок 2 – Зависимость КПД от мощности, потребляемой из сети
Значение полной мощности:
Коэффициент мощности:
Коэффициент реактивной мощности:
Построим графики зависимостиPn = f(), Q = f(), cos = f() до и после включения батареи конденсаторов.
Рисунок 3 – зависимость Pn = f()
Рисунок 4 – зависимость Q = f()
Рисунок 5 – зависимость I = f()
Рисунок 6 – зависимость cos = f()
Вывод
В ходе лабораторной работы была выявлена цель повышения коэффициента мощности на предприятии;было исследовано влияние нагрузки электрооборудования на значение коэффициента мощности, влияние установки компенсирующих устройств на величину тока в питающей линии, а также зависимости потребления реактивной мощности асинхронного двигателя от его загрузки.
Так как протекание реактивной мощности вызывает нежелательные потери напряжения, потери активной мощности и электроэнергии и излишне загружает генераторы электростанций и сеть реактивными токами, то предприятия стремятся уменьшить эти потери следующими путями:
- увеличение загрузки линии или электроприемника по активной мощности при Q=const;
- уменьшение передаваемой реактивной мощности по сети.
В первом случае увеличение нагрузки электрооборудования приводит к росту значения коэффициента мощности. Ступени, которые подключали в процессе опыта имеют активную составляющую, поэтому активная мощность растет. Ток, проходящий по активному сопротивлению, совпадает по фазе с приложенным напряжением.Т.к. активная мощность возрастает, то коэффициент мощности тоже возрастает.
Во втором случае включение конденсаторных батарей (источников реактивной мощности) непосредственно на месте потребления электроэнергии (электродвигатель), приводит к существенному снижению потребления электроприемником реактивной мощности из сети и увеличению коэффициента мощности. Другими словами, включая в схему емкостную батарею параллельно с индуктивностью компенсируется потребность индуктивности в реактивном токе, необходимым для создания магнитного поля, за счет емкости и тем самым снижается величина реактивного тока и реактивной мощности, потребляемого индуктивностью от источника.
Таким образом, вводя компенсационные устройства, мы можем снимать лишнюю загрузку генераторов электростанций.