Лаба 5 Снабжение

МИНИСТЕРСТВО 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

1. Уяснение цели повышения коэффициента мощности на предприятии.

2. Исследование влияния нагрузки электрооборудования на значение коэффициента мощности.

3. Исследование влияния установки компенсирующих устройств на величину тока в питающей линии.

4. 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

1. Киловаттметр КW, измеряющий потребляемую асинхронным двигателем из сети активную мощность Р_п.

2. Киловарметр kWar, измеряющий потребляемую асинхронным двигателем из сети реактивную мощность Q.

3. Амперметр А для измерения тока I в цепи статора асинхронного двигателя.

4. Вольтметр V для контроля подводимого напряжения к зажимам асинхронного двигателя.

Кроме приборов контроля на панели стенда расположены:

1. Автомат QF подачи напряжения на стенд.

2. Магнитный пускатель КМ с кнопочной станцией «Пуск» («П») и «Стоп» («С») для пуска и остановки асинхронного двигателя.

3. Автоматические выключатели QF1 и QF2 для включения и отключения батарей статических конденсаторов к статорной обмотке асинхронного двигателя.

4. 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: Р_н = 1,0 кВт; U_н = 380 В; I_н = 2,4 А; cos = 0,79; = 78,5%;n_н = 1450 об/мин.;Iпуск = 5 I_н.

 – 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 зависимостиP_n = f(), Q = f(), cos = f() до и после включения батареи конденсаторов.

Рисунок 3 – зависимость P_n = 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.