Программа выполнения работы

Кафедра Электроснабжение

Методические указания

По лабораторным работам дисциплины

Электроснабжение

студентов направление подготовки 110800.62 «Агроинженерия»

профиль «Электрооборудование и электротехнологии»

квалификация (степень) - бакалавр

Рязань 2013 г.

Методические указания по выполнению лабораторных работ дисциплины «Электроснабжение» для студентов 3, 4-го курса составлены на основании учебного плана направление подготовки 110800.62 «Агроинженерия» профиль «Электрооборудование и электротехнологии» квалификация (степень) – бакалавр, (ФГОС ВПО, утвержденного Министерством образования и науки РФ 9.11.2009 г., № 549 и квалифика­ционной характеристики инженера электрика).

Автор:

Васильева Т.Н., доктор технических наук, профессор

Рецензент: доцент, канд.техн наук Кипарисов Н.Г.__________________

Методические указания по выполнению курсового проектирования дисциплины «Электроснабжение» рассмотрены на заседании кафедры электроснабжения протокол № 1 от «19» 09 2013 г.

Заведующий кафедрой Васильева Т.Н.

«_____»________________2013 г.

Одобрено учебно-методической комиссией инженерного факультета протокол № от 2013 г.

Председатель учебно-методической комиссии Олейник Д.О.

Лабораторная работа №1

Электрические нагрузки сельскохозяйственных

Потребителей

Цель работы

Изучение основ статистического метода определения расчетных электрических нагрузок линий в системах электроснабжения.

Программа выполнения работы

1. Изучить порядок построения графиков нагрузки.

2. Изучить порядок построения гистограммы нагрузок и интегральной кривой распределения, выявить закон распределения значений нагрузок;

3. Для каждой гистограммы определить математические ожидания и среднеквадратические отклонения активных и реактивных мощностей нагрузок потребителей;

4. Ознакомиться с порядком расчета полной мощности системы при дневном и вечернем максимуме нагрузок;

3. Краткие теоретические сведения

По линиям систем электроснабжения питается большое количество электроприемников (жилые дома, больницы, школы, магазины, производственные потребители – животноводческие фермы, зерноочистительные пункты, молокозаводы, консервные заводы и т.д.), режим работы каждого из которых подвержен влиянию значительного количества случайных факторов. Применение аппарата теории вероятностей и математической статистики при исследовании электрических нагрузок позволяет учесть интегральное влияние случайных факторов на величину нагрузки.

При этом нагрузка представляется как случайный процесс.

Основой для получения числовых характеристик случайного процесса изменения нагрузки - являются случайные графики нагрузки. Графиком нагрузки называется зависимость активной Р, реактивной Q, полной S мощности от времени. Он может быть суточным, годовым, по продолжительности. Суточный график – изменение максимальной получасовой нагрузки в течение суток, годовой – по месяцам года. График нагрузки по продолжительности – это изменение минимальной нагрузки соответствующей рассматриваемому периоду времени от этого времени.

При большом числе наблюдений простая статистическая совокупность оказывается неудобной, становится слишком громоздкой и мало наглядной. Для придания ей большей компактности и наглядности статистический материал должен быть подвергнут дополнительной обработке.

Результаты наблюдений над непрерывной случайной величиной x оформляются в виде простой статистической совокупности. Разделив весь диапазон наблюденных значений n на интервалы или разряды, подсчитывается количество значений m_i, приходящихся на каждый i -й разряд. Это число делится на общее число наблюдений и находится частота, соответствующая данному разряду:

.

Сумма частот всех разрядов должна быть равна единице.

Таблица, в которой разряды приведены в порядке их расположения вдоль оси абсцисс и соответствующих частот, называется статистическим рядом или вариационным рядом:

Ii	xi;x2	x2;x3	…	xi;xi+1	…	xk;xk+1
Pi*	P1*	P2*	…	Pi*	…	Pk*

Значения случайной величины, находящиеся в точности на границе двух разрядов, условно можно считать принадлежащим в равной мере к обоим разрядам и прибавлять к числам m _i того и другого разряда по 0,5.

Число разрядов, на которые следует группировать статистический материал, не должно быть слишком большим, но и не слишком малым. Практика показывает, что в большинстве случаев рационально выбирать число разрядов порядка 7 - 15. Чем богаче и однороднее статистический материал, тем большее число разрядов можно выбирать при составлении статистического ряда. Длины разрядов могут быть как одинаковыми, так и различными. При оформлении данных о случайных величинах, распределенных крайне неравномерно, иногда бывает удобно выбирать в области наибольшей плотности распределения разряды более узкие, чем в области малой плотности.

Упорядоченный статистический ряд в порядке возрастания и весь диапазон их изменения подразделяют на несколько интервалов. Количество интервалов r в зависимости от количества данных в выборке (от количества опытов n) равно:

n.......... 20 30 50 100 500 1000 10000

r.......... 6 7 8 10 13 15 20

Длина интервала

,

где t₁ и t_n - соответственно наименьшее и наибольшее значение случайной величины в упорядоченном вариационном ряду.

Для значения мощности

,

где Р _мах и Р _мин - соответственно наименьшее и наибольшее значение мощности в упорядоченном вариационном ряду.

Значение D t обычно округляют до ближайшего числа, имеющего одну- две значащие цифры.

Статистический ряд, оформленный графически, называется гистограммой. При построении гистограммы по оси абсцисс откладываются разряды, и на каждом из разрядов как их основании строится прямоугольник, площадь которого равна частоте данного разряда. Для построения гистограммы нужно частоту каждого разряда разделить на его длину и полученное число взять в качестве высоты прямоугольника. При равных по длине разрядах высоты прямоугольников пропорциональны соответствующим частотам.

Гистограмма распределения вероятности появления случайной величины представляется в виде гистограммы рис.1.

Рис. 1. Гистограмма вероятности появления случайной величины

Из способа построения гистограммы следует, что полная площадь ее равна единице. При увеличении числа опытов можно выбирать все более и более мелкие разряды. Гистограмма будет все более приближаться к некоторой кривой, ограничивающей площадь, равную единице. Эта кривая представляет собой график плотности распределения величины x.

В результате статической обработки графиков определяются:

1) математическое ожидание мощности (тока, напряжения) нагрузки, являющейся средней величиной мощности нагрузки на некотором интервале времени.

(1)

где n – число реализации графика мощности нагрузки;

Р_ti – вероятность i-той реализации нагрузки.

2) Дисперсия мощности (тока, напряжения) нагрузки:

(2)

или его среднеквадратическое отклонение (от средней величины):

σ_t(I) = (D (P)_t)^-0.5 (3)

Расчетные нагрузки определяются в часы максимума нагрузок, в течение которых изменение нагрузок является практически стационарным и на этом интервале целесообразно его заменить эквивалентной случайной величиной.

При определении расчетных нагрузок электрических сетей с помощью коэффициентов одновременности k_о используются формулы:

Р_Д = k_о· Σ Р_Дi; (6)

P_B = k_о· Σ Р_Вi, (7)

где Р_i – суммируемые мощности отдельных потребителей дневного и вечернего максимумов соответственно;

k_о – коэффициент одновременности – отношение расчетной нагрузки группы электроприемников к сумме их максимальных нагрузок.