Алматы 2010

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский Национальный Технический Университет имени К.И. Сатпаева

Институт Автоматики и телекоммуникации

Кафедра «Электроэнергетика и автоматизация технологических комплексов»

Р.Ш. Абитаева

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СЕТИ И СИСТЕМЫ

Методические указания к лабораторным занятиям

(для студентов специальности 050718 – «Электроэнергетика»)

Алматы 2010

УДК 621.311

СОСТАВИТЕЛИ: Р.Ш. Абитаева. Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Электроэнергетические сети и системы». - Алматы: КазНТУ имени К.И. Сатпаева, 2010. - С.1– 37.

Методические указания составлены согласно Типовой учебной программе, утвержденной Министерством образования и науки Республики Казахстан, и в соответствии с требованиями ГОСО специальности, педагогико-психологических основ организации и проведения лабораторного занятия.

Темы лабораторных работ, рассматриваемые в настоящих указаниях, соответствуют рабочему учебному плану в объеме установленных кредитов и академических часов аудиторных занятий и самостоятельной работы бакалавра.

В методические указания включены 7 лабораторных работ, которые рассматривают такие вопросы, как исследование конструкций кабелей и воздушных линий электропередач, определение величины потоков активной и реактивной мощностей в началах и концах линий электропередачи с односторонним и двусторонним питаниями. Они направляют студентов на самостоятельную активизацию учебного процесса и включают в себя обоснование изучения темы, учебно-целевые вопросы, их взаимосвязь и уровни усвоения знаний, приобретаемых студентами при выполнении и сдаче лабораторных работ.

Методические указания предназначены для бакалавров специальности 050718 – «Электроэнергетика» и является руководством к лабораторным занятиям по дисциплине «Электроэнергетические сети и системы».

Ил.11. Табл.7. Список лит. - 11 назв.

Рецензент Н.С. Сарсенбаев, канд.техн.наук

Печатается по Типовой учебной программе, утвержденной Министерством образования и науки Республики Казахстан на 2010 год.

© КазНТУ имени К.И. Сатпаева, 2010 г.

Введение

Настоящие методические указания посвящены изучению курса «Электроэнергетические сети и системы», описаны базовые эксперименты, выполняемые с использованием комплекта типового лабораторного оборудования «Модель электрической сети». В ходе их воспроизводится работа элементов электрических сетей и одной фазы длинной линии электропередачи с одновременной регистрацией параметров их режима.

Комплект типового лабораторного оборудования предназначен для проведения лабораторных работ по профилирующей дисциплине «Электроэнергетические сети и системы» для специальности 050718 - «Электроэнергетика».

Аппаратная часть комплекта выполнена по блочному (модульному) принципу и содержит:

- спроектированные с учебными целями натурные аналоги элементов электрической сети;

- источники питания;

- измерительные преобразователи и приборы;

- рамы для установки необходимых в эксперименте функциональных блоков.

Питание комплекта осуществляется от трехфазной электрической сети напряжением 380 В с нейтральным и защитным проводниками.

Для закрепления теоретических знаний, полученных в результате самостоятельного изучения, и знаний, полученных от лекционных занятий, бакалавры выполняют лабораторные работы.

Лабораторные работы, включенные в данные методические указания, служат также для того, чтобы научить бакалавров к практическим навыкам работы с элементами и узлами средств и сооружений линий, с измерительной аппаратурой.

В отчете по каждому заданию должны быть приведены результаты выполнения обеих частей задания. Результатами выполнения первой части являются: основные теоретические положения по данной теме в тезисном изложении, выявленные проблемы и пути их решения. Во второй части отчета должны быть приведены схемы исследования, результаты исследования в таблицах и графиках, выводы.

Оформление каждой лабораторной работы должно быть выполнено согласно указаниям к составлению отчета в соответствии с ЕСКД.

Лабораторная работа № 3

Натурное моделирование установившегося режима работы трехфазной электрической сети с односторонним питанием

1 Цель работы: Анализ установившегося режима работы электрической сети с односторонним питанием

2 Описание электрической схемы соединений

Собрать на лабораторном стенде электрическую схему соединений по рисунку 3.1, где источник G1 моделирует питающую электрическую систему.

Трансформаторы в блоке А1 соединены в трехфазную группу Y-о / Y-о и моделируют трансформатор, связывающий электрическую систему с сетью.

Трансформаторы в блоке А9 соединены в трехфазную группу Y-о / Δ и моделируют понижающий трансформатор.

Модель А3 линии электропередачи моделирует трехфазную линию электропередачи.

Нагрузки А5…А7 моделируют трехфазные активную, индуктивную и емкостные нагрузки.

Коммутатор А8 позволяет без переборки схемы производить измерение потоков активной и реактивной мощностей измерителем Р1 в трех фазах комплексной нагрузки.

Блок мультиметров Р2 позволяет без переборки схемы одновременно производить измерение напряжения трех фаз комплексной нагрузки.

Перечень и назначение аппаратуры для выполнения лабораторной работы даны в таблице 3.1.

3 Порядок по проведению эксперимента

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

· Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" источника G1.

· Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

· Установите переключателем желаемое значение напряжений вторичных обмоток трансформаторов блоков А1, А9.

· Установите переключателями желаемые параметры модели А3 линии электропередачи.

· Установите переключателями желаемые параметры (одинаковые или разные в фазах) нагрузок А5…А7.

· Включите выключатели «СЕТЬ» измерителя мощностей Р1 и блока мультиметров Р2.

· Включите источник G1. О наличии напряжений на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

· С помощью мультиметров, включенных как вольтметры, блока Р2 измеряйте напряжения фаз комплексной нагрузки.

· Меняя положение переключателя коммутатора А8, с помощью измерителя Р1 определяйте величины активной и реактивной мощностей, потребляемые фазами комплексной нагрузки.

· По завершении эксперимента отключите источник G1 и выключатели «СЕТЬ» измерителя мощностей Р1 и блока мультиметров Р2.

Таблица 3.1

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Трехфазный источник питания ТИП5 предназначен для питания трехфазным и однофазным ≈ током 50Гц функциональных блоков лабораторных комплексов.	201.2	400 В ~; 16 А
А1,А9	Трехфазная трансформаторная группа ТТГ1 предназначена для изменения напряжения в силовых цепях однофазного и трехфазного тока промышленной частоты.	347.1	3 х 80 В×А;242, 235, 230, 126, 220, 133, 127 В/230 В (звезда)
А3	Модель линии электропередачи МЛЭ4 предназначена для моделирования линий электропередачи переменного и постоянного тока.	313.2	400 В ~; 3 ´ 0.5 А
А5	Активная нагрузка АН4 предназначена для моделирования однофазных и трехфазных потребителей активной мощности с регулированием вручную.	306.1	220/380 В; 50 Гц 3´50 Вт;
А6	Индуктивная нагрузка ИН6 предназначена для моделирования однофазных и трехфазных потребителей реактивной мощности с регулированием вручную.	324.2	220/380 В; 50 Гц 3х40 ВАр
А7	Емкостная нагрузка ЕН4 предназначена для моделирования однофазных и трехфазных генераторов реактивной мощности с регулированием вручную.	317.2	220/380 В; 50 Гц 3х40 ВАр
А8	Коммутатор измерителя мощностей КИМ1 предназначен для обеспечения возможности присоединения измерителя мощностей к различным точкам моделируемой электрической цепи без переборки последней.		5 положений
Р1	Измеритель мощностей предназначен для измерения активной мощности в цепях постоянного тока, активной и реактивной мощностей в однофазных цепях переменного тока.	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В,0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А.
Р2	Блок мультиметров БМ8 предназначен для измерения активного сопротивления элементов электрической цепи, токов и напряжений в этой цепи.	508.2	3 мультиметра 0…1000 В ; 0…10 А ; 0…20 МОм

Рисунок 3.1. Электрическая схема соединений

4 Содержание отчета

1 Цель работы.

2 Назначение электрических сетей, классификация.

3 Электрические сети с односторонним питанием.

4 Описание выполнения работы по пунктам.

5 Ответы на контрольные вопросы.

5. Контрольные вопросы

5.1 Параметры линий электропередачи и влияние их при регулировании напряжения?

5.2 Особенности электрических сетей с односторонним питанием? Недостатки?

5.3 Влияние нагрузок на напряжение в трех фазах комплексной нагрузки?

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Идельчик В.Н. Электрические системы и сети. – М.: Энергоатомиздат, 1989. - 251 с.

2. Блок В.М. Электрические системы и сети. – М.: Высшая школа, 1986. - 294 с.

3. Учебное пособие. Электрические системы и сети. / Под ред. Г.И. Денисенко.– М.: Высшая школа, 1986. - 283 с.

4. Мельников Н.А.Электрические сети и системы.- М.: Энергия, 1979. - 449 с.

5. Евдокунин Г.А. Электрические системы и сети. Учебное пособие для студентов электроэнергетических спец. вузов. – СПб.: Издательство Сизова М.П. 2001. - 360 с.

6. Глазунов А.А. Электрические сети и системы. – М.: Госэнергоиздат, 1980. - 246 с.

7. Мельников Н. А., Солдаткина Л.А. Регулирование напряжения в электрических сетях. – М.: Энергия, 1982. - 353 с.

8. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергия, 2005. - 201 с.

9.Овчаренко Н.И. Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем. – М.: НЦ ЭНАС, 2000. – 503с.

10. Овчинников В.В. Защита электрических сетей 0,4-35 кВ. Ч.1,Ч.2. – М.: Энергетик, 2002.- 112 с.

11. Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях. Учебное пособие для электроэнергетических специальностей. /Под ред. В.Л. Строева. - М.: Высшая школа, 1999. - 198 с.