В контрольной работе осуществляется проектирование устройства АЧР с выбором схемы АЧР с ЧАПВ.
Характерными разделами контрольной работы и ориентировочные значения их относительно объема (по трудозатратам) являются следующие:
– ознакомление с заданием на работу, с методическими указаниями, формирование конкретных условий, задач выполнения работы – 15 %;
– расчет АЧР 1–20 %;
– расчет АЧР 2–20 %;
– расчет АЧР 3–15 %;
– выбор схемы АЧР с ЧАПВ (с описанием устройств) – 30 %.
В указанные выше объемы разделов работы входят и трудозатраты на написание и корректировку (по рекомендациям преподавателей) материалов расчетно–пояснительной записки. Необходимо иметь в виду трудоемкость этой работы, составляющую не менее 10–15 % общего рабочего времени, затрачиваемого студентами на выполнение работы.
ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ
ТЕМА «ПРОЕКТИРОВАНИЕ АЧР»
1. Исходные данные на проектирование приведены в Табл. 1.
Номер варианта N вычисляется из номера K зачетки студента по формуле:
N = (K – 10*int[(K-0,1)/10], где int() – целое значение от деления (К-0,1)/10.
Например: К=11; int[(K-0,1)/10]=1; 10*int[(K-0,1)/10]=10; N=11-10=1; то есть номер варианта 1.
2. Содержание пояснительной записки контрольной работы
- Расчет уставок АЧР 1, АЧР 2 и АЧР 3 (дополнительной разгрузки).
Литература: [3], пп. 12.2-12.4.
- Выбор схемы (терминала) АЧР с ЧАПВ (с описанием устройств).
Литература: [3], пп. 13.1-13.3. Или выбрать из имеющихся на рынке современных микропроцессорных терминалов АЧР с ЧАПВ.
Таблица 1.
| Исходные данные | Варианты | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
| Начальное значение мощности нагрузки | Рн0, % | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Наибольший начальный дефицит мощности | Δ РД0, max, % | 24 | 36 | 27 | 31 | 25 | 32 | 26 | 33 | 26 | 29 |
| Верхняя граница уставок АЧР1 | fy1, max, Гц | 47,5 | 48 | 47,5 | 48 | 47,5 | 48 | 47,5 | 48 | 47,5 | 48 |
| Нижняя граница уставок АЧР1 | fy1, min, Гц | 46 | 46 | 46 | 46 | 46 | 46 | 46 | 46 | 46 | 46 |
| Коэффициент регулирующего действия нагрузки | Кн,min/ Кн,max | 2,0/2,7 | 1,9/2,4 | 1,8/2,3 | 1,7/2,0 | 1,8/2,2 | 1,6/2,5 | 2,1/2,6 | 1,7/2,0 | 1,8/2,2 | 1,5/2,8 |
| Постоянная механической инерции эквивалентного агрегата | TJ, c | 9 | 10 | 11 | 8 | 10 | 9 | 11 | 8 | 9 | 11 |
| Кол-во очередей АЧР1 | N1 | 11 | 12 | 13 | 10 | 11 | 12 | 13 | 10 | 11 | 12 |
| Кол-во очередей АЧР2 | N2 | 4 | 2 | 3 | 2 | 3 | 4 | 3 | 2 | 3 | 3 |
| Кол-во очередей АЧРЗ | N3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Кол-во очередей ЧАПВ | NАПВ | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Частота срабатывания ЧАПВ | NАПВ Гц | 49,5 | 49,6 | 49,7 | 49,8 | 49,6 | 49,8 | 49,7 | 49,9 | 49,6 | 49,8 |
| Наибольший возможный местный дефицит мощности | Δ РД0м % | 50 | 47 | 46 | 55 | 53 | 51 | 59 | 54 | 49 | 52 |
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Исходные данные на проектирование.
Начальное значение мощности нагрузки Pн0=100%.
Наибольший начальный дефицит мощности ∆Pд0max=23%.
Верхняя граница уставок АЧР1 fy1max=47,5 Гц.
Нижняя граница уставок АЧР1 fy1min =46 Гц.
Коэффициент регулируемого эффекта нагрузки kHmin/ fHmax =1,6/2,6.
Постоянная механическая инерция энергоагрегата Tj=8 c.
Количество очередей АЧР1 N1=9.
Количество очередей АЧР2 N2=4.
Количество очередей АЧР3 N3=1.
Количество очередей ЧАПВ NАПВ=2.
Частота срабатывания ЧАПВ fАПВ=49,5 Гц.
Наибольший возможный местный дефицит мощности ∆PД0m=47%.
2. Содержание пояснительной записки расчетной работы.
Расчет уставок АЧР1, АЧР2 и АЧР3.
Разработать для заданных исходных данных АЧР1, АЧР2, АЧР3 и ЧАПВ. Построить диаграммы зависимости частоты от мощности с учетом действия АЧР1 и АЧР2.
Расчет АЧР1.
Определим постоянную частоты срабатывания (ступень) АЧР1.
Определим уставки срабатывания АЧР1 по частоте
Аналогично производится расчет для всех значений fi, где i=N1=9 – количество очередей АЧР1. Полученные значения записываются в табл.2
Табл.2
| № ступени АЧР1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Частота срабатывания fyi, Гц | 48,0 | 47,75 | 47,5 | 47,25 | 47,0 | 46,75 | 46,5 | 46,25 | 46 |
| Подключенная мощность , ∆Pi, 1% | 3,44 | 3,44 | 3,44 | 3,44 | 3,44 | 3,44 | 3,44 | 3,44 | 3,44 |
Мощность нагрузки, подключенная к АЧР1 равна
Мощность каждой очереди определяется из условия равномерного распределения суммарной мощности по всем очередям
Время, в течение которого срабатывают ступени АЧР1, примерно составляет одну постоянную времени изменения частоты
где kн=2,25 – коэффициент, учитывающий регулирующий эффект нагрузки.
Расчет АЧР2.
Уставка по частоте АЧР2 принимается равной верхней уставке АЧР1 fсрАЧР2=48 Гц.
Мощность потребителей, подключенных к АЧР2 определяется из следующих условий:
1. Подъема частоты до заданного верхнего значения после действия АЧР1.
2. Предотвращение длительного снижения частоты при медленном нарастании дефицита мощности.
Определяющим является второе условие и в зависимости от способа подключения отключаемых потребителей мощность АЧР2 при раздельном способе равна
,
при совмещенном способе
; где 
Расчет произведем при совмещенном способе подключения потребителей. В этом случае решается задача снижения объема разгрузки при сохранении ее гибкости и эффективности.
Мощность каждой ступени АЧР2 рассчитывается
Выдержку времени первой ступени АЧР2 выбираем из условия отстройки от времени переходного процесса при действии АЧР1
tсрАЧР2=Tf + 3Tf = 4∙4 = 16 с,
tсрАЧР2= tсрАЧР2+ 3Tf = 16 + 3 ∙ 4 = 28 с,
tсрАЧР2= tсрАЧР2+ 3Tf = 28 + 3 ∙ 4 = 40 с.
Все полученные значения внесем в табл.3.
Табл.3.
| № ступени АЧР1 | 1 | 2 | 3 |
| Частота срабатывания fсрАЧР2, Гц | 48 | 48 | 48 |
| tсрi, c | 16 | 28 | 40 |
| Подключенная мощность ΔPi,1,% | 3,33% | 3,33% | 3,33% |
Построение диаграммы
Условием правильного расчета АЧР является требование выполнения селективности. Проверка селективного действия АЧР производится по диаграмме f = F(∆Рэ), которая представляет собой семейство статических характеристик изменений частоты при появлении различных дефицитов мощности.
Построение выполняется в следующем порядке:
Рассчитывается наименьший дефицит ∆Рэ1, при котором частота изменяется от f0 = 50 Гц до уставки первой ступени АЧР1
Значение ∆Рэ1 определяет положение точки 2, через которую проходит прямая 1–2, представляющая собой отрезок статической характеристики. После отключения в точке 2 мощности первой ступени АЧР1 частота поднимается до значения f3. Через точку 3 проходит статическая характеристика оставшейся в работе нагрузки (Рн0–Рэ1)
Аналогично произведем расчет следующих значений:
По полученным значениям построим зависимость f = F(∆Рэ). (Рис.1)
Расчет АЧР3.
Минимальный объем дополнительной разгрузки рассчитывается из условия ликвидации снижения частоты ниже 45 Гц после работы устройств АЧР1.
,
где k3 = 1,1 – коэффициент запаса,
–дефицит мощности,
– фактическая мощность нагрузки.
Расчет АЧР3 по скорости снижения частоты производится с учетом требований срабатывания в начальный момент снижения частоты.
Скорость изменения частоты определяется
при t = 0
Выбор схемы АЧР с ЧАПВ (с описанием устройств).
Блок микропроцессорный релейной защиты БМРЗ–74, предназначен для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления, измерения и сигнализации асинхронного двигателя напряжением 6 – 10 кВ.
Характеристики
Основные технические характеристики БМРЗ приведены в таблице 4.
Схема электрическая подключения приведена на рисунке 1.
Характеристики режима выполнения команд автоматической частотной разгрузки/частотного АПВ (АЧР/ЧАПВ):
диапазон уставок по времени ТАЧР ....................……...............0,00 – 3,00 с
диапазон уставок по времени ТЧАПВ .............…......................0,00 – 99,99 с
дискретность уставок по времени ...................................................... 0,01 с
основная погрешность по времени, не более:
выдержка более 1 с, от уставки ...................................................±2 %
выдержка менее 1 с .....................................................................±25 мс
Функции автоматики
БМРЗ обеспечивает прием и выполнение команд устройства автоматической частотной разгрузки (АЧР) и частотного автоматического повторного включения (ЧАПВ). В БМРЗ реализован как алгоритм АЧР / ЧАПВ – А с раздельными входами «АЧР» и «ЧАПВ», так и алгоритм АЧР / ЧАПВ – Б, при котором сигнал «АЧР» подается на соответствующий вход и удерживается в течение всего времени действия АЧР, окончание сигнала «АЧР» является командой «ЧАПВ». Выбор алгоритма осуществляется программным ключом.
Таблица 3
| Наименование параметра | Значение |
| 1. Входы аналоговых сигналов: | |
| количество входов по току | 4(IA,IB,IC,3I0) |
| номинальный ток фаз (IА, IВ, IС), A | 5 |
| рабочий диапазон токов в фазах, А | 1,5–100 |
| рабочий диапазон тока нулевой последовательности 3I0, A | 0,05–2,50 |
| основная относительная погрешность измерения тока, %, не более | ±4 |
| количество входов по напряжению | 3(Uab,Ubc,3U0) |
| рабочий диапазон межфазных напряжений (Uab, Ubc) и напряжения нулевой последовательности (3U0), В | 1–120 |
| номинальное значение межфазных напряжений и напряжения нулевой последовательности, В | 100 |
| основная относительная погрешность измерения напряжения, %, не более | ±5 |
| частота переменного тока, Гц | 50 |
| скорость изменения частоты, Гц/с, не более | 20 |
| основная погрешность измерения частоты, Гц, не более | ±0,1 |
| 2. Входы дискретных сигналов: | |
| количество входов | 14 |
| входной ток, мА, не более | 4 |
| длительность сигнала, мс, не менее | 50 |
| род тока и номинальное напряжение, В | постоян., 220 |
| 3.Входы ячеек счетных: | |
| количество входов | 2 |
| входной сигнал счетной ячейки: | |
| – высокий уровень тока, мА, не менее | 10 |
| – низкий уровень тока, мА, не более | 3 |
| – длительность импульса, мс, не менее | 40 |
| – период повторения импульсов, с, не менее | 0,5 |
| род тока и номинальное напряжение источника питания входного сигнала счетной ячейки, В | постоян., 12,6 |
| 4.Выходы дискретных сигналов управления и сигнализации: | |
| количество выходных сигналов | 16 |
| диапазон коммутируемых напряжений переменного или постоянного тока, В | от 24 до 264 |
| коммутируемый ток замыкания, А, не более | 2,5 |
| коммутируемый ток размыкания при активно–индуктивной нагрузке с постоянной времени L/R 20 мс, А, не более | 0,15 |
ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
При выполнении контрольной работы необходимо строго придерживаться указанных ниже правил. Работа, выполненная без соблюдения этих правил, не зачитывается и возвращается студенту для переработки.
1. Контрольная работа должна быть выполнена в программе word на листах А4.
2. Титульный лист контрольной работы оформляется в соответствии с образцом, приведенным в приложении.
3. В заголовке работы указываются номера задач в том порядке, как они расположены в варианте. При выполнении работы необходимо оставлять поля шириной 4–5 см с правой стороны листа для замечаний рецензента.
4. В работу должны быть включены все задачи, указанные в задании строго по варианту. Решения задач следует располагать в порядке номеров варианта. Контрольная работа, содержащая не все задачи задания, а также задачи не своего варианта, не зачитывается.
5. Перед решением каждой задачи необходимо полностью выписать ее условие вместе с приведенными рисунками. Можно в качестве рисунков аккуратно приклеить ксерокопии рисунков.
6. Решение задач следует излагать, подробно и аккуратно объясняя и мотивируя все действия по ходу решения.
7. Срок выполнения контрольной работы составляет 1,5 месяца с момента выдачи задания.
8. После получения прорецензированной незачтенной работы студент должен исправить все отмеченные рецензентом ошибки и недочеты и выполнить все рекомендации рецензента. Если рецензент предлагает внести в решение задач те или иные исправления или дополнения и прислать их для повторной проверки, это необходимо сделать в короткий срок. В случае незачета работы и отсутствия прямого указания рецензента на то, что студент может ограничиться представлением исправленных решений отдельных задач, вся работа должна быть выполнена заново. При высылаемых исправлениях должна обязательно находиться прорецензированная работа и рецензия на нее. Поэтому рекомендуется при выполнении контрольной работы оставлять в конце тетради несколько чистых листов для всех дополнений в соответствии с указаниями рецензента. Вносить исправления в сам текст работы после ее рецензирования запрещается.
9. Зачтенные контрольные работы хранятся на кафедре.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Образец оформления титульного листа
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем
Контрольная работа № 1
по курсу «Автоматизация электроэнергетических систем»
Выполнил студент __________________________________ ______________
Ф.И.О. подпись
Дата________________________________
Группа______________________________
Шифр студента_______________________
Адрес студента ____________________________________________________
____________________________________________________
Проверил преподаватель _____________________________ ______________
Ф.И.О. подпись
Содержание
| Предисловие …………………………………………………………………... | 3 |
| Цель освоения учебной дисциплины ………………………………………... | 3 |
| Место учебной дисциплины в структуре основной образовательной программы высшего профессионального образования .…………………… | 4 |
| Результаты образования, формируемые в процессе освоения дисциплины | 4 |
| Общие рекомендации по работе над дисциплиной .………………………... | 5 |
| Программа дисциплины «Автоматизация электроэнергетических систем» | 6 |
| Литература …………………………………………………………………….. | 7 |
| Методические указания к изучению дисциплины …………………………. | 8 |
| Методические указания к выполнению контрольного задания …………… | 12 |
| Правила выполнения и оформления контрольной работы ………………… | 21 |
| Приложение …………………………………………………………………… | 23 |
Учебное издание
АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Учебная программа
Для студентов заочной формы обучения направления
подготовки 13.03.02 "Электроэнергетика и электротехника",
квалификации – бакалавр
Составитель: Мустафин Рамиль Гамилович
Кафедра: «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем» КГЭУ
Редактор редакционно-издательского отдела Р.Н. Ахметшин
Компьютерная верстка К.В. Аршинова
Подписано в печать 13.09.17.
Формат 60´84/16. Бумага ВХИ. Гарнитура «Times». Вид печати РОМ.
Усл. печ. л. 2,33. Уч.-изд. л. 2,58. Тираж 500 экз. Заказ №
Редакционно-издательский отдел КГЭУ,
420066, Казань, Красносельская, 51
Дата: 2019-02-02, просмотров: 557.
