Электроснабжение потребителей и режимы. Лабораторный практикум

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ  
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»  

 
 
 
 
 
 
 
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ  
И РЕЖИМЫ 
 
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ 
 
 
 
Рекомендовано в качестве учебно-методического пособия 
Редакционно-издательским советом 
Томского политехнического университета 
 
 
 
Авторы-составители 

В.М. Завьялов, С.Н. Кладиев, С.М. Семенов 
 
 
 
 
 
 
 
 
Издательство  
Томского политехнического университета 
2017

 

 

УДК 621.31.031(076.5)  
ББК 31.28я73  
Э45 
 
 
 
Электроснабжение потребителей и режимы. Лабораторный практикум : учебно-методическое пособие / авторы-сост.: 
В.М. Завьялов, С.Н. Кладиев, С.М. Семенов ; Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического 
университета, 2017. – 122 с. 
 
В лабораторном практикуме приведены описания восьми лабораторных работ, содержащих материалы по исследованию систем электроснабжения групповых и индивидуальных (отдельных)  электропотребителей  и их 
режимов работы. Наряду с традиционным содержанием каждой лабораторной работы (поставленные цели и задачи, решаемые в описании; краткие 
теоретические сведения; программа работы; технические параметры установок; перечень вопросов для самопроверки; список литературы) широко представлена компьютерная техника для виртуального исследования статических 
режимов работы системы электроснабжения потребителей, а также переходных режимов работы при переходе от нормальных режимов работы к аварийным. 
Предназначен для студентов всех форм обучения.  
 
УДК 621.31.031(076.5)  
ББК  31.28я73 
 
 
Рецензенты 

Кандидат технических наук, доцент  
начальник участка электронных систем  
ООО «НПО “Сибирский машиностроитель”» 
А.О. Смирнов 

Доктор технических наук, профессор  
заведующий кафедрой промышленной электроники ТУСУРа 
С.Г. Михальченко 

 
 
 
© ФГАОУ ВО НИ ТПУ, 2017 
© Завьялов В.М., Кладиев С.Н.,  
Семенов С.М., 2017 
© Оформление. Издательство Томского  
политехнического университета, 2017

Э45 

ВВЕДЕНИЕ 

Для успешного функционирования в отраслях народного хозяйства, связанных с работой электрооборудования различных объектов и 
автоматики, а также систем потребления электроэнергии, современный 
специалист должен обладать знаниями и навыками практической работы по следующим разделам науки и техники: 
• цифровая электроника и микропроцессорная техника; 
• теория автоматического управления; 
• электрический привод; 
• автоматизация технологических процессов; 
• потребление электроэнергии и энергосбережение. 
Цель дисциплины «Электроснабжение потребителей и режимы» – 
формирование общего представления, первичных знаний, умений и 
навыков студентов по системам электроснабжения.  
Данное пособие содержит  методические  указания к восьми работам, посвященным изучению статических характеристик и параметров 
режимов работы при подключении и перерыве питания асинхронных 
нагрузок; исследованию максимальных токовых защит, автоматического повторного включения и аварийного ввода резерва электропитания. 
По каждой работе даны контрольные вопросы и задания, позволяющие проверить степень усвоения полученных знаний, а также приведен список литературы, которую рекомендуется применять при подготовке к работам и выполнению отчетов по ним. 
 
 
 

Лабораторная работа № 1 
 
ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК 
АКТИВНОЙ, ИНДУКТИВНОЙ, ЕМКОСТНОЙ, 
ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ И ВЫПРЯМИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗОК 

1.1. Цель работы 

Снятие и анализ статических P = f(U) и Q = f(U) характеристик активной, индуктивной, емкостной, осветительной и выпрямительной 
нагрузок. 

1.2. Оборудование стенда (состав аппаратуры) 

Аппаратная часть комплекта выполнена по блочному (модульному) 
принципу и содержит: 
• двухсоставной лабораторный стол с встроенным контейнером 
для хранения проводников и методических материалов, рамами для 
установки необходимых в эксперименте функциональных блоков, выкатной полкой для клавиатуры компьютера и подставкой для системного блока последнего; 
• источники питания; 
• измерительные преобразователи и приборы; 
• спроектированные с учебными целями натурные аналоги элементов комплексной электрической нагрузки; 
• IBM-совместимый персональный компьютер с встроенной платой сбора информации фирмы National Instruments. 
Питание модели осуществляется от трехфазной электрической сети 
напряжением 380 В с нейтральным и защитным проводниками: 
• потребляемая мощность В⋅А, не более………………………1000. 
Массо-габаритные параметры: 
• габариты (длина/ширина/высота), мм………….1830 × 900 × 1600; 
• масса, кг, не более………………………………………………150. 
Программная часть комплекта включает: 
• ПО «Многоканальный осциллограф»; 
• ПО «Модель комплексной электрической нагрузки». 
 
 

1.2.1. Подготовка и проведение измерений  
с помощью электронного мультиметра 

Для измерения трех базовых электрических величин (напряжения, 
тока и омического сопротивления) используется мультиметр. Схемы 
подключения мультиметра для измерения этих величин приведены на 
рис. 1.1, 1.2. До его подключения к цепи необходимо выполнить следующие операции: 
• установить род тока (постоянный/переменный); 
• выбрать диапазон измерений соответственно ожидаемому результату измерений; 
• правильно подсоединить зажимы мультиметра к измеряемой цепи. 
 

Рис. 1.1. Схема присоединения 
мультиметра (как вольтметра) 
для измерения напряжения 

  
Рис. 1.2. Схема присоединения 
мультиметра (как омметра)  
для омического сопротивления 

1.2.2. Назначение и описание функциональных блоков 

Перечень функциональных блоков приводится в соответствии с 
рис. 1.3–1.7: 
• Трехфазный источник питания (GA). Предназначен для питания комплекта трехфазным переменным напряжением. Включается 
вручную. Имеет защиту от перегрузок, устройство защитного отключения, кнопку аварийного отключения и ключ от несанкционированного 
включения. 
• Активная нагрузка (RA). Предназначена для моделирования 
однофазных и трехфазных потребителей активной энергии. Регулируется вручную. 
• Блок мультиметров (BM). Предназначен для измерения токов, 
напряжений, омических сопротивлений. Цифровой с жидкокристаллическим дисплеем. 

Рис. 1.3. Электрическая схема соединений для снятия характеристик активной нагрузки 

Рис. 1.4. Электрическая схема соединений для снятия характеристик индуктивной нагрузки 

Рис. 1.5. Электрическая схема соединений для снятия характеристик емкостной нагрузки 

Рис. 1.6. Электрическая схема соединений для снятия характеристик осветительной нагрузки 

Рис. 1.7. Электрическая схема соединений для снятия характеристик выпрямительной нагрузки