ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД

«ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ»
 

Назначение стенда:

Лабораторный стенд «Эксплуатация и ремонт в системах электроснабжения» предназначен для проведения лабораторных и практических работ по разделам: «Электрические измерения в системах электроснабжения», «Учет электрической энергии в системах электроснабжения», «Ремонт и диагностика в схемах электроснабжения», «Релейная защита в системах электроснабжения» в высших и средних специальных учебных заведениях, профессионально-технических училищах, учебных центрах повышения квалификации и т.п.

Стенд обеспечивает приобретение и проверку практических навыков по работе с щитовыми измерительными приборами, обеспечивающими измерение электрических параметров: тока, напряжения, активной, реактивной и полной мощности, изучение схем подключения и исследование работы приборов учета электрической энергии в однофазных и трехфазных цепях, исследовать методы прямого и косвенного измерения активной и реактивной мощности, исследовать работу приборов учета электроэнергии при симметричной и несимметричной нагрузке в трехфазных трехпроводных и четырехпроводных цепях, изучить схемы прямого включения приборов учета электроэнергии и включения через измерительные трансформаторы тока и напряжения, выполнять поиск и устранение неисправностей в измерительных цепях, производить диагностику и ремонт трехфазных асинхронных электродвигателей, исследовать работу релейно-контактных схем защиты электрических аппаратов.

Общие технические требования:

- Электропитание от трехфазной сети переменного тока с линейным напряжением 220В, частотой 50 Гц.

- Стенд имеет модульную конструкцию с размерами всех модулей 248х200 мм с возможностью установки модулей в произвольном порядке.

- Лицевые панели всех модулей окрашены порошковой полимерной краской.

- На лицевых панелях всех модулей методом шелкографии нанесены мнемосхемы основных функциональных элементов.

- Стенд укомплектован специализированным лабораторным столом, включающем металлический каркас для крепления модулей, каркас окрашен порошковой полимерной краской.

- Конструкция оборудования исключает непосредственный доступ к электрическим цепям высокого напряжения, другим опасным для человека воздействиям, исключать возможность попадания теплового, ультрафиолетового и лазерного излучения на кожу и в глаза человека.

- Стенд предусматривает использование только встроенных приборов для проведения всех необходимых измерений по лабораторным работам.

- Стенд обеспечивает возможность подключения защитного заземления.

- Поставляемые товары обеспечены технической, эксплуатационной и сервисной документацией на русском языке.

Состав стенда:

Модуль питания стенда.

Модуль трехфазной сети.

Модуль измерителя мощности.

Модуль измерительных приборов.

Счетчики электроэнергии трехфазные.

Счетчик электроэнергии однофазный.

Трансформаторы напряжения/трансформаторы тока.

Модуль индуктивной нагрузки.

Модуль «Активная нагрузка».

Модуль имитации неисправностей.

Модуль однофазных трансформаторов.

Модуль выключателя.

Модуль линии электропередач.

Модуль короткозамыкателя.

Модуль «Автотрансформатор».

Модуль управления выключателем.

Модуль «Дополнительные реле».

Модуль «Измерительные трансформаторы»         .

Модуль «Реле тока».

Модуль «Реле напряжения».

Модуль «Секундомер».

Модель реле тока с ограниченно-зависимой выдержкой времени             .

Трехфазный асинхронный двигатель с блоком неисправностей.

Цифровой мультиметр.

Лабораторный стол 1.

Лабораторный стол 2.

Комплект соединительных проводов и силовых кабелей.

Техническое описание стенда.

Методические указания к выполнению лабораторных работ.

Технические характеристики стенда:

Электропитание от трехфазной сети с линейным напряжением 380 В

Частота питающего напряжения 50 Гц

Потребляемая мощность 700 ВА

Габаритные размеры (ШхВхГ) 1930x1620x650мм

Масса 200 кг

Диапазон рабочих температур +10-35 ⁰С

Максимальная относительная влажность 80%

Перечень лабораторных работ, выполнение которых обеспечивается на лабораторном стенде:

По разделу «Электрические измерения в системах электроснабжения»:

1. Непосредственное измерение переменного тока с помощью щитового амперметра.

2. Измерение переменного тока с помощью трансформатора тока и амперметра.

3. Непосредственное измерение переменного напряжения с помощью щитового вольтметра.

4. Измерение переменного напряжения с помощью трансформатора напряжения и вольтметра.

5. Непосредственное измерение активной мощности трехфазного переменного тока с помощью ваттметра.

6. Измерение активной мощности трехфазного переменного тока с помощью трансформаторов тока и ваттметра.

7. Измерение активной мощности трехфазного переменного тока с помощью трансформаторов тока, трансформаторов напряжения и ваттметра.

8. Измерение активной и реактивной мощности однофазного переменного тока с помощью щитового ваттметра, амперметра и вольтметра.

9. Измерение активной и реактивной мощности трехфазного переменного тока с помощью щитового ваттметра/варметра.

По разделу «Учет электроэнергии в системах электроснабжения»:

1. Измерение активной электрической энергии однофазного переменного тока с помощью электронного счетчика электрической энергии

2. Измерение активной электрической энергии трехфазного переменного тока при непосредственном включении приборов учета электроэнергии.

3. Измерение активной и реактивной электрической энергии трехфазного переменного тока при включении приборов учета электроэнергии через 3 измерительных трансформатора тока и 3 измерительных трансформатора напряжения.

4. Измерение активной и реактивной электрической энергии трехфазного переменного тока при включении приборов учета электроэнергии через 2 измерительных трансформатора тока и 3 измерительных трансформатора напряжения.

5. Измерение активной и реактивной электрической энергии трехфазного переменного тока при включении приборов учета электроэнергии через 2 измерительных трансформатора тока и 2 измерительных трансформатора напряжения.

6. Учет активной электрической энергии однофазных потребителей в трехфазных четырех проводных сетях переменного тока.

По разделу «Ремонт и диагностика в схемах электроснабжения»:

1. Поиск и устранение неисправностей в схеме подключения однофазного прибора учета электроэнергии.

2. Поиск и устранение неисправностей в схеме прямого подключения трехфазного прибора учета электроэнергии.

3. Поиск и устранение неисправностей в схеме подключения трехфазного прибора учета электроэнергии через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

4. Определение начал и концов обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя.

5. Поиск неисправностей в трехфазном асинхронном электродвигателе.

По разделу «Релейная защита в системах электроснабжения»:

1. Испытание реле тока.

2. Испытание реле напряжения.

3. Испытание реле времени.

4. Испытание реле тока с ограниченно-зависимой выдержкой времени.

5. Токовая отсечка линии электропередачи.

6. Максимальная токовая защита линии электропередачи с независимой выдержкой времени.

7. Максимальная токовая защита линии электропередачи с пуском по напряжению.

8. Максимальная токовая защита линии электропередачи с ограниченно-зависимой выдержкой времени.

9. Продольная дифференциальная защита линии электропередачи.

Краткое техническое описание элементов:

Модуль питания стенда

Модуль предназначен для обеспечения питания стенда от трехфазной четырехпроводной сети переменного тока с номинальным линейным напряжением 380В, защиты стенда от токов короткого замыкания, подачи силовых и низковольтных напряжений питания на другие модули стенда.

Модуль содержит: трехфазный автоматический выключатель c номинальным напряжением 380В и номинальным током 10А; вторичный источник напряжения питания низковольтных цепей модулей с номинальным входным напряжением 220В, номинальным входным током 1А, вторичными выходными напряжениями: +5В, +12В, -12В с максимально допустимыми токами нагрузки 3А на выходе +5В, 2А на выходе +12В и 0,3А на выходе -12В.

На лицевой части модуля предусмотрена светодиодная индикация подачи трехфазного силового напряжения, а также низковольтных напряжений питания +5В, +12В и –12В. Модуль обеспечивает контроль и подачу низковольтных напряжений с лицевой панели (выведены соответствующие клеммы напряжений и общего провода).

На тыльной стороне модуля расположены:

- разъем для подключения модуля к трехфазной четырехпроводной сети;

- разъемы для подачи трехфазного напряжения питания 380B на другие модули стенда, количество разъемов 3;

- разъемы для подачи однофазного напряжения питания 220B на другие модули стенда, количество разъемов 3;

- разъемы для подачи низковольтного напряжения питания +5В, +12В, -12В на другие модули стенда, количество разъемов 8.

Автоматический выключатель отключает питание всех разъемов.

Модуль трехфазной сети

Модуль предназначен для имитации шин практически бесконечной мощности. На лицевой панели модуля расположены выходные клеммы напряжений фаз А, В и С трехфазной сети, напряжение на которые подается через трехфазный контактор с двухканальным ручным, дистанционным и автоматическим управлением. Переключение ручного и автоматического режима управления осуществляется тумблером, расположенным на лицевой панели модуля. Дистанционное и автоматическое управление осуществляется через универсальный разъем, расположенный на лицевой панели модуля.

Модуль содержит трехфазный контактор с номинальным напряжением 380В и номинальным током 9А. Модуль обеспечивает длительное питание нагрузки с током 0,8А.

Модуль измерителя мощности

Модуль предназначен для измерения фазных токов, фазных напряжений, линейных напряжений, активной и реактивной мощности суммарно и по каждой фазе в отдельности в трехфазных цепях переменного тока. Модуль содержит универсальный трехфазный измерительный прибор с цифровой индикацией измеряемых величин.

Модуль измерительных приборов

Модуль предназначен для измерения тока, напряжения и активной мощности в цепях переменного тока. Модуль содержит щитовые электроизмерительные приборы: амперметр переменного тока, вольтметр переменного напряжения, однофазный ваттметр.

Счетчики электроэнергии трехфазные

Модуль предназначен для учета электрической энергии в исследуемых цепях. Модуль содержит трехфазный счетчик активной электрической энергии электронного типа и трехфазный счетчик активной и реактивной электрической энергии электронного типа. На лицевой панели модуля размещены входные клеммы для подключения счетчика в измерительную цепь (нумерация клемм соответствует нумерации завода-изготовителя).

Счетчик электроэнергии однофазный

Модуль предназначен для учета электрической энергии в исследуемых цепях. Модуль содержит однофазный счетчик активной электрической энергии электронного типа. На лицевой панели модуля размещены входные клеммы для подключения счетчика в измерительные цепи (нумерация клемм соответствует нумерации завода-изготовителя).

Основные технические характеристики счетчика:

Класс точности 1

Номинальное напряжение 230 В

Частота измерительной сети 50 Гц

Номинальный ток 5 А

Порог чувствительности 0,01 А

Трансформаторы напряжения/трансформаторы тока

Модуль предназначен для подключения трехфазных приборов учета электрической энергии через измерительные трансформаторы. Для этого, модуль содержит три измерительных трансформатора тока и трих трансформатора напряжения. На лицевой панели модуля расположены клеммы для подключения первичных и вторичных обмоток трансформаторов к исследуемой цепи.

Основные технические характеристики модуля:

Номинальное напряжение 0,66 кВ

Номинальный ток первичной обмотки 5 А

Номинальный ток вторичной обмотки 5 А

Номинальная вторичная нагрузка 5 ВА

Класс точности 0,5

Номинальное напряжение первичной обмотки 380 В

Номинальное напряжение вторичной обмотки 100 В

Модуль индуктивной нагрузки

Модуль предназначен для моделирования трехфазной активно-индуктивной нагрузки в схемах изучения приборов учета электроэнергии. Модуль содержит два индуктивных элементов с характеристиками:

- номинальное напряжение, не менее: 220В;

- номинальный ток, не менее: 0,8А;

- индуктивность фазы, не менее: 0,48Гн.

Модуль «Активная нагрузка»

Модуль предназначен для моделирования трехфазной активной нагрузки потребителя. Модуль обеспечивать дискретное изменение мощности нагрузки на 5 положений, со значениями мощности: 12 Вт, 24 Вт, 36 Вт, 48 Вт, 60 Вт, 72 Вт, 84 Вт. Номинальное напряжение нагрузки 220В.

Модуль имитации неисправностей

Модуль предназначен для моделирования неисправностей в схемах подключения однофазных и трехфазных приборов учета электрической энергии. Модуль содержит 12 автоматических выключателей. Номинальное напряжение выключателей 220В. Номинальный ток выключателей 10А.

Модуль однофазных трансформаторов

Модуль предназначен для получения трехфазного симметричного напряжения с различными номинальными значениями. Для этого, модуль содержит 3 однофазных трансформатора с номинальным напряжением первичной обмотки 380В, номинальным напряжением вторичной обмотки 220В, наличием отпайки на стороне вторичной обмотки на напряжение 110В. Модуль допускает соединение трансформаторов в трехфазную трансформаторную группу с различными группами соединения обмоток. Номинальная мощность каждого трансформатора 100 ВА.

Модуль выключателя

Модуль предназначен для ручной, дистанционной и автоматической коммутации трехфазных силовых цепей. Модуль трехфазный контактор с номинальным током 9А, номинальным напряжением 220В. Управление выключателем осуществляется по двухканальной схеме с помощью двух кнопок, расположенных на лицевой панели модуля, а также через универсальный разъем автоматического управления от модуля ввода-вывода. Модуль обеспечивает светодиодную индикацию текущего состояния выключателя, а также передачу дискретного сигнала состояния в персональный компьютер через разъем автоматического управления.

Модуль линии электропередач

Модуль предназначен для моделирования линии электропередачи с П-образной схемой замещения. Модуль обеспечивает дискретное изменение индуктивного сопротивления электропередачи со значениями: 0,16 Гн, 0,32 Гн, 0,48 Гн, и дискретное изменение поперечной емкостной составляющей в начале и конце электропередачи со значениями: 0 мкФ, 0,5 мкФ, 1 мкФ. Номинальное линейное напряжение электропередачи 220В, номинальный длительно допустимый ток 0,8А.

Модуль короткозамыкателя

Модуль предназначен для выбора вида симметричного или несимметричного короткого замыкания в трехфазных электрических цепях. Модуль содержит 7 однофазных автоматических выключателей с номинальным током 10А и номинальным напряжением 220В. Выбор вида короткого замыкания обеспечивает включением соответствующих автоматических выключателей. На лицевой панели модуля присутствует мнемосхема подключения автоматических выключателей.

Модуль «Автотрансформатор»

Модуль предназначен для подачи однофазного переменного напряжения питания в исследуемые цепи. Модуль содержит регулируемый источник однофазного переменного напряжения промышленной частоты. Модуль обеспечивает регулирование выходного напряжения в диапазоне: 0-250В и обеспечивать питание нагрузки с током потребления 0,5А.

Модуль управления выключателем

Модуль предназначен для формирования сигналов управления выключателем. Модуль содержит два идентичных блока управления выключателями, обеспечивающих подачу дистанционных команд включения и отключения от релейно-контактных схем защиты и автоматики. Для этого, каждый блок управления выключателем содержит электромагнит включения, электромагнит отключения, нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый блок-контакт выключателя. На лицевой панели модуля расположены клеммы для подключения обмоток и контактов к исследуемым цепям. Также, на лицевой панели размещены универсальные разъемы для подключения модуля к разъемам автоматического управления модулей выключателей. Модуль рассчитан на переменный оперативный ток с напряжением 220В.

Модуль «Дополнительные реле»

Модуль предназначен для моделирования работы реле времени, промежуточных и указательных реле.

Модуль содержит:

- модель двух промежуточных реле, имеющих: входную обмотку, нормально-разомкнутые и нормально-замкнутые выходные контакты;

- модель реле времени с обмоткой и двумя парами выходных контактов реле, переключение состояния выходных контактов;

- модели двух указательных реле напряжения, имеющих: входную обмотку по напряжению, светодиод индикации срабатывания реле, кнопку сброса реле в исходное состояние.

Модуль «Измерительные трансформаторы»

Модуль предназначен для преобразования величин токов и напряжений первичных силовых цепей во вторичные токи и напряжения для подачи на обмотки реле тока и напряжения исследуемых схем защит. Модуль содержит 2 трансформатора тока и 1 трансформатор напряжения. Диапазон входного тока 0..2А, диапазон входного напряжения 0..380В. Диапазон выходного тока 0..100мА, диапазон выходного напряжения 0..5В. Модуль обеспечивает измерение токов и напряжения в первичных обмотках измерительных трансформаторов с цифровой индикацией на лицевой панели модуля.

Модуль «Реле тока»

Модуль предназначен для сборки исследуемых схем релейной защиты и автоматики. Модуль содержит физическое реле максимального тока с диапазоном уставок от 0,1А до 20А с шагом 0,1А. Включение модуля осуществляется тумблером питания. На лицевой панели модуля расположены клеммы для подключения обмотки и выходных контактов реле в исследуемую цепь. Модуль обеспечивает отображение заданной уставки по току и текущей величины тока в обмотке реле на цифровом индикаторе, расположенном на лицевой панели модуля. Модуль обеспечивает светодиодную индикацию текущего состояния реле.

Модуль «Реле напряжения»

Модуль предназначен для сборки исследуемых схем релейной защиты и автоматики. Модуль содержит физическое реле минимального напряжения с диапазоном уставок от 10В до 200В с шагом 1В. Включение модуля осуществляется тумблером питания. На лицевой панели модуля расположены клеммы для подключения обмотки и выходных контактов реле в исследуемую цепь. Модуль обеспечивает отображение заданной уставки по напряжению и текущей величины напряжения в обмотке реле на цифровом индикаторе, расположенном на лицевой панели модуля. Модуль обеспечивает светодиодную индикацию текущего состояния реле.

Модуль «Секундомер»

Модуль предназначен для измерения времени при испытании релейно-контактных схем. Модуль «Секундомер» содержит прибор для измерения времени 2 дискретных входов, обеспечивающих запуск и останов измерения времени в автоматическом режиме 2 кнопок, обеспечивающих запуск и останов измерения времени в ручном режиме, а также кнопку, обеспечивающую сброс измеренного значения. Включение модуля осуществляется тумблером питания. При подаче напряжения на соответствующий дискретный вход «Пуск», либо нажатии кнопки «Пуск» запускает измерение времени, текущее измеренное значение отображает на цифровом индикаторе, расположенном на лицевой панели модуля. При подаче напряжения на соответствующий дискретный вход «Стоп», либо нажатии кнопки «Стоп», измерение времени останавливается. Возврат в исходное состояние осуществляется при нажатии кнопки «Сброс».

Модуль реле тока с ограниченно-зависимой выдержкой времени

Модуль предназначен для моделирования работы двух реле тока с ограниченно-зависимой выдержкой времени. Модуль содержит две идентичных физических модели реле тока. Изменение уставки по току срабатывания реле осуществляется при помощи галетного переключателя в диапазоне от 4А до 10А с шагом 1А, изменение уставок выдержки времени (в диапазоне 1-4с) и кратности отсечки (в диапазоне 2-8) осуществляется с помощью потенциометров. Реле имеет светодиодную индикацию пуска при превышении текущей величины тока, подведенного к обмотке реле, заданной уставки срабатывания по току. Реле имеет две пары выходных контактов: нормально-разомкнутые выходные контакты, замыкающиеся мгновенно (без выдержки времени) при пуске реле, и нормально-разомкнутые выходные контакты, замыкающиеся с выдержкой времени, определяемой заданной уставкой по времени, фактической кратностью тока, подведенного к обмотке реле, заданным видом характеристики реле. Реле имеет дискретный переключатель вида характеристики в диапазоне от 1 до 4.

Трехфазный асинхронный двигатель с блоком неисправностей

Представляет трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, установленный на металлическом основании, имеющий следующие характеристики:

– мощность 0,37 кВт;

– номинальная скорость 1500 об/мин;

– трехфазное напряжение электропитания 380В;

– номинальный ток статора 1,5А.

Блок ввода неисправностей содержит набор переключателей, с помощью которых вводится та или иная неисправность в электродвигатель. Блок переключателей и их назначение скрыты от обучающихся, что позволяет вводить необходимое количество неисправностей, обеспечивая вариативность при проведении работ. Блок ввода неисправностей позволяет ввести следующие неисправности:

– нарушение изоляции между фазами и корпусом;

– нарушение изоляции между фазами;

– обрыв фаз;

– межвитковое замыкание в обмотках.

Цифровой мультиметр

Предназначен для выполнения электрических измерений в исследуемых цепях. Мультиметр обеспечивает измерение действующих значений токов в диапазоне 0...10А и действующих значений напряжения в диапазоне 0…600В.

Лабораторный стол 1

Лабораторный стол предназначен для размещения и крепления модулей стенда. Стол содержит металлический каркас, покрытый порошковой краской и обеспечивающий крепление 10 модулей. Столешница выполнена из ЛДСП/МДФ. Габаритные размеры стола (ШхВхГ): 1065x1620x650 мм.

Лабораторный стол 2

Стол содержит металлический каркас, покрытый порошковой краской и обеспечивающий крепление 12 модулей стенда. Столешница выполнена из ЛДСП/МДФ. Габаритные размеры (ШхВхГ): 865x1620x650 мм.

Комплект кабелей и соединительных проводов

Количество и тип соединительных проводов, жгутов и кабелей:

Соединительный провод с защищенными контактами 70 шт. Длина 0,5 м

Соединительный провод с защищенными контактами 60 шт. Длина 1 м

Соединительный провод с защищенными контактами 15 шт. Длина 2 м

Кабель подачи трехфазного напряжения питания стенда 1 шт. Количество проводников 4. Номинальный ток 16А. Номинальное напряжение 380В. Длина 3 м.

Соединительный кабель подачи трехфазного напряжения питания модулей стенда 1 шт.

Количество проводников 4. Номинальный ток 16 А. Номинальное напряжение 380В. Длина 1 м.

Соединительный кабель подачи однофазного напряжения питания модулей стенда 7 шт. Количество проводников 3. Номинальный ток 16А. Номинальное напряжение 220В. Длина 1,8 м.

Соединительный кабель подачи низковольтного напряжения питания модулей стенда 12 шт.

Количество проводников 4. Длина 1,8 м.

Техническое описание стенда

Содержит основные технические характеристики стенда в целом и его составных элементов, порядок подключения и работы со стендом.

Методические указания к выполнению лабораторных работ

Содержит описание и схемы лабораторных испытаний, последовательность действий при выполнении испытаний, расчетные формулы, таблицы, рекомендации по обработке результатов.