Устройство для бездуговой коммутации

Принцип бездуговой коммутации состоит в шунтировании главных контактов тиристорами в моменты вибрации контактов или их размыкании. Полное отключение цепи происходит при переходе тока в тиристоре через нуль. В промежутках между коммутациями при любом токе нагрузки в пределах рабочих токов, тиристоры находятся в открытом состоянии по цепи управления, но зашунтированы главными контактами.

Гашение дуги в дугогасительной решетке. Этот метод основан на использовании околоэлектродного падения напряжения. Над контактами расположены неподвижные и изолированные друг от друга стальные пластины , образующие дугогасительную решетку. Дуга, возникающая при размыкании контактов, под действием электродинамических сил, втягивается в дугогасительную решетку и разбивается на ряд коротких дуг. У каждой пластины решетки возникает околоэлектродное падение напряжения. В результате, за счет суммы околоэлектродных падений напряжения, увеличивается общее напряжение дуги и происходит ее гашение.

Б5-1. Эксплуатация осветительных установок.

При недостаточной освещённости производственных цехов ухудшается зрение и падает производительность труда рабочих, снижается качество выпускаемой продукции. Поэтому для промышленных предприятий разработаны и являются обязательными нормы минимальной освещенности предусмотренные СНиП и ПУЭ. Величины освещенности по этим нормам зависят от характера производства и тем выше, чем большая точность требуется при выполнении технологических процессов и производственных операций.

При проектировании и светотехнических расчётах освещенность принимают несколько большую, чем требуется по нормам. Данный запас обусловливают тем, что во время эксплуатации уровень первоначальной (проектной) освещенности с течением времени неизбежно снижается, это происходит за счет постепенного уменьшения светового потока светильников, загрязнения арматуры и некоторых других причин.

Однако принимаемый при проектировании и расчетах запас освещенности является достаточным при нормальной эксплуатации электроосветительных установок: регулярной очистке светильников, световодов, своевременной смене ламп и т.д. При неудовлетворительной эксплуатации принятый запас освещенности не может компенсировать понижающегося уровня освещенности, и она становится недостаточной. На освещенность помещения большое влияние оказывает цвет окраски стен и потолков и их состояние. Окраска в светлые тона и регулярная очистка от загрязнения способствуют обеспечению требуемых норм освещенности.

Периодичность осмотров осветительных электроустановок зависит от характера помещений, состояния окружающей среды и устанавливается главным энергетиком предприятия. Ориентировочно для запыленных помещений с агрессивной средой можно принять необходимую периодичность осмотров рабочего освещения один раз в два месяца, а в помещениях с нормальной средой - один раз в четыре месяца. Для аварийного освещения сроки осмотров сокращают в 2 раза.

При осмотрах осветительных электроустановок проверяют состояние электропроводки, щитков, осветительных приборов, автоматов, выключателей, штепсельных розеток и других элементов установки. Проверяют также надёжность имеющихся в установке контактов: ослабленные контакты должны быть затянуты, а обгоревшие – защищены или замены новыми.

В производственных цехах промышленных предприятий существуют два способа смены светильников: индивидуальный и групповой.

При индивидуальном способе светильники заменяют по мере выхода из строя; при групповом способе их заменяют группами (после того, как они отслужили положенное количество часов). Второй способ экономически более выгодный, так как может быть совмещен с очисткой светильников, но связан с большим расходом ламп. При замене не следует использовать лампы большей мощности, чем это допускается для осветительного прибора. Завышенная мощность ламп приводит к недопустимому перегреву светильников и патронов и ухудшает состояние изоляции проводов.

Светильники и арматуру очищают от пыли и копоти в цехах с небольшим выделением загрязняющих веществ ( механические и инструментальные цеха, машинные залы и т.д.) два раза в месяц ; при большом выделении загрязняющих веществ (кузнечные и литейные цеха, цементные заводы, мельницы и т.д.) – четыре раза в месяц.

Очищают все элементы светильников – отражатели, рассеиватели, лампы и наружные поверхности арматур. Очистку окон для естественного освещения проводят по мере их загрязнения. Рабочее и аварийное освещение в производственных цехах включают и выключают по графику лишь тогда, когда естественное освещение недостаточно для производства работ.

Осветительные установки при эксплуатации подвергают ряду проверок, испытаний. Исправность системы аварийного освещения проверяют, отключая рабочее освещение, не реже одного раза в квартал. Автомат или блок аварийного переключения освещения проверяют один раз в неделю в дневное время.

У стационарных трансформаторов на напряжение 12…36 В изоляцию испытывают 1 раз в год, а у переносных трансформаторов и ламп на 12-36 В – каждые три месяца.

Фотометрические измерения освещенности в основных производственных и технологических цехах и помещениях с контролем соответствия мощности ламп проекту и расчетам проводят 1 раз в год. Освещенность проверяют с помощью люксметра во всех производственных цехах и на основных рабочих местах. Полученные значения освещенности должны соответствовать расчетным и проектным. Перед тем как приступить к проверке освещенности, необходимо установить места, на которых целесообразно измерить освещенность. Результаты осмотров и проверок оформляют актами, утвержденными главным энергетиком предприятия.

Б5-2. Устройство трехфазных трансформаторов и группы соединения обмоток.

Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения.

В зависимости от назначения трансформатора разделяют на силовые общего назначения и трансформаторы специального назначения.

Трансформатор чаще всего состоит из двух (а иногда и большего числа) взаимно неподвижных электрически не связанных между собой обмоток, расположенных на магнитопроводе.

Магнитопровод с насаженными на его стержни обмотками составляет активную часть трансформатора. Остальные элементы трансформатора называют неактивными (вспомогательными) частями.

Магнитопровод в трансформаторе выполняет две функции: во-первых, он составляет магнитную цепь, по которой замыкается основной магнитный поток трансформатора, а во-вторых, он является основой для установки и крепления обмоток, отводов, переключателей. Магнитопровод имеет шихтованную конструкцию, т.е. состоит из тонких (обычно толщиной 0,5мм) стальных пластин, покрытых с двух сторон изолирующей пленкой (например, лаком).

Магнитопровод выполняют из горячекатаной изотропной стали и холоднокатаной анизотропной стали.

Обмотки трансформаторов выполняют из обмоточных проводов круглого и прямоугольного сечения. Основой обмотки является цилиндр (текстолит, стеклотекстолит), обеспечивающие обмотке механическую и электрическую прочность.

По способу расположения на стержне обмотки трансформатора подразделяются на концентрические и чередующиеся.

Чередующиеся (дисковые) обмотки выполняют в виде отдельных секций (дисков) НН и ВН располагают на стержне в чередующемся порядке (применяются редко).

Концентрические обмотки выполняются каждая в виде цилиндра и располагаются на стержне концентрически относительно друг друга.

Основным типом силового трансформатора является масляный трансформатор. Сухие трансформаторы применяются в установках производственных помещений, жилых и служебных зданий, т.е. там, где применение масляных трансформаторов вследствие их взрыво- и пожароопасности недопустимо.

Активная часть трансформатора опускается в бак с маслом. Масло , заполняющее бак, имеет двойное значение: служит для изоляции и охлаждения. Иногда в целях пожарной безопасности вместо масла используется совтол, а остальные его свойства практически не отличаются от масла, кроме токсичности и стоимости.

Расширитель представляет собой цилиндрический резервуар, располагаемый выше крышки бака масляного трансформатора и соединяемый с баком трубкой и патрубком на крышке. Объем расширителя составляет 10% объема бака трансформатора, поэтому при всех колебаниях температуры масло полностью заполняет бак. Кроме того защищает масло от окисления и увлажнения. Между расширителем и баком трансформатора мощностью более 1000 кВА устанавливается газовое реле, которое сигнализирует о повреждениях, приводящих к местному нагреву отдельных частей.

Выхлопная труба представляет собой стальной наклонный цилиндр. Она прикрепляется к крышке и имеет сообщение с баком и предназначается для предохранения бака трансформатора от деформации вследствие резкого повышения давления из-за интенсивного образования газов ( при КЗ).

Вводы представляют собой изоляторы, внутри которых располагаются токоведущие медные стержни. Внутри бака к стержню подсоединяются концы обмотки трансформатора, а вне бака – токоведущие части сети.

Контроль температуры масла в верхней части бака производится термометрами. Наибольшая температура масла в верхних слоях допускается 95⁰С.

Для изменения числа витков обмотки ВН в целях регулирования напряжения предусматривается переключатель, размещенный внутри бака. Рукоятка этого переключателя выводится на крышку или стенку бака трансформатора.

На крышке и стенках бака устанавливаются различные пробки и краны, предназначенные для заливки, спуска и отбора пробы масла.

В некоторых случаях (при включении трансформаторов на параллельную работу) необходимо знать сдвиг фаз между ЭДС первичной и вторичной обмоток. Для оценки этого сдвига вводится понятие о группе соединения обмоток. У трехфазных трансформаторов зависит от схемы соединения фаз между собой. Применением разных способов соединения обмоток в трехфазных трансформаторах можно создать 12 различных групп соединения. Самое большое распространение получили 4 группы соединения: Y/Y – 0,

Y/Y – 6, Y/Δ – 11, Y/Δ – 5.

Б5-3. Электрические нагрузки промышленных электрических сетей.

Одной из первых и основополагающих частей проекта электроснабжения объекта является определение ожидаемых электрических нагрузок на всех ступенях электрических сетей. Именно нагрузки определяют необходимые технические характеристики элементов электрических сетей – сечение жил и марки проводников, мощности, и типы трансформаторов, электрических аппаратов и другого электротехнического оборудования.

Характер и форма индивидуального графика нагрузки ЭП определяются технологическим процессом. Групповой график представляет собой результат суммирования графиков отдельных ЭП, входящих в группу.

Для рационального проектирования электроустановок и их эксплуатации необходимо знать изменение нагрузок в течение смены, суток, месяца, года. Это изменение характеризуется графиками нагрузок. График нагрузки – это кривая (диаграмма), показывающая изменение нагрузок за определенный промежуток времени. Обычно графики нагрузки строятся и анализируются за базисное время, кратное длительности законченного технологического цикла. Различают индивидуальные и групповые графики, графики активных и реактивных нагрузок.

По продолжительности графики нагрузки строятся суточными и годовыми. При построении суммарного суточного или годового графика нагрузки необходимо определить нагрузки потребителей предприятия и учесть потери мощности в электрооборудовании и в сети. Предприятия каждой отрасли промышленности имеют свой характерный график нагрузки, определяемый технологическим процессом производства.

С точки зрения регулярности нагрузок их индивидуальные графики подразделяются напериодические, циклические, нециклические, нерегулярные. Для всех графиков, кроме нерегулируемых, потребление электроэнергии за смену является постоянной величиной.

Групповые графики нагрузок определяются суммированием индивидуальных графиков нагрузок электроприемников, входящих в данную группу. По степени регулярности они подразделяются на периодические, почти периодические и нерегулярные.

Индивидуальные графики энергоемких электроприемников с резкопеременной толчковой нагрузкой необходимы для выбора электрических сетей этих электроприемников, расчета отклонений и колебаний напряжения, выбора мероприятий по улучшению качества электроэнергии.

Групповые графики используются для проектирования и оптимизации систем электроснабжения.

Суточные графики нагрузок потребителей могут строиться по показаниям счетчиков. Для этого фиксируют показания счетчиков активной и реактивной энергии через определенный интервал времени (30 или 60 мин) и определяют среднюю мощность нагрузки за этот интервал.

Анализ графиков нагрузки позволяет определить величину сечений проводов и жил кабелей, оценить потери напряжения, выбрать мощности генераторов электростанций, решить технико-экономические вопросы выбора оборудования, спроектировать оптимальный вариант системы электроснабжения объекта.

Суточные графики позволяют спланировать ремонт электрооборудования.

Годовые графики строятся по двум характерным суточным: за зимние и летние сутки. Они используются в технико-экономических расчетах при определении наивыгоднейшего типа и мощности трансформаторов подстанций при выборе вариантов электроснабжения.

Что такое электрическая нагрузка?

Электрическая нагрузка – это электрическая мощность при равномерном потреблении электроэнергии в течение времени.

Б6-1. Электрооборудование конвейеров

Конвейеры – это автоматизированные установки длительного режима работы, большой производительности и неприхотливые к окружающим условиям.

Они относятся к классу механизмов непрерывного транспорта для междуоперационных перемещений изделий и материалов внутри производственных помещений и между ними.

Конвейеры целесообразно классифицировать по принципу действия и конструктивным признакам, типу тягового и грузонесущего органа, роду перемещаемого груза, назначению и областям применения.

Основной классификационный признак конвейеров по типу тягового органа – ленточные, цепные, канатные и другими тяговыми органами и без тягового органа- винтовые, инерционные, вибрационные, роликовые.

По типу грузонесущего органа – ленчатые, пластинчатые, скребковые, подвесные грузонесущие, толкающие, тележечные, ковшовые, люлечные, винтовые, инерционные, вибрационные, роликовые.

По принципу действия - перемещающие груз по непрерывно движущейся сплошной ленте или настиле, непрерывно движущихся ковшах, подвесках, платформах, тележках; по неподвижному желобу или трубе непрерывно движущимися скребками.

По назначению – стационарные и передвижные.

По направлению движения грузов – с вертикально замкнутой, горизонтальной замкнутой и пространственной трассами.

По областям применения – машины общего применения и специальные: эскалаторы, элеваторы, стакеры, движущиеся тротуары, стакеры.

Несмотря на многочисленные типы конвейеров общими узлами для всех вариантов конвейеров являются: тяговый орган с электроприводом, аппаратура управления, система устройств натяжения и поддержания.

Ленточные: тяговым органом является лента (текстильная, прорезиновая, стальная и т.д.), которая натягивается на барабаны: ведущий и ведомый. Ведущий барабан приводиться во вращение через механическую передачу (цепная, ременная) электродвигателем.

Подвесные – тяговым органом является цепь или канат, который связан с кареткой, перемещающейся в горизонтальной плоскости непрерывно.

Достоинства конвейеров:

• непрерывность действия без остановок на загрузку и выгрузку,

• простота устройства и эксплуатации,

• большая производительность, по сравнению с периодически работающими кранами и подъемниками.

К условиям эксплуатации электроприводов относятся:

• продолжительный режим работы без пауз за время включения,

• редкие пуски и неизменное направление вращения,

• преодоление статических моментов при трогании под нагрузкой (после внезапной аварийной остановки),

• Влияние окружающей среды (перепад температур, агрессивная среда, запыленность и т.д.).

Поэтому к электроприводу предъявляются следующие требования:

• повышенный пусковой момент,

• плавный пуск и торможение,

• небольшое регулирование скорости в диапазоне.

Электродвигатели:

• асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и повышенным пусковым моментом, односкоростные и многоскоростные (с переключением числа пар полюсов).

• асинхронный двигатель с фазным ротором: на конвейерах, требующих повышенного пускового момента, при многодвигательном приводе конвейеров (для выравнивания нагрузок отдельных ЭД);

• при обеспечении согласованного движения конвейеров.

Управление двигателями осуществляется контакторами или магнитными пускателями.

Защита от токов КЗ силовой части, цепи управления и сигнализации – предохранители; от перегрузок двигателей – тепловое реле в магнитных пускателях.

Сигнализация: лампа «стоп» - зеленая на местном посту; лампа «работа» красная на местном посту.

Б7-1. Тепловые процессы в электрических аппаратах.

Электрические аппараты являются сложными электротехнически­ми устройствами, содержащими много элементов, одни из которых являются проводниками электрических токов, другие - проводниками магнитных потоков, а третьи служат для электрической изоляции. Часть элементов может перемещаться в пространстве, передавая усилия другим узлам и блокам. Работа большой части аппаратов связана с преобразованием одних видов энергии в другие. При этом неизбежны потери энергии и превращение ее в тепло. Теп­ловая энергия частично расходуется на повышение температуры аппарата и частично отдается в окружаю­щую среду.

При увеличении температуры происходит ускоренное старение изоляции проводников и уменьшение их меха­нической прочности.

Работа контактных соединений также сильно зависит от температуры.

Нагрев токоведущих частей и изоляции аппарата в значительной степени определяет его надежность. Поэто­му, во всех возможных режимах работы температура частей аппарата не должна превосходить таких значе­ний, при которых не обеспечивается его длительная работа.

Источниками теплоты в электрических аппаратах являются: все проводники, по которым протекает электрический ток; ферромагнитные нетоковедущие части электрического аппарата, находящихся в переменном магнитном поле (возникновение вихревых токов); электрическая дуга. Способы передачи теплоты в электрических аппаратах это и теплопроводность ( при соприкосновении отдельных тел имеющих разную температуру), и тепловое излучение (распространение внутренней энергии тела путём излучения электромагнитных волн), и конвекция (распространение теплоты при перемещении объёмов газов в пространстве из областей с одной температурой в области с другой температурой).

Для уменьшения мощности источников теплоты в электрических аппаратах придерживаются следующих правил:

• применяют проводниковые материалы с малым удельным сопротивлением;

• при резко выраженном поверхностном эффекте используют трубчатые проводники, чем достигается более равномерное распределение тока по сечению;

• при наличии составных шин их располагают таким образом, чтобы уменьшить поверхностный эффект и эффект близости;

• в конструкции нетоковедущих частей используют неферромагнитные материалы – немагнитный чугун, латунь, бронза;

• в нетоковедущих ферромагнитных деталях предусматривают воздушные промежутки;

• в ферромагнитных деталях на пути магнитного потока применяют короткозамкнутые витки.

Температуру поверхности тела можно уменьшить за счёт увеличения коэффициента теплоотдачи или площади охлаждающей поверхности. Такой способ уменьшения температуры называется интенсификацией охлаждения.

При эксплуатации электрических аппаратов могут иметь место следующие режимы работы:

• продолжительный – при котором температура аппарата достигает установившегося значения и аппарат при этой температуре остаётся под нагрузкой сколь угодно длительное время;

• прерывисто-продолжительный – при котором аппарат остаётся под нагрузкой при установившемся значении температуры ограниченное техническими условиями время;

• повторно-кратковременный – при котором температура частей электрического аппарата за время нагрузки не достигает установившегося значения, а за время паузы не уменьшается до температуры окружающей среды;

• кратковременный – при котором в период нагрузки температура частей электрического аппарата не достигает установившегося значения, а в период отсутствия нагрузки достигает температуры холодного состояния;

• короткого замыкания – это частный случай кратковременного режима работы, когда температура частей электрического аппарата значительно превосходит установившуюся температуру при нормальном режиме работы.

Термической стойкостью электрических аппаратов называется способность их выдерживать без повреждений, препятствующих дальнейшей работе, термическое воздействие протекающих по токоведущим частям токов заданной длительности. Количественной характеристикой термической стойкости является ток термической стойкости, протекающий в течение определённого промежутка времени. Наиболее напряжённым является режим короткого замыкания, в процессе которого токи по сравнению с номинальными могут возрастать в десятки раз, а мощности источников теплоты – в сотни раз.

Термическая стойкость электрического аппарата зависит при этом не только от режима короткого замыкания, но и от теплового состояния, предшествующего режиму короткого замыкания.

При коротком замыкании электрические аппараты подвергаются значительным термическим воздействиям. Как правило, это аварий­ный режим работы и поэтому время его действия ограничивается до минимально возможного значения.

Б8-1. Эксплуатация кабельных линий.

При эксплуатации кабельных линий необходимо вести наблюдение и контроль за их трассами и нагрузкой. В процессе эксплуатации кабелей важно регулярно проводить их паспортизацию. Паспорт КЛ, кроме технической характеристики кабелей и условий их прокладки, содержит сведения о результатах предыдущих испытаний и ремонтов, что помогает установить правильный режим эксплуатации.

Все смонтированные кабели должны иметь маркировку (бирки) стандартной формы: круглой – для силовых кабелей высокого напряжения; прямоугольной – для силовых кабелей до 1 кВ, треугольной – для контрольных кабелей. Для кабелей, проложенных в земле и сооружениях, применяют бирки из пластмассы, привязываемые к кабелю оцинкованной проволокой. Бирки, проложенные в земле, устанавливают через каждые