Электрические и электронные аппараты

Электрические и электронные аппараты

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ АППАРАТЫ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ

по курсу

Электрические и электронные аппараты

содержание

Предисловие

Варианты расчетного задания

Содержание расчетного задания

Методические указания по выполнению контрольного задания и примеры решения задач

Правила выполнения и оформления контрольных работ

Литература

Приложение 1

Приложение 2

УДК 621.311: 628.26 (075.8)

ббк 31. 264

Денисова А.Р.

Электрические и электронные аппараты. Методические указания и расчетное задание. Для студентов очной и очно-заочной формы обучения. Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2007.

Приведены варианты расчетного задания и общие рекомендации по его выполнению.

Предназначены для студентов очной и очно-заочной формы обучения, обучающихся по специальности 140600 - "Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений".

ПРЕДИСЛОВИЕ

Энергетика как отрасль промышленности обладает рядом особенностей, резко выделяющих энергетическое производство из других отраслей промышленности.

Важнейшая особенность энергетики заключается в том, что производство электроэнергии, ее транспорт, распределение и потребление осуществляются в один и тот же момент времени. Эта особенность превращает всю систему производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии, отдельные звенья которой могут быть удалены на сотни километров друг от друга, в единый, сложный механизм, в котором системой электроснабжения называют совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией. Под электроустановками понимают совокупность электрооборудования (вместе с сооружениями и помещениями, где оно находится), предназначенного для производства, распределения, преобразования и потребления электроэнергии.

Электрические и электронные аппараты (Э и ЭА) - это электротехнические устройства, которые используют для включения и отключения электрических цепей, измерения, защиты, управления и регулирования электроустановок, предназначенных для передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии.

Под Э и ЭА понимают широкий круг всевозможных устройств, применяемых в быту, промышленности и энергетике.

В соответствии с учебной программой основной задачей курса "Электрические и электронные аппараты" является изучение основ теории, конструкций и эксплутационных характеристик Э и ЭА автоматики, управления и защиты, которые применяются в электрических системах, схемах электроснабжения, автоматизации и электропривода.

Основной задачей курса "Электрические и электронные аппараты" является изучение конструкций, эксплуатационных характеристик и условий выбора Э и ЭА распределительных устройств низкого и высокого напряжения, применяемых в системах промышленного электроснабжения.

ВАРИАНТЫ РАСЧЕТНОГО ЗАДАНИЯ

Каждый студент выполняет вариант задания, обозначенный последней цифрой его учебного шифра в зачетной книжке.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

Исходные данные по вариантам расчетного задания по курсу "Электрические и электронные аппараты" представлены в табл. 1-4.

Таблица 1. Электродвигатели асинхронные

Таблица 2. Токи при трехфазном КЗ за трансформаторами с U К = 5,5 %,

выполненными по ГОСТу 401 - 41

Таблица 3. Номинальные токи на стороне высокого и низкого напряжения трансформаторов, выполненных по ГОСТу 401 - 41

Таблица 4. Типы трехфазных масляных двухобмоточных трансформаторов общего назначения класса напряжения 110 кВ

СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНОГО ЗАДАНИЯ

Расчетное задание по курсу "Электрические и электронные аппараты"состоит из четырех задач - это задачи І.1, I.2, II.1 и II.2.

Задача I.1. Выбор контакторов и магнитного пускателя для управления и защиты асинхронного двигателя.

Необходимо выбрать контактор, магнитный пускатель и тепловое реле для управления и защиты асинхронного двигателя серии 4А, работающего в продолжительном режиме. Тип двигателя в соответствии с индивидуальным вариантом контрольного задания выбрать из табл. 1. Схема прямого пуска и защиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема пуска и защиты двигателя

Задача I.2. Выбор автоматических выключателей и предохранителей для защиты двигателей.

От цехового трансформатора кабелем питается сборка механической мастерской, к которой подключены четыре двигателя. Напряжение сети 380 В. Все двигатели работают одновременно. Типы двигателей приведены в табл. 1; рекомендуется использовать для расчета двигатель, выбранный в задаче I.1 и ближайший к нему; два других двигателя выбрать из противоположного конца таблицы 1. В тех случаях, когда номинальное напряжение выбранных двигателей 660 В, необходимо изменить его на напряжение, заданное в условии задачи I.2 (380 В). Схема цеховой электрической сети, питающей сборку механической мастерской, приведена на рис.2. Требуется выбрать аппараты защиты двигателей и кабеля, питающего сборку:

а) автоматические выключатели QF1 - QF5 (рис. 2 (а));

б) плавкие предохранители F1 - F5 (рис. 2(б)).

Рис. 2. Участок радиальной схемы цеховой электрической сети (ТП - трансформаторная подстанция; РУ - распределительное устройство; КЛ - кабель; QF1 - QF5 - автоматы; М1 - М4 - двигатели; F1 - F5 - плавкие предохранители)

Задача II.1. Выбор низковольтных аппаратов в системах электроснабжения.

Для схем соединения понижающих трансформаторов со сборными шинами низкого напряжения, приведенных на рис. 3, выбрать рубильник QS, предохранитель F и автоматические воздушные выключатели QF в соответствии с исходными данными индивидуального варианта, приведенными в табл. 2 и 3. Номинальное напряжение U Н = 380 В. Условия выбора, расчетные и справочные значения проверяемых величин записать в таблицу, приведённую в примере II.1.

Задача II.2. Выбор высоковольтных аппаратов в системах электроснабжения.

Для схемы питания понижающего трансформатора от магистральной линии, приведенной на рис. 4, выбрать разъединитель QS и предохранитель F в соответствии с исходными данными индивидуального варианта, приведенными в табл. 2-3. Для схем, приведенных на рис. 5, выбрать предохранитель F, короткозамыкатель QN и выключатель Q в соответствии с исходными данными индивидуального варианта, приведенными в табл. 4. Условия выбора, расчетные и справочные значения проверяемых величин записать в таблицу, аналогично приведенной в примере II.2.

Рис. 3. Схемы соединения трансформаторов со сборными шинами низкого напряжения

Рис. 4. Схема питания трансформатора от магистральной линии

Рис. 5. Фрагменты схем электроснабжения промышленных предприятий

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению РАСЧЕТНОГО ЗАДАНИЯ И ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Методические указания и примеры решения задач I.1 - I.2

Выбор контакторов (магистральных пускателей) - производится по следующим условиям:

а) роду тока силовой цепи;

б) номинальному напряжению и току в силовой цепи;

в) числу главных и вспомогательных контактов пускателя (контакторов);

г) категории применения и климатического исполнения аппарата: категория применения определяется условиями работы потребителя и схемой питания;

д) режима работы.

Если выбирается пускатель, то необходимо указать наличие теплового реле и реверсивности пускателя, что определяется схемой управления двигателя.

Выбор тепловых реле - производится по условиям:

а) номинальному напряжению реле;

б) числу полюсов;

в) номинальному току нагревательного элемента реле, который выбирается таким образом, чтобы отключение реле при пусковом токе двигателя происходило в интервале времени от t П до 1,5*t П. Если выбран пускатель со встроенным тепловым реле, то уточняется номинальный ток нагревательного элемента и по характеристике реле проверяется время его срабатывания.

Выбор предохранителей для двигателей - производится по условию:

- отстройки от пускового тока двигателя:

(1)

где I Н - номинальный ток плавкой вставки предохранителя; I ПД - пусковой ток двигателя; К - коэффициент, определяемый условиями пуска (К = 2,5 - легкий пуск; К = 1,6-2 - тяжелый пуск).

В общем случае номинальный ток плавкой вставки, через которую питаются несколько самозапускающихся двигателей, выбирают по выражению:

(2)

где - сумма пусковых токов всех самозапускающихся двигателей.

Выбранный по условию (2) предохранитель проверяют на пуск самых крупных двигателей в нормальном режиме по выражению:

(3)

где - сумма номинальных токов работающих двигателей;

- сумма пусковых токов самых крупных двигателей.

Выбор автоматических, воздушных выключателей (автоматов).

Для защиты двигателей обычно применяют автоматы с комбинированными расцепителями:

- в режиме КЗ срабатывает электромагнитный (мгновенный) расцепитель, ток срабатывания которого отстраивается от номинального тока двигателя по формуле:

(4)

где - ток срабатывания мгновенного расцепителя; - пусковой ток двигателя.

- в режиме перегрузки срабатывает тепловой (зависимый) расцепитель, ток срабатывания которого отстраивается от номинального тока двигателя по условию:

Страницы: 1, 2, 3