Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра электроснабжения промышленных предприятий
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО И ВЫШЕ 1000 В
Методические указания и задания к выполнению расчетно-графических работ № 1,2 для студентов специальности
5В081200 – Энергообеспечение сельского хозяйства
Алматы 2013
СОСТАВИТЕЛИ: Г.С.Жунусова, К.М. Асанова. Электрооборудование распределительных устройств напряжением до и выше 1000 В. Методические указания задания к выполнению расчетно-графических работ № 1,2 для студентов специальности 5В081200 – Энергообеспечение сельского хозяйства. - Алматы: АУЭС, 2013. – 17 с.
Данная разработка включает в себя программу курса, задания для студентов и методические указания по его выполнению, технические данные и перечень рекомендуемой литературы.
Ил. 3, табл. 7, библиогр. - 14 назв.
Рецензент: канд. техн. наук, доцент Ю.А. Цыба
Печатается по плану издания Некоммерческого акционерного общества «Алматинский университет энергетики и связи» на 2012 г.
© НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2013 г.
Содержание
|
|
Введение |
4 |
1 Задания к расчетно-графической работе №1 |
5 |
2 Задания к расчетно-графической работе №2 |
15 |
Список литературы |
17 |
Введение
Согласно учебному плану, студенты специальности 5В081200 – Энергообеспечение сельского хозяйства изучают дисциплину «Электрические аппараты», в которой предусмотрены две расчетно-графические работы, предполагающие закрепление студентами пройденных разделов дисциплины.
К сдаче экзамена по курсу студенты допускаются после успешного выполнения и защиты расчетно-графических работ.
1 Задания к расчетно-графической работе №1
1.1 Цель расчетно-графической работы
Расчетно-графическая работа состоит из трех заданий.
В расчетно-графической работе студенты выполняют расчеты по выбору предохранителей и автоматических воздушных и масляных выключателей в распределительных сетях промышленного предприятия напряжением до 1000В, а также высоковольтных масляных и воздушных выключателей и приводов к ним.
Прежде чем приступить к выполнению расчетно-графической работы следует ознакомиться с соответствующими разделами рекомендованной литературы и с настоящими методическими указаниями.
1.2 Задание 1
Выбрать предохранители для защиты электродвигателей силового пункта СП (см. рисунок 1.1).
Выбрать сечения проводов, питающих электродвигатели.
Для линии, питающей СП, выбрать предохранитель, силовой бронированный трехжильный кабель с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией при температуре окружающей среды (воздуха) +25 °С.
Особые условия:
- помещение невзрывоопасное и непожароопасное;
- предохранители защищают двигатели и линии только от токов короткого замыкания.
Рисунок 1.1 – Схема электроснабжения
1.2.1 Методические указания.
Предохранители применяются для защиты электрических установок от токов к.з. Наиболее распространенными предохранителями, применяемые для защиты электроустановок напряжением до 1000 В, являются ПР2, НПН, ПН2.
Выбор предохранителей производится по следующим условиям:
а) Iном.пред. ³ Iрасч;
б) Iном.пл.вст..³ Iпл.вст.расч,
где Iпл.вст.расч – расчетный ток плавкой вставки – находится по следующей формуле
где a - коэффициент пуска – зависит от режима пуска электродвигателя;
a =1,6 – тяжелый пуск;
a =2 – средний пуск;
a =2,5 – легкий пуск.
Если предохранитель состоит в линии, питающей несколько двигателей, плавкую вставку рекомендуется выбирать по формуле
где Iпуск.наиб. – наибольший пусковой ток;
Iрасч.дв.наиб. – номинальный ток двигателя, для которого пусковой ток является наибольшим.
Выбор проводов производится по следующим условиям:
а) Iдоп.пров. ³ Iрасч;
б) Iдоп.пров.³ к3×I3,
где к3=0,33 – коэффициент защиты для предохранителей
I3= Iном.пл.вст.
1.3 Задание 2
От главного распределительного шита ГРЩ получает питание силовой пункт СП с автоматическими выключателями (см. рисунок 2.2), к которому подключены пять асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Электродвигатели размещены в помещении с нормальной средой. Технические данные электродвигателей приведены в таблицах № 1.1-1.5.
Требуется определить номинальные токи расцепителей автоматических выключателей и выбрать сечения проводов и питающего кабеля из условия нагрева и соответствия токам расцепителей.
Рисунок 1.2- Схема электроснабжения
1.3.1 Методические указания.
Автоматические выключатели применяются для защиты электрических установок от токов к.з. Наиболее распространенными автоматическими выключателями, применяемые для защиты электроустановок напряжением до 1000 В, являются: А3700, ВА.
Выбор автоматических выключателей производится по следующим условиям:
а) Iном.ав.³ Iрасч.;
б) Iном.расц. ³ Iрасч.;
в) Iсраб.эл.расц. ³1,25´ Iпуск.
Выбор проводов производится по следующим условиям:
а) Iдоп.пров. ³ Iрасч;
б) Iдоп.пров.³ к3×I3,
где к3=0,22; 0,66; 1 – коэффициент защиты для автоматических выключателей зависимости от характеристики регулирования расцепителя
I3= Iном.пл.вст.
Таблица1.1 - Технические данные электродвигателя № 1
Технические данные |
Варианты |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Б, Щ |
В, Г |
Д, Е |
3, Ц |
И, К |
Л, О |
М, Р |
Н, Х |
П, Ш |
С, Д, |
Т, Э |
У, Ю |
Ф, Я |
Ц, А |
Ч, Ж |
|||||||||||||||||||
Рном, кВт |
40 |
30 |
25 |
40 |
20 |
33 |
27 |
30 |
25 |
20 |
33 |
40 |
25 |
30 |
27 |
||||||||||||||||||
сos φ |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,55 |
0,65 |
0,6 |
0,7 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,6 |
0,7 |
0,5 |
0,55 |
0,65 |
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
Сумма двух последних цифр зачетной книжки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
||||||||||||||
К.п.д. |
0,9 |
0,95 |
0,95 |
0,92 |
0,97 |
0,92 |
0,9 |
0,95 |
0,96 |
0,95 |
0,97 |
0,97 |
0,93 |
0,95 |
0,98 |
0,9 |
0,91 |
0,93 |
|
||||||||||||||
Кратность пускового тока |
6 |
6 |
6 |
5,5 |
5 |
6,5 |
6,5 |
5,5 |
6,5 |
6,5 |
7 |
6,5 |
5,5 |
6,5 |
6 |
7 |
4,5 |
5 |
|
||||||||||||||
Режим пуска ЭД |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
|
||||||||||||||
Таблица1.2 - Технические данные электродвигателя № 2
Технические данные |
Варианты |
|||||||||||||||||||||||||||||
Б, Щ |
В, Г |
Д, Е |
3, Ц |
И, К |
Л, О |
М, Р |
Н, Х |
П, Ш |
С, Д, |
Т, Э |
У, Ю |
Ф, Я |
Ц, А |
Ч, Ж |
||||||||||||||||
Рном, кВт |
20 |
25 |
30 |
33 |
40 |
20 |
25 |
30 |
33 |
40 |
20 |
25 |
30 |
33 |
40 |
|||||||||||||||
сos φ |
0,6 |
0,55 |
0,65 |
0,55 |
0,6 |
0,7 |
0,6 |
0,7 |
0,65 |
0,65 |
0,55 |
0,6 |
0,5 |
0,7 |
0,7 |
|||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Сумма двух последних цифр зачетной книжки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
||||||||||||
К.п.д. |
0,98 |
0,97 |
0,96 |
0,95 |
0,94 |
0,93 |
0;94 |
0,95 |
0,96 |
0,97 |
0,98 |
0,96 |
0,94 |
0,93 |
0,96 |
0,96 |
0,92 |
0,94 |
||||||||||||
Кратность пускового тока |
5 |
5,5 |
6 |
6,5 |
7 |
7 |
6,5 |
5,5 |
5 |
6,5 |
6 |
6 |
6,5 |
6 |
6 |
5 |
7 |
6,5 |
||||||||||||
Режим пуска ЭД |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
||||||||||||
Таблица1.3 – Технические данные электродвигателя № 3
Технические данные |
Варианты |
|||||||||||||||||||||||||||||
Б, Щ |
В, Г |
Д, Е |
3, Ц |
И, К |
Л, О |
М, Р |
Н, Х |
П, Ш |
С, Д, |
Т, Э |
У, Ю |
Ф, Я |
Ц, А |
Ч, Ж |
||||||||||||||||
Рном, кВт |
4 |
5 |
6 |
4,5 |
5,5 |
6,5 |
4 |
5 |
6 |
4,5 |
5,5 |
6,5 |
4 |
5 |
6 |
|||||||||||||||
сos φ |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
0,7 |
0,5 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,7 |
0,6 |
|||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Сумма двух последних цифр зачетной книжки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
||||||||||||
К.п.д. |
0,9 |
0,91 |
0,92 |
0,93 |
0,94 |
0,95 |
0,96 |
0,97 |
0,98 |
0,97 |
0,96 |
0,95 |
0,94 |
0,93 |
0,92 |
0,95 |
0,92 |
0,93 |
||||||||||||
Кратность пускового тока |
5 |
6 |
7 |
5,5 |
6,5 |
5 |
6 |
7 |
5,5 |
6,5 |
5 |
6 |
7 |
5,5 |
6,5 |
5 |
6,5 |
7 |
||||||||||||
Режим пуска ЭД |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
легкий |
средний |
тяжелый |
средний |
легкий |
тяжелый |
тяжелый |
средний |
легкий |
||||||||||||
Таблица1.4 - Технические данные электродвигателя № 4
Технические данные |
Варианты |
|||||||||||||||||||||||||||||
Б, Щ |
В, Г |
Д, Е |
3, Ц |
И, К |
Л, О |
М, Р |
Н, Х |
П, Ш |
С, Д, |
Т, Э |
У, Ю |
Ф, Я |
Ц, А |
Ч, Ж |
||||||||||||||||
Рном, кВт |
7 |
9 |
8 |
10 |
7 |
10 |
9 |
8 |
9 |
10 |
8 |
7 |
7 |
8 |
9 |
|||||||||||||||
сos φ |
0,6 |
0,7 |
0,55 |
0,65 |
0,6 |
0,7 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,6 |
0,7 |
0,5 |
0,55 |
0,65 |
0,5 |
|||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Сумма двух последних цифр зачетной книжки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
||||||||||||
К.п.д. |
0,92 |
0,94 |
0,98 |
0,96 |
0,97 |
0,97 |
0,94 |
0,98 |
0,91 |
0,96 |
0,98 |
0,92 |
0,97 |
0,92 |
0,93 |
0,91 |
0,95 |
0,94 |
||||||||||||
Кратность пускового тока |
6 |
6 |
1 |
5 |
5 |
5 |
6,5 |
6,5 |
5,5 |
5,5 |
6,5 |
7 |
6 |
5 |
6,5 |
7 |
5,5 |
6 |
||||||||||||
Режим пуска ЭД |
легкий |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
тяжелый |
средний |
легкий |
средний |
тяжелый |
легкий |
легкий |
легкий |
легкий |
средний |
легкий |
тяжелый |
средний |
||||||||||||
Таблица1.5 - Технические данные электродвигателя № 5
Технические данные |
Варианты |
|||||||||||||||||||||||||||||
Б, Щ |
В, Г |
Д, Е |
3, Ц |
И, К |
Л, О |
М, Р |
Н, Х |
П, Ш |
С, Д, |
Т, Э |
У, Ю |
Ф, Я |
Ц, А |
Ч, Ж |
||||||||||||||||
Рном, кВт |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5 |
4,5 |
4 |
3,5 |
3 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
|||||||||||||||
сos φ |
0,7 |
0,65 |
0,6 |
0,55 |
0,5 |
0,7 |
0,65 |
0,6 |
0,5 |
0,55 |
0,7 |
0,65 |
0,6 |
0,5 |
0,65 |
|||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Сумма двух последних цифр зачетной книжки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
||||||||||||
К.п.д. |
0,93 |
0,94 |
0,95 |
0,96 |
0,97 |
0,98 |
0,99 |
0,98 |
0,97 |
0,96 |
0,95 |
0,94 |
0,93 |
0,95 |
0,96 |
0,94 |
0,92 |
0,91 |
||||||||||||
Кратность пускового тока |
6 |
5 |
4,5 |
5,5 |
6,5 |
7 |
7,5 |
5 |
6 |
7 |
5,5 |
6,5 |
6 |
5,5 |
6,5 |
5 |
7 |
4,5 |
||||||||||||
Режим пуска ЭД |
легкий |
легкий |
средний |
средний |
тяжелый |
тяжелый |
тяжелый |
тяжелый |
средний |
средний |
легкий |
легкий |
легкий |
средний |
средний |
тяжелый |
легкий |
средний |
||||||||||||
1.4 Задание 3
Для заданной схемы (см. рисунок 1.3) выбрать высоковольтные масляные и воздушные выключатели (В1 - В6) и тип привода к ним.
Мощности нагрузок S1 - S6 приведены в таблице № 1.6. Мощность S1 определяется как суммарная мощность отходящих линий S1 - S6.
Рисунок 1.3 - Схема электроснабжения
1.4.1 Методические указания
Выбор высоковольтных выключателей производится по следующим условиям:
а) по напряжению электроустановки Uн ³ Uр;
б) по длительному току Iн ³ Iр;
в) по отключающей способности на возможность отключения симметричного тока Iотк ³ Iкз ;
г) по электродинамической стойкости при токах короткого замыкания: Iдин³iуд;
д) по термической стойкости: Iотк2t ³ Iкз2t.
Для установки широко применяются маломасляные выключатели типа ВММ, с электромагнитным приводом ВМПЭ, вакуумные выключатели ВВВ, электромагнитные выключатели ВЭМ.
Таблица1.6
Исходные данные |
Варианты |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Б, Щ |
В, Г |
Д, Е |
3, Ц |
И, К |
Л, О |
М, Р |
Н, Х |
П, Ш |
С, Д, |
Т, Э |
У, Ю |
Ф, Я |
Ц, А |
Ч, Ж |
|||||||||||||||||||
S2, кВА |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
1400 |
1500 |
1600 |
1700 |
1800 |
1900 |
2000 |
2100 |
2200 |
||||||||||||||||||
S3, кВА |
2200 |
1800 |
1300 |
850 |
1450 |
1850 |
2150 |
1750 |
1150 |
1000 |
1500 |
200 |
900 |
1100 |
700 |
||||||||||||||||||
S4, кВА |
3000 |
3100 |
3200 |
3300 |
3400 |
3500 |
3600 |
3700 |
3800 |
3900 |
4000 |
4100 |
4200 |
4300 |
4400 |
||||||||||||||||||
S5, кВА |
4400 |
4300 |
4200 |
4100 |
4000 |
3900 |
3800 |
3700 |
3600 |
3500 |
3400 |
3300 |
3200 |
3100 |
3000 |
||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Сумма двух последних цифр зачетной книжки |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|||||||||||||||
S6, кВА |
600 |
650 |
700 |
750 |
700 |
650 |
600 |
650 |
750 |
800 |
600 |
550 |
600 |
650 |
700 |
600 |
650 |
700 |
|||||||||||||||
Iк.з., кА |
19 |
22 |
24 |
17 |
15 |
24 |
25 |
26 |
18 |
26 |
26 |
27 |
19 |
18 |
19 |
24 |
20 |
18 |
|||||||||||||||
Iу., кА |
40 |
42 |
45 |
55 |
43 |
50 |
30 |
30 |
46 |
51 |
56 |
30 |
31 |
35 |
57 |
50 |
49 |
37 |
|||||||||||||||
2 Задание к расчетно-графической работе № 2
2.1 Цель расчетно-графической работы
Итогом расчетно-графические работы №2 является составление реферативного сообщения по вопросам «Электрооборудование распределительных устройств напряжением до и выше 1000 В», приведенных ниже. Ответы на вопросы должны быть исчерпывающими и не должны носить формального характера. Объем реферативной записки должен составить 15 страниц печатного текста.
Таблица2.1 – Варианты выбора задания
Первая буква фамилии студента |
А
|
В, Г,
|
Б, Е |
Ж
|
К, Э, |
Д, О
|
Н, П, |
Р, Т,
|
С, Ч,
|
Х,Ц |
Л, Ю |
И, Ф |
Щ, Я |
З, Ы |
М, У, |
Номер вопроса |
1, 16 |
2, 17 |
3, 18 |
4, 19 |
5, 20 |
6, 21 |
7, 22 |
8, 23 |
9, 24 |
10,25 |
11, 26 |
12, 27 |
13, 28 |
14, 29 |
15, 30 |
Вопросы
1. Как определяется направление действия ЭДУ?
2. Как определяется ЭДУ на основе закона Био-Савара?
3. Как определяется активная мощность, теряемая в проводниках?
4. В чем отличие потерь мощности и нагрева проводников на постоянном и переменном токе?
5. Какие явления сопровождают процесс отдачи тепла нагретым телом?
6. Какие особенности в теплообмене проявляются при режиме аппарата в кратковременном и повторно-кратковременном режиме работы?
7. Как проверяются аппараты на термическую устойчивость от действия токов короткого замыкания?
8. Какими факторами определяется допустимая температура деталей аппаратов?
9. Какие основные явления сопровождают начало возникновения дуги между расходящимися контактами?
10. Какие факторы определяют рост ВАХ дуги?
11. При каких условиях обеспечивается неустойчивое горение дуги постоянного тока?
12. В чем проявляется особенность гашения дуги переменного тока?
13. Какие способы создания магнитного дутья реализованы в аппаратах постоянного и переменного тока?
14. Какие факторы являются определяющими при гашении дуги высоким давлением?
15. В чем отличие кажущейся и физической площади соприкосновения?
16. От чего зависят размеры площадок соприкосновения контактов?
17. Как определить величину переходного сопротивления контактов?
18. Какие факторы оказывают существенное влияние на переходное сопротивление контакта?
19. В чем причина возникновения вибрации контактов, и какие меры применяют для ее уменьшения?
20. Какие причины определяют износ контактов и какие меры применяют для уменьшения эрозии и увеличения срока службы контактов?
21. Чем обеспечивается надежность работы контактов в номинальном режиме и в режиме короткого замыкания?
22. Какая связь между материалом контактных соединений сроком службы и надежностью работы аппаратов?
23. Какие меры для гашения дуги используются в низковольтных аппаратах постоянного и переменного тока?
24. Какие факторы влияют на выбор материалов и форму контактов, применяемых в установках до 1000 В?
25. Как выполняется выбор низковольтных аппаратов?
26. Какие мероприятия по гашению дуги применяются в высоковольтных аппаратах?
27. Какими достоинствами и недостатками обладают современные высоковольтные вакуумные выключатели?
28. Какими достоинствами и недостатками обладают современные элегазовые высоковольтные выключатели?
29. Какими достоинствами и недостатками обладают масляные и электромагнитные выключатели?
30. Какими достоинствами и недостатками обладают выключатели нагрузки, их область применения?
Список литературы
1. Родштейн Л.А., Электрические аппараты низкого напряжения. – М.: Энергия, 1989.
2. Чухинин А.А. Электрические аппараты. – М.: Энергия 1988.
3. Кузнецов Р.С. Аппараты распределения электрической энергии на напряжение до 1000 13. – М.: Энергия, 1970.
4. Таев И.С. Электрические аппараты. Общая теория. – М.: Энергия, 1984.
5. Рожкова Л.Д., Козулин B.C. Электрооборудование станций и подстанций. – М.: Энергия, 1980.
6. Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Энергия, 1971.
7. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация / Под общ. ред. А.А.Федорова и Г.В.Сербиновского.- М.: Энергоиздат, 1981.
8. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергия, 1999.
9. Алиев И.И. Справочная книга по электротехнике и электрооборудованию. – М., 2010.
10. Постников Н.П. Монтаж электрооборудования промышленных предприятий. Курсовое и дипломное проектирование. – Л., 1991.
11. Пособие по изучению правил техники безопасности электростанций и сетей (Электрооборудование). – М., 2000.
12. Кисаримов Р.А. Справочник электрика. – М., 1999.
13. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. – М., 1999.
14. Фадеев В.Б., Конспект лекций. Элетрооборудование распределительных устройств напряжением до и выше 1000 В. – Алматы: АУЭС, 2012.
Осн. по план 2012 г., поз. 15