Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра электроснабжения промышленных предприятий
Наладка и эксплуатация электрооборудования в системах электроснабжения
Методические указания к выполнению лабораторных работ
для магистрантов
специальности 6М071800 – Электроэнергетика
Алматы 2012
СОСТАВИТЕЛИ: И.В. Казанина, Р.Л. Ювашев. Наладка и эксплуатация электрооборудования в системах электроснабжения. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения специальности 6М071800 – Электроэнергетика. – Алматы: АУЭС, 2012. – 29 с.
В описание включены четыре лабораторные работы по курсу «Наладка и эксплуатация электрооборудования в системах электроснабжения», в которых рассмотрены вопросы наладки асинхронного двигателя и ревизии цепей схем управления, наладки схем соединения обмоток трансформатора, изучения методов определения места повреждения линий электропередачи, изучения устройства испытательного стенда для профилактических испытаний электроинструментов.
Ил. 10, библиогр. - 16 назв.
Рецензент: доцент Р.М. Кузембаева
Печатается по плану издания НАО «Алматинский университет энергетики и связи» на 2012 год.
© НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2012 г.
 |
Содержание
|
|
|
|
|
1 |
Лабораторная работа №1. Наладка асинхронного двигателя и ревизия цепей схем управления |
4 |
|
2 |
Лабораторная работа №2. Наладка схем соединения обмоток трансформатора |
12 |
|
3 |
Лабораторная работа №3. Изучение методов определения места повреждения линий электропередачи |
17 |
|
4 |
Лабораторная
работа №4. |
23 |
|
Список литературы |
28 |
|
1 Лабораторная работа №1. Наладка асинхронного двигателя и ревизия цепей схем управления
Цель работы: изучение методов ревизии асинхронного двигателя, изучение схем управления и приобретение навыков по наладке.
1.1 Теоретические сведения
Наладка высоковольтных двигателей
Осмотр статора. При осмотре активной стали статора следует убедиться в плотности прессовки ее и проверить прочность крепления распорок в каналах. При слабой прессовке возникает вибрация листов, которая приводит к разрушению межлистовой изоляции стали и затем к местному нагреву ее и обмотки. Вибрирующими листами стали зубцов истирается изоляция обмотки статора. Уплотнение листов стали производиться закладкой листочков слюды с лаком или забивкой гетинаксовых клиньев.
При осмотре ротора проверяется состояние вентиляторов и их крепления. Проверяется также плотность посадки стержней обмотки в пазах, отсутствие трещин, обрыва стержней, следов нагрева и нарушения пайки в местах выхода их из короткозамыкающих колец.
При осмотре подшипников скольжения обращают внимание на то, как работал вкладыш, а также на отсутствие торцевой выработки, трещин, отставания, подплавления или натаскивания баббита.
При осмотре подшипников качения после их промывки бензином проверяются легкость и плавность вращения, отсутствие заеданий, притормаживания и ненормального шума, нет ли обрыва заклепок, трещин в сепараторе, не имеет ли он чрезмерного люфта, не касается ли колец, нет ли недопустимого радиального или осевого люфта наружного кольца.
При обнаружении дефектов в деталях подшипника, в том числе малейших раковин, точечных подплавлений от электросварки, этот подшипник должен быть заменен. Подшипники, работающие в особо тяжелых условиях, например, в крупных двигателях на 3000 об/мин, следует заменить независимо от их состояния по истечении 5000—8000 ч работы.
Наладка машин большой мощности
Перед началом наладки электрических машин проверяют:
соответствие машины ее проектной документации; комплектность машины и
сохранность крепежных деталей; наличие возможных повреждений за время транспортировки
и хранения (предварительный осмотр после расконсервации); состояние
подшипников, коробки выводов, коллектора, контактных колец, щеточного механизма
и др,; сопротивление изоляции обмоток, подшипников и щеточных траверс; зазоры в
подшипниках скольжения и уплотнения валов; воздушный зазор между статором и
ротором; отсутствие задевания ротора о статор (ротор должен свободно вращаться
в подшипниках).
Особенность монтажа крупных электрических машин, поступающих в собранном состоянии, состоит в том, что он начинается с установки отдельной фундаментной плиты, на которую устанавливают машину и проводят центровку валов. Ряд машин имеет на конце вала фланец, через который она соединяется с механизмом. Кроме того, при большой длине ротора под действием его веса Р происходит прогиб вала в вертикальной плоскости. Поэтому при горизонтальном положении соединяемых машин плоскости полумуфт (или фланцев) оказываются расположены под углом друг к другу, как показано на рисунке 1.2а.
1 и 2 — подшипники; 3 — уровень.
Рисунок 1.1 - Прогиб вала
а — до выверки; б — после выверки линии вала; 1...4 — подшипники; 5 — уровень
Рисунок 1.2 - Положение валов, соединяемых с помощью полумуфт.
Центровка валов в этом случае заключается в такой установке соединяемых валов, при которой их общая линия представляет в вертикальной плоскости плавную кривую, а в горизонтальной — прямую линию. При центровке торцы сопрягаемых полумуфт (или фланцев) устанавливаются параллельно, а осевые линии валов должны быть продолжением одна другой и совпадать у сопрягаемых полумуфт (фланцев). Для этого путем установки прокладок под лапы корпуса добиваются равенства углов наклона шеек вала к горизонтальной линии. Угол наклона проверяют по уровню, показанному на рисунке и установленному на выходном конце вала.
Если крупная электрическая машина поступает на сборку в разобранном состоянии (статор и ротор отдельно), то предварительно собирают саму машину в следующей последовательности. Сначала на монтажной площадке размещают и осматривают все узлы машины, затем подготавливают фундамент (разметка, колодцы под фундаментные болты и пр.), устанавливают и выверяют фундаментную плиту, монтируют стояковые подшипники и устанавливают статор. Затем в него заводится ротор, а шейки ротора устанавливаются на подшипники.
Центровка валов осуществляется, как и в предыдущем случае, но прокладки устанавливаются и под корпус подшипников. После центровки закрепляют корпусы машины и подшипников, пригоняют вкладыши подшипников скольжения и их уплотнения, выверяют зазоры в подшипниках и между статором и ротором электрической машины.
Устанавливают дополнительное оборудование, необходимое для работы машины (система охлаждения, смазки подшипников и т.д.), Производят монтаж и регулировку токосъемных механизмов, соединение электрических цепей и заземляют корпус машины.
Наладка машин малой и средней мощности
Машины небольшой мощности соединяются с приводным механизмом с помощью муфт различного типа и зубчатых, ременных или фрикционных передач. При соединении с помощью муфт на концы валов соединяемых машин предварительно насаживают полумуфты, проверив перед этим цилиндричность и соответствие наружного диаметра конца вала машины и внутреннего диаметра полумуфты с помощью измерительных скоб и нутромеров. Величина натяга при посадке указывается на чертеже, а сама посадка осуществляется в горячем состоянии.
Если соединить полумуфты при взаимном положении, то при работе агрегата возникнут повышенные вибрации, которые могут привести к быстрому износу подшипников, муфт и болтовых соединений. Поэтому сочленяемые машины должны быть установлены таким образом, чтобы торцевые поверхности полумуфт были параллельны, а оси валов соединяемой машины и механизма находились на одной линии.
Для этого проводят центровку валов с помощью центровочных скоб различной конструкции. Контроль точности центровки осуществляется по величине радиальных и осевых зазоров в четырех точках, равномерно расположенных по окружности муфты, при совместном повороте соединяемых валов на угол 0º, 90º, 180º и 270º. При удовлетворительных отклонениях (каждый тип муфт имеет свои допустимые отклонения в радиальных и осевых зазорах), окончательно закрепляют машину на фундаменте и после повторной проверки центровки валов соединяют полумуфты между собой.
При использовании цепной или ременной передачи
необходимо совместить средние линии звездочек или шкивов, установленных на
ведомом и ведущем валах, и обеспечить натяжение цепи или ремня.
Средние линии звездочек и шкивов обычно совмещают с помощью натянутой
параллельно им струны с использованием обычного измерительного инструмента. Для
обеспечения требуемого натяжения машина должна иметь возможность перемещения в
плоскости образованной осями вращения соединяемых машин. В некоторых случаях
для создания натяжения используются специальные натяжные ролики.
При использовании цилиндрической зубчатой передачи необходимо обеспечить параллельность валов соединяемых машин и одинаковый зазор между зубьями сопрягаемых шестерен по всей длине зуба. Допуск на несоосность валов в этом случае обычно не превышает 0,5 мм. Контроль несоосности проводится с помощью индикаторов. После закрепления электрической машины на фундаменте ее корпус заземляется.
1.2 Описание лабораторного стенда
Лабораторный стенд выполнен в виде монтажного стола ( см. рисунок 1.3). Напряжение на стол подается от пульта управления преподавателем. В самом столе установлен защитный автомат (на рисунке не показан) и индикаторная лампа. Если на монтажный стол подано напряжение с пульта и автомат включен, загорается индикаторная лампа (наличие напряжения на клеммной колодке стола).
1.3 Порядок выполнения работы
1.3.1 Внешний осмотр двигателя.
Целью внешнего осмотра является выявление явных дефектов. Также проверяется целостность крыльчатки, для чего снимается ее обечайка и производится осмотр. Далее вручную проворачивается вал двигателя и определяется, нет ли заклинивания или биения подшипников.
1.3.2 Проверка целостности обмоток. Измерение сопротивлений изоляции и фазных обмоток.
1. Сопротивление изоляции обмоток измеряется мегомметром. Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками производят поочередно для каждой электрической независимой цепи при соединении всех прочих цепей с корпусом машины.
Измерение сопротивления изоляции произведено методом абсорбции и приведено к температуре 750С (температура при замере равна 200С).
Сопротивление изоляции электрической машины относительно ее корпуса и сопротивление изоляции между обмотками при рабочей температуре машины должно быть не более значения, получаемого по формуле (1.1), но не менее 0,5 мОм.
Рисунок 1.3 – Лабораторный стенд
, мОм,
(1.1)
где U- номинальное напряжение машины, В;
P- номинальная мощность машины, кВт.
2. Проверка целостности обмоток произведена омметром. Был проведен прозвон всех выводов между собой. Два вывода, между которыми прибор показывал малое сопротивление, являются началом и концом одной фазной обмотки.
3. Измерение сопротивлений фазных обмоток производится мостом или методом амперметра-вольтметра. В лабораторной работе использовался электрический мост. После замера было установлено, что сопротивления для всех фазных обмоток равны.
1.3.3 Определение начал и концов обмоток фаз двигателя.
Сначала определили пары выводов каждой фазной обмотки статора, используя омметр. Затем определили начала и концы каждой фазной обмотки. Для этого принимали один из зажимов любой фазной обмотки за ее начало и промаркировали С1, а второй за ее конец – С4. Вывода другой фазы условно промаркировали «С2» и «С5». Соединяя эти фазы последовательно, подключили в цепь понижающего трансформатора (см. рисунок 1.4). К зажимам третьей фазы подсоединили вольтметр. Вольтметр показал напряжение больше нуля, то это означало, что к концу первой фазы С4 подсоединено начало второй фазы С2, т.е. соединены вместе разноименные зажимы, а условная маркировка верна. Аналогично были найдены начало и конец 3-й фазы.
Рисунок 1.4 – Схема соединения для определения начал и концов обмоток фаз двигателя
1.3.4 Соединение обмоток двигателя звездой и треугольником.
Обмотки асинхронных двигателей могут соединяться по схеме звезды – Y (см. рисунок 1.5,а) или треугольника – Δ (см. рисунок 1.5,б). Для двигателей 220/380 В при включении в 3-фазную сеть 380 В используют схему Y, при включении в 3-фазную сеть 220 В – Δ.
Во время лабораторной работы для ознакомления было проведено соединение обмоток обеими способами.
а) схема соединения звездой, б) схема соединения треугольником.
Рисунок 1.5 – Схемы соединения обмоток асинхронных двигателей
1.3.5 Сборка схем управления двигателем.
1. Изучить схемы управления, приведенные на рисунках 1.6, 1.7. Совместно с преподавателем разобрать, каким образом работают цепи управления и силовые части схем.
2. Ознакомиться с конструкцией электромагнитных пускателей, теплового реле и кнопочного поста. Определить расположение элементов коммутационных аппаратов задействованных в схемах (см. рисунки 1.6,б, 1.7,б), их контактные зажимы.
3. Собрать схемы управления, приведенные на рисунках 1.6, 1.7.
Сначала собрать цепь управления без силовой части. При этом необходимо было узнать рабочее напряжение катушек пускателей. Так как в пускателе могут использоваться катушки на 380 В (подключение цепи управления между двумя фазами) и 220 В (подключение цепи управления между фазой и нулем), и они взаимозаменяемы, рабочее напряжение посмотрено на бирке самой катушки, 220 В. Для схемы с реверсированием двигателя (см. рисунок 1.7) необходимо помнить, что оба пускателя не должны одновременно включаться. Это было достигнуто за счет применения в схеме блокирующих контактов, в качестве которых использовались дополнительные нормально замкнутые контакты пускателей К1.6 и К2.6 (смотреть схему цепи управления на рисунке 1.7,б). При включении любого пускателя, он своим блокирующим контактом разрывал цепь питания другого пускателя, что делало невозможным включение второго пускателя.
После сборки схемы управления проверить в работе. Убедившись в том, что схема управления работает, собрать силовую часть. После сборки схем (особенно с реверсированием двигателя) осмотреть соединения проводов на силовых контактах пускателей, чтобы убедиться в том, что не произойдет включение на короткое замыкание.
а) силовая часть, б) цепь управления.
Рисунок 1.6 – Схема управления «Пуск асинхронного двигателя»
а) силовая часть;
б) цепь управления.
Рисунок 1.7 – Схема управления «Пуск асинхронного двигателя с реверсированием»
1.4 Содержание отчета
1. Цели лабораторной работы
2. Теоретические сведения
3. Описание лабораторного стенда
4. Порядок выполнения работы
5. Экспериментальные данные
6. Выводы о проделанной работе
7. Список литературы
1.5 Контрольные вопросы
1. Как производится наладка высоковольтных двигателей?
2. Объяснить работу схемы пуска асинхронного двигателя.
3. Объяснить работу схемы пуска асинхронного двигателя с реверсированием.
4. Как производится наладка машин большой мощности?
5. Как производится наладка машин малой мощности?
6. Как производится наладка средней мощности?
7. Особенности эксплуатации и ревизии механических частей электродвигателя большой мощности.
8. Особенности эксплуатации и ревизии механических частей электродвигателя малой мощности.
2 Лабораторная работа №2. Наладка схем соединения обмоток трансформатора
Цель работы: изучение методов определения выводов и группы соединения обмоток трансформатора, а также наладка заданной группы соединения обмоток трансформатора.
2.1 Описание лабораторного стенда
Лабораторный стенд выполнен в виде монтажного стола (см. рисунок 2.1). На столе расположены измерительные приборы, кнопки управления, автомат питания и клеммные зажимы. Часть клеммных зажимов предназначена для присоединения измерительных приборов к собираемым схемам. Выводы обмоток исследуемого трансформатора подсоединены к другой части клеммных зажимов. После монтажа какой-либо схемы клеммные зажимы должны закрываться предохранительной крышкой, при открытой крышке работа стенда блокируется.
Силовая часть схемы показана на рисунке 2.2. Питание подается автоматом QF. Подключение потенциал-регулятора производится пускателем К1 при нажатии кнопки SB1, кнопка SB2 отключает пускатель К1 и потенциал-регулятор. Подача напряжения с потенциал-регулятора на клеммы стола L1/, L2/, L3/ производится пускателем К2 при нажатии кнопки SB3, при этом кнопка должна удерживаться. Выходное напряжение потенциал-регулятора устанавливается кнопками SB4 (больше) и SB5 (меньше), при этом значение междуфазного напряжения контролируется по вольтметру V1.
|
|
Рисунок 2.1 – Лабораторный стенд
 |
Рисунок 2.2 – Схема соединения
2.2 Порядок выполнения работы
- Ознакомиться с конструкцией трехфазного трехстержневого и группового трансформатора и его техническими данными.
- Определить зажимы, принадлежащие каждой фазе обмоток низшей и высшей стороны трансформатора.
- Произвести маркировку обмоток трансформатора.
- Определить группу трансформатора.
- Собрать трансформатор в заданную группу.
1. Определение выводов, принадлежащих каждой фазе обмоток ВН и НН.
Для определения выводов, принадлежащих к каждой фазе обмоток ВН и НН, использовался омметр. Подключали любой вывод обмотки трансформатора к омметру. Свободным щупом от омметра, попеременно касаясь 5 выводов обмоток фаз, определили вывода одной фазы.
Были установлены, следующие пары выводов: 1-4, 2-5, 3-12, 6-9, 7-10, 8-11.
2. Определение обмоток ВН и НН.
Замерялось сопротивление всех шести обмоток. Получившиеся значения разбивались на две группы по три одинаковых сопротивления. Бóльшие сопротивления соответствуют обмоткам ВН, мéньшие - обмоткам НН.
Было установлено:
1-4, 2-5, 6-9 сопротивление = 200мОм, соответствует обмоткам ВН;
3-12, 7-10, 8-11 сопротивление = 20мОм, соответствует обмоткам НН.
3. Определение обмоток ВН и НН, расположенных на одном стержне магнитопровода.
Любую из обмоток ВН запитать пониженным напряжением (U<100 В). Замерить напряжения на выводах обмоток НН. В соответствии с распределением магнитного потока, на обмотке НН, расположенной на том же стержне, где и запитанная обмотка ВН, будет наводиться наибольшее ЭДС. Аналогично определяются остальные пары обмоток.
Были установлены следующие пары обмоток: 1-4 и 7-10, 2-5 и 8-11, 6-9 и 3-12.
4. Маркировка обмоток ВН и НН трансформатора.
Маркировку обмоток проводят, начиная с низшего напряжения. Собирают схему, для чего замыкают между собой три любых зажима обмотки НН трансформатора. На одну из фаз обмотки подают пониженное напряжение (U£100 В). По относительному значению напряжения на зажимах “aв” и “вc” маркируют зажимы трансформатора. При проведении опыта возможны следующие случаи:
- напряжение подано на обмотку фазы, находящуюся на среднем стержне трансформатора;
- напряжение подано на обмотку фазы, находящуюся на крайнем стержне трансформатора.
В первом случае ввиду симметричной магнитной системы относительно среднего стержня поток Ф стержня распределяется равномерно по крайним стержням и составляют ½Ф. Эти магнитные потоки индуктируют в обмотках фаз крайних стержней ЭДС, равные величинам Eax = Ecz = ½Eby = ½U .
При правильной маркировке трансформатора показания вольтметра, включенного на зажимы (а-в), (в-с), (а-с), будут соответственно равны.
Это объясняется тем, что при обходе по контурам ав и вс ЭДС обмоток фаз направлены согласно с приложенным напряжением и суммируются, а при обходе обмоток по контуру ''ас'' направлены встречно и вычитаются. При неправильной маркировке показания вольтметра, включенного на зажиме ''ав'', будут определяться разностью подводимого напряжения и ЭДС неправильно включенной фазы, т. е. меньше приложенного напряжения Uby. Это объясняется тем, что при неправильной маркировке одной из обмоток знак индуктируемой ЭДС, изменяется на противоположный при неизменном направлении магнитного потока в стержне. Для правильной маркировки следует поменять местами начало (зажим ''a'') с концом ''х'' фазы ''а''.
Если напряжение подано на обмотку фазы, находящуюся на крайнем стержне (случай 2) ввиду несимметричности магнитной системы относительно стержня, потоки в стержнях будут распределяться неравномерно и будут зависеть, главным образом, от длины магнитных силовых линий соответствующих стержней и приблизительно равны отношению Ф1:Ф2:Ф3=1:2/3:1/3. Такое распределение потоков зависит в основном от геометрических размеров ширины и длины окна магнитопровода трансформатора и для различных исполнений трансформатора могут быть различными. Пропорционально этим потокам в обмотках фаз трансформатора будут индуктироваться ЭДС. В связи с изложенным маркировку зажимов рекомендуется проводить при подаче напряжения на фазу обмотки, расположенной на среднем стержне. Маркировка зажимов обмотки ВН производится аналогично маркировке обмоток НН.
Было установлено:
1-A, 2-B, 3-c, 4-X, 5-Y, 6-C, 7-a, 8-b, 9-Z, 10-x, 11-y, 12-z.
5. Определение группы трансформатора
Пусть требуется определить группу трансформатора по схеме y/D. Проверить равенство всех первичных и вторичных линейных напряжений соединяют зажимы “А” и ”а” перемычкой, тогда точки “а” и ”А” будут однопотенциальными. Затем замеряют напряжения между зажимами: AB, BC, CA, bC, cB, cC. По полученным данным в произвольном масштабе строят равносторонний треугольник АВС первичных линейных напряжений. Так как точки “А” и ”а” однопотенциальны, то вершина треугольника вторичных линейных напряжений “в” находят в точке пересечения трех отрезков: отрезка “вА”, проведенного из вершины “А” треугольника АВС, отрезка “вВ”- из вершины “В” и отрезка “вС” – из вершины “С”. Вершина “с” треугольника вторичных линейных напряжений находится в точках пересечения трех отрезков “сА”, ”сВ”, ”cC”.
Порядок чередования фаз первичных и вторичных линейных напряжений при обходе по часовой стрелке должен быть одним и тем же. По углу сдвига вторичной линейной ЭДС относительно первичной (например, UAB относительно Uaв) определяют группу соединений y/D при принятой маркировке обмоток.
Было установлено, что трансформатор подключен по 11 группе.
6. Соединение трансформатора в заданную группу
Соединение обмоток в заданную группу можно выполнить на основании потенциальной диаграммы. Требуется соединить обмотки трехфазного трансформатора по схеме y/D-3 (третья группа).
Для этой группы сдвиг между линейными ЭДС обмотки ВН и обмотки НН равны 3·30=90 градусов.
Рисунок 2.3 – Векторная диаграмма и схема соединения трансформатора для третьей группы
Из рисунка видно, что сдвиг между векторами АВ и ав, ВС и вс, СА и са равен 90 градусов.
На рисунке 2.3, б изображены зажимы фаз первичной и вторичной обмоток трансформатора. Зажимы обмотки ВН обозначены произвольно, АХ, ВУ, СZ. Предполагая, что фазы обмоток ВН и НН намотаны в одном направлении, отмечают стрелками мгновенное направление ЭДС в фазах обмотки ВН, например, от концов к началам, и в том же направлении ЭДС в фазах обмотки НН. Остается разметить зажимы обмотки НН. Из потенциальной диаграммы видно, что вектор линейной ЭДС обмотки НН – “вс” направлен так же, как вектор АХ фазной ЭДС обмотки ВН. Следовательно, Зажимы “вс” должны располагаться на крайней левой фазе, причем стрелка должна указывать направление от “в” к ”с”.
Аналогично на средней фазе должны быть обозначены зажимы “са” и на крайней правой – “ав”. Соединением одноименных зажимов образована заданная группа – 3.
2.3 Содержание отчета
1. Цели лабораторной работы
2. Теоретические сведения
3. Описание лабораторного стенда
4. Порядок выполнения работы
5. Экспериментальные данные
6. Выводы о проделанной работе
7. Список литературы
2.4 Контрольные вопросы
1. Какие существуют методы определения выводов обмоток трансформатора?
2. Методы определения группы соединения обмоток трансформатора.
3. Как проводится наладка заданной группы соединения обмоток трансформатора?
4. Сравнить конструкции трехфазного трехстержневого и группового трансформатора.
5. От чего зависят показание вольтметра, включенного на зажимы трансформатора?
6. Технические данные трансформаторов различной конструкции.
7. Как проводится маркировка обмоток?
8. Как определить группу трансформаторов?
3 Лабораторная работа №3. Изучение методов определения места повреждения линий электропередачи
Цель работы: изучение методов определения места повреждения линий электропередачи и приобретение навыков работы с прибором Р5-10.
3.1 Задание
1. Ознакомиться с устройством лабораторного стенда.
2. Ознакомиться с принципом действия прибора Р5-10.
3. Определить место повреждения с помощью прибора Р5-10 методом короткого видеоимпульса и единичного перепада напряжения.
4. Зарисовать импульсные характеристики модели кабеля с повреждением и после устранения повреждения (при отключенных тумблерах имитации повреждений).
3.2 Описание лабораторного стенда
Внешний вид стенда показан на рисунке 3.1. Стенд состоит из прибора Р5-10 и модели кабельной линии. Питание к прибору Р5-10 подводится от розетки 220 В, напряжение на нее подается автоматом стенда. Для модели кабельной линии питания не требуется, на верхней панели стенда изображена мнемосхема кабельной линии с выведенными концами жил кабеля. Рядом с мнемосхемой установлены тумблеры для имитации повреждений: S1, S2, S3.
 |
Рисунок 3.1 – Лабораторный стенд
3.3 Теоретические сведения
Измеритель Р5-10 предназначен для проведения следующих операций на воздушных и кабельных линиях электропередачи и связи:
- обнаружения повреждения и определения его характера (обрыв, короткое замыкание);
- обнаружения сосредоточенной неоднородности волнового сопротивления (асимметрия в проводах, нарушение контакта, вставки, неоднородности от резкого изменения сопротивления изоляции и др.); определения расстояния до повреждения или неоднородности.
Измеритель может быть использован не только для измерения на поврежденных линиях, но и для контроля состояния кабелей, прогнозирования неисправностей в них, измерения их длины и симметрирования.
С помощью базового блока измерителя на кабелях можно производить следующие измерения: определение расстояния до неоднородности (повреждения) несимметричного кабеля; измерение временной задержки; последовательное сравнение трех жил; измерение по методу перехода энергии; исследование сложных повреждений перепадом напряжения (различение реактивностей индуктивного и емкостного характера от истинных повреждений, измерение протяженности кабельных вставок и строительных длин, измерения на линиях с ответвлениями, измерения при плавном изменении волнового сопротивления при попадании влаги в кабель и др.).
Минимальная длина линии, с которой возможен просмотр, не превышает 5 м, однако может быть сведена к минимуму при подключении к началу линии калиброванной вставки длиной порядка 4-5 м с тем же волновым сопротивлением.
3.3.1 Принцип работы Р5-10.
В основу измерителя положен импульсный способ определения расстояния по времени запаздывания отраженного сигнала относительно посланного. Зондирующий импульс формируется генератором импульсов и посылается в волновой канал (провода исследуемой линии). Индикация процессов, происходящих в линии, осуществляется на экране ЭЛТ. Отсчет измеряемого расстояния ведется непосредственно по шкале прецизионного потенциометра «РАССТОЯНИЕ».
Назначение органов управления базового блока приведено в Приложении 1.
3.3.2 Указания мер безопасности.
1. Прибор соответствует 1 классу по электробезопасности.
2. Все измерения производятся на отключенной с обеих сторон линии. Во избежание выхода измерителя из строя необходимо предварительно разрядить линию, замкнув жилы между собой и на земляную шину.
3. Работать с прибором разрешается лицам, ознакомившимся с инструкцией по работе с ним.
3.4 Порядок выполнения работы с прибором Р5-10
1. Установите ручки управления на передней и боковой панелях в следующие положения:
«УСИЛЕНИЕ» — крайнее левое;
«РАССТОЯНИЕ» — «О»;
«УСТ. ОТСЧЕТА» — крайнее левое;
«КОМПЕНС.» — крайнее левое;
«ФИЛЬТР»
- « ».
2. Подключите кабель питания к питающей сети; включите тумблер «ПИТАНИЕ»; при этом загорается сигнальная лампочка и через 0,5—2 мин на экране ЭЛТ появляется линия развертки.
3. Ручками «
», «
», « 
» отрегулируйте яркость, фокусировку и положение
луча на экране ЭЛТ. Положение линии развертки луча должно быть на середине
экрана трубки.
4. К разъему «ВХОД—ВЫХОД» на левой панели измерителя подключите соединительный кабель; к разъему соединительного кабеля — присоединительный кабель.
5. В зависимости от длины измеряемых линий работа производится на одном из следующих диапазонов измерения, выбираемых переключателем и тумблером «ДИАПАЗОНЫ КМ»: 0,3 км; 1 км; 3 км; 10 км; 30 км; 100 км; 90 км; 300 км.
Результат измерения расстояния будет более точным, если отсчет производится в конце диапазона измерения.
6. При измерении коротким видеоимпульсом установите ручку «ЗОНД.ИМП.μs» в положения:
«0,05; 0,1; 0,3;» (при длине измеряемой линии до 10 км);
«0,1; 0,3; 1; 3» (при длине измеряемой липни до 30 км);
«1; 3; 10; 30» (при длине измеряемой линии до 300 км).
7. Установите ручку «ВЫХ. СОПР.» на величину волнового сопротивления измеряемой линии. Приближенные значения выходного сопротивления определяются цветными секторами, нанесенными на передней панели прибора под ручкой «ВЫХ. СОПР.». Светлому сектору соответствует выходное сопротивление от 20 до 100 Ом; серому - от 100 до 250 Ом; темно-серому - от 250 до 500 Ом.
8. Подключите присоединительный кабель к измеряемой линии (см. Приложение 2).
9. Установите ручку «ОБЩ.—РАЗД.» на левой панели прибора в положение «ОБЩ. 1» - в случае измерений на одной паре и измерений по методу последовательного сравнения или в положение «РАЗД.» — в случае измерений по методу перехода энергии.
При измерениях по методу сравнения пар ручку «ОБЩ.—РАЗД.» переключайте последовательно из положения «ОБЩ. 1» в положения «ОБЩ. 2», «ОБЩ. 3». Выводы присоединительного кабеля «ВХ. 1», «ВХ. 2», «ВХ. 3» должны быть подключены к исследуемым жилам (проводам).
10. Установите ручку «УКОРОЧЕНИЕ» в положение, соответствующее значению коэффициента укорочения измеряемого типа кабеля (см. таблицу Приложения 3).
11. По окончании подготовки измерителя к работе и подключения к измеряемой линии произвести осмотр импульсной характеристики линии на экране ЭЛТ.
12. Для получения более четкой импульсной характеристики произвести подрегулировку ручек «ВЫХ. СОПР.» и «ФИЛЬТР».
Положения ручки «ФИЛЬТР» — «≈1, ≈2, ≈3» используются при измерениях на линиях с повышенным уровнем низкочастотных помех; «~1» - на линиях с повышенным уровнем высокочастотных помех.
13. Отыщите всплеск на импульсной характеристике линии, соответствующий отражению от неоднородности (места предполагаемого повреждения) линии, установите характер повреждения. Примеры импульсных характеристик приведены в Приложении 4.
Для отыскания сигнала, отраженного от места повреждения линии при сложной импульсной характеристике, насыщенной отражениями от транспозиций, вставок, переотражениями, произведите зарисовку импульсной характеристики и сравните ее с ранее зарисованной характеристикой этой линии при отсутствии повреждения при тех же положениях ручек управления.
14. Ручкой «УСТ. ОТСЧЕТА» совместите передний фронт зондирующего импульса с одной из рисок шкалы ЭЛТ.
15. Ручкой «РАССТОЯНИЕ» произведите совмещение начала фронта найденного всплеска импульсной характеристики (отраженного импульса) с отсчетной риской шкалы (с той, с которой производилось совмещение зондирующего импульса).
16. По показанию ручки «РАССТОЯНИЕ» произведите отсчет расстояния (в полученный результат входит длина соединительного кабеля).
Если линия протяженная, а прибор указал место повреждения в конце ее, то для увеличения точности желательно произвести измерения с другого конца линии.
17. Измерение сложных
повреждений производится зондированием линии перепадом напряжения при установке
ручки «ЗОНД.ИМП.μs» в положение 
.
Импульсные характеристики линий с различными часто встречающимися неоднородностями приведены в Приложении 5.
При введении усиления вершина
единичного перепада может выходить за пределы экрана ЭЛТ. В этом случае ручкой
« » следует установить вершину перепада в
удобном для наблюдения месте экрана. Если этой регулировки недостаточно, то
следует воспользоваться резистором начальной установки линии развертки « 
», выведенным под шлиц на
боковой стяжке измерителя. По окончании измерений произведите установку линии
развертки в первоначальное положение резистором « », предварительно установив ручку « » в среднее положение.
Измерение расстояния до неоднородности производится аналогично изложенному выше.
Ручкой «УСТ. ОТСЧЕТА» совместите передний фронт перепада с одной из рисок шкалы ЭЛТ. Отыщите всплеск на плоской вершине перепада, соответствующий месту неоднородности. Ручкой «РАССТОЯНИЕ» произведите совмещение начала фронта найденного всплеска с отсчетной риской шкалы. По показанию ручки «РАССТОЯНИЕ» произведите отсчет расстояния до неоднородности.
18. При проведении измерений на протяженных линиях, на кабелях с большим затуханием значительно понижается разрешающая способность измерителя за счет увеличения длительности импульса и искажения его формы. С целью восстановления разрешающей способности по расстоянию проводится корректировка формы зондирующего импульса с помощью ручки «КОМПЕНС.». Установите ручку «КОМПЕНС.» в положение, при котором наблюдаемая импульсная характеристика будет наиболее наглядной, и произведите измерения, как описано выше.
19. После устранения повреждения следует повторно просмотреть линию прибором и зарисовать импульсную характеристику или внести поправку в старую, если после устранения повреждения появилось новое заметное отражение.
3.5 Содержание отчета
1. Цели лабораторной работы
2. Теоретические сведения
3. Описание лабораторного стенда
4. Порядок выполнения работы
5. Экспериментальные данные
6. Выводы о проделанной работе
7. Список литературы
3.6 Контрольные вопросы
1. Импульсный метод определения повреждений линий электропередачи.
2. Индукционный метод определения повреждений линий электропередачи.
3. Акустический метод определения повреждений линий электропередачи.
4. Рассказать о методе колебательного разряда
5. Объяснить принцип ёмкостного метода.
6. В чем заключается метод петли (Муррея)?
7. Как оттарировать прибор Р5-10?
8. Какие существуют дополнительные методы определения повреждения линии?
4 Лабораторная работа №4. Изучение устройства испытательного стенда для профилактических испытаний электроинструментов
Цель работы: устройства испытательного стенда для профилактических испытаний электроинструментов и закрепления навыков работы с ним.
4.1 Задание
1. Ознакомиться с устройством и принципом работы испытательного стенда. Для более детального изучения открыть крышку и дверки пульта и, изучив устройство стенда, вычертить структурную схему, содержащую основные элементы испытательного стенда.
2. Произвести профилактические испытания асинхронного двигателя (имитирующего электроинструмент) и трансформатора местного освещения, которые установлены на площадке, закрепленной на боковой стенке пульта (рисунок 4.1).
3. Сделать вывод о пригодности или непригодности оборудования к эксплуатации с объяснением причин.
4.2 Теоретические сведения
На промышленных предприятиях для профилактических испытаний электроинструментов вместо отдельных приборов (мегомметра, источника повышенного постоянного напряжения, амперметров, вольтметров и т.д.) часто используют испытательные стенды. Они могут быть как универсальные, пригодные для профилактических испытаний не только электроинструмента, но другого электрооборудования, так и специализированные, предназначенные для проверки электроинструментов. Одним из подобных стендов является СПЭИ-2.
4.2.1 Назначение и устройство СПЭИ-2.
Стенд для проверки электрифицированного инструмента СПЭИ-2 предназначен для испытания и проверки в работе электрифицированного инструмента и трансформаторов местного освещения в условиях ремонтной мастерской и центральной инструментальной промышленного, энергетического или строительного предприятия.
Стенд предназначен для проведения следующих измерений:
1) Измерение сопротивления изоляции в диапазоне 0 до 30 МОм при испытательном напряжении 500 ± 10 %.
2) Измерение сопротивления заземляющего провода в диапазоне от 0 до 40 Ом.
3) Измерение переменного тока в диапазоне от 0,5 до 25 А, который перекрывается пределами 5 и 25 А.
4) Измерение напряжения переменного тока в диапазоне от 2 до 50 В.
Стенд выполнен отдельно стоящим пультом с откидной крышкой и открывающимися боковыми и задними стенками. Под крышкой расположены элементы измерительной схемы, которая крепится к каркасу на шарнирах и защелкивается двумя замками. Дверки пульта закреплены на шарнирах и запираются защелкой. При открытой крышке и дверцах пульта обеспечивается свободный доступ к узлам и деталям.
На лицевой панели крышки расположены (см. рисунок 1):
1) Стрелочный указатель (Р).
2) Переключатель выбора (2SА).
3) Переключатель рода работы (3SА).
4) Переключатель измерения тока (4SА).
5) Потенциометр регулирования испытательного напряжения (RР6).
На лицевой стенке пульта установлены (см. рисунок 1):
1) Разъем подключения испытываемого электрифицированного инструмента (5ХS).
2) Розетки выходного напряжения 12В (2ХS), 36В (3ХS), 220В (1ХS).
3) Клеммы подключения вторичной обмотки трансформатора местного освещения (12ХТ, 13ХТ) и розетки первичного напряжения 220В (4ХS).
4) Клемма подключения заземляющей шинки (4ХТ).
На правой стенке пульта расположены (рисунок 1):
1) Автоматический выключатель питания (1SА).
2) Клемма защитного заземления (11ХТ).
4.2.2 Указание мер безопасности.
1. Стенд должен быть надежно заземлен при помощи клеммы заземления (11ХТ).
2. Включение автомата питания должно производиться только с разрешения преподавателя.
3. Перед подачей напряжения питания на стенд автоматом питания (1SА) необходимо закрыть крышку пульта и запереть ее на замки, закрыть боковые стенки и запереть их на защелку.
4. По окончании работы (проверки электроинструмента) необходимо отключить автомат питания и установить переключатель выбора (2SА) в положение «ОТКЛ».
5. К работе на стенде допускаются лица, изучившие инструкцию по его эксплуатации и прошедшие подготовку по правилам работы в электроустановках.
4.3 Порядок выполнения работы с испытательным стендом
1. Подключите проверяемый инструмент к разъему (5XS). Шинку заземления прижмите к корпусу электроинструмента пружиной, а ее провод подключите к клемме ^ « КОРПУС» (4XT).
Трансформатор местного освещения сетевым шнуром подключите к розетке ~220 В (4XS), а вторичную обмотку - к клеммам «12÷36 В». Шинку заземления прижмите к корпусу трансформатора пружиной, а ее провод подключите к клемме «КОРПУС» (4XT).
Запрещается проводить измерения на стенде без подключения шинки заземления!
2. Измерение сопротивления изоляции и сопротивления заземляющего провода:
a) Подайте напряжение питания на стенд, включив автомат питания. Наличие напряжения на всех фазах сигнализируется горением индикаторных ламп (1HL, 2HL, 3HL).
b) Установите переключатель выбора (2SA) в положение «Ки», потенциометром «Установка напряжения» (RP6) установите стрелку индикатора на отметку шкалы ▼, что соответствует значению испытательного напряжения 500 В.
c) Установите переключатель выбора (2SA) в положение «Rи» и по стрелочному указателю произведите отсчет сопротивления изоляции по шкале 0÷30 МОм.
d) Установите переключатель выбора (2SA) в положение «Rз» и по стрелочному указателю произведите отсчет сопротивления заземляющего провода по шкале 0÷40 Ом.
3. Проверка инструмента и трансформаторов местного освещения в работе:
a) При проверке трансформатора местного освещения установите переключатель выбора (2SА) в положение «Тос», переключатель рода работы (3SА) - в положение «Работа». По шкале 0-50 В стрелочного указателя производите отсчет значения напряжения вторичной обмотки.
b) При проверке электрифицированного инструмента переключатель выбора установите в положение соответствующее рабочему напряжению инструмента «220В», «3ф 36В».
c) Переключатель рода работы установите в положение «Работа» и по стрелочному указателю (шкала 0-5 А) , учитывая положение переключателя измерения тока (4SА), произведите отсчет значения потребляемого тока.
4. После проверки отключите автомат питания стенда (1SА), переключатель выбора (2SА) установите в положение «Откл.», переключатель рода работы (3SА) в положение «измер.», переключатель измерения тока в положение «25 А».
5. Отключите инструмент или трансформатор местного освещения.
Рисунок 4.1 – Испытательный стенд
4.4 Содержание отчета
1. Цели лабораторной работы
2. Теоретические сведения
3. Описание лабораторного стенда
4. Порядок выполнения работы
5. Экспериментальные данные
6. Выводы о проделанной работе
7. Список литературы
4.5 Контрольные вопросы
1. Перечислить основные электрические величины, нормируемые в стандартах для электроинструментов.
2. Рассказать об общих правилах эксплуатации электроинструмента.
3. Описать способы профилактических испытаний электроинструментов
4. Какие приборы используются для профилактических испытаний электроинструментов?
5. Сроки проведения текущих испытаний электроинструментов.
6. Какие стенды используются для испытания электроинструментов?
7. Назначение и устройство СПЭИ-2 ?
8. Меры безопасности при работе со стендом СПЭИ-2
Список литературы
1 Алиев И.И. Справочная книга по электротехнике и электрооборудованию. – М., 2000.
2 Живов М.С. Электромонтажник по распределительным устройствам промышленных предприятий. – М.: Высшая школа, 1987.
3 Зюзин А.Ф., Виншток А.М., Поконов Н.З. Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок. - М.: Высшая школа, 1971.
4 Киреев М.И., Коварский А.И., Монтаж и эксплуатация электрооборудования станций, подстанций и линий электропередачи. – М.: Энергоатомиздат, 1991.
5 Князевский Б.А., Трунковский Л.Е. Монтаж и эксплуатация промышленных электроустановок.- М.: Высшая школа, 1975, 1984.
6 Куинджи В.Б. и др. Гибкие токопроводы и системах электроснабжения промпредприятий.- М.: Энергия 1974.
7 Монтаж электроустановок промышленных предприятий. “Справочник” т.1,2 под ред. В.В. Белоцерковец и Б.А. Делибаш. – М.: Энергия,1976,1983.
8 Найфельд М.Р. Заземление, защитные меры электробезопасности, - М.: Энергия, 1971.
9 Наладка электроустановок. Справочник под ред. А.С. Дорофеюк и А.П. Хечумян. – М.: Энергия, 1977.
10 Пантелеев Е.Г. Монтаж и ремонт кабельных линий: Справочник электромонтажника. Под ред. А.Д. Смирнова и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990.
11 Пособие по изучению правил техники безопасности электростанций и сетей (Электрооборудование). – М., 1999.
12 Постников Н.П. Монтаж электрооборудования промышленных предприятий. Курсовое и дипломное проектирование. – Л., 1991.
13 Правила устройства электроустановок. – М.: Энергия, 1999.
14 Щеховцов В.П., Расчет и проектирование ОУ и электроустановок промышленных механизмов. - Москва: Издательство "ФОРУМ", 2010.
15 Наладка электрооборудования. Справочник. Под ред. Р. А. Кисаримов. Издательство: РадиоСофт, 2003.
16 Справочник по ремонту, наладке и техническому обслуживанию электрооборудования / Под общ. Ред. В.П. Салова– М.: Энергоиздат, 2007.