Инструкция по применению прибора ПКВ-7

Назначение

 

Прибор ПКВ-7 предназначен для определения увлажненности изоляции силовых трансформаторов при их монтаже, ремонте и эксплуа­тации. Прибор позволяет оценить состояние изоляции трансформаторов, как залитых, так и не залитых маслом, заменяя собой приборы ПКВ-73 и EB-3.

 

Технические данные прибора

 

Прибор ПКВ-7 в режиме (ПКВ) измеряет на частоте 2 герца «гео­метрическую» емкость и в режиме «EB» на частоте 0,2 герц измеряет разность емкостей , соответствующая приросту емкости ΔС при измерении приборы ЕВ-3.

Отсчет величин емкости производится непосредственно по шкале прибора в диапазонах 0-1 тыс.пф, 0-2 тыс.пф, 0-10 тыс.пф, 0-20 тыс пф. и 0-100 тыс.пф.

Погрешность при измерении емкости в пределах 0,2-100 тыс.пф. и сопротивлений изоляции объекта измерения не ниже 100 мОм не превышает ±6% от выбранного предела измерения.

Питание прибора осуществляется от сети переменного тока 220 B, потребляемая мощность, не более 50 B·A.

Габаритные размеры прибора 3I5x205х135, вес не более 7,2 кг.

Прибор ПКВ-7 предназначен для работы в лабораторных, так и в полевых условиях. При транспортировке прибора должен быть амортизирован.

 

Порядок работы с прибором ПКВ-7

 

Подготовка объектов измерения.

§ объект измерения отключается от других цепей.

§ изоляторы очищаются от грязи и влаги.

§ собирается схема измерения: заземляется корпус трансформатора, все обмотки, кроме испытуемой, соединяются с корпусом, отдельные выводы каждой обмотки соединяются между собой, накоротко.

§ измеряется сопротивление изоляции, (при сопротивлении изоляции ниже 100 мОм возможно появление дополнительной погрешности в измерениях).

 

Подготовка прибора к работе

 

§ прибор располагается в непосредственной близости к измеряемому объекту. Корпус прибора заземляется.

§ проверяется напряжение питания (220 B). Шнур прибора подключается к сети.

§ включается тумблер «сеть» и прибор прогревается в течение 2-3 минут.

 

Измерение

 

§ переключатель предела становится в положение «100 тыс. пф».

§ тумблер TI (изм.уст.) устанавливается в положение «уст» и ручкой «0» производится установка стрелки измерителя на «нуль». Переключение тумблера TI в положение «уст» и проверка нуля при отключении объекта измерения обязательны перед каждым измерением.

§ присоединяется объект измерения возможно более коротким проводом к зажиму «объект».

§ для измерения величины тумблер T2 () устанавливается в положение «». Тумблер T3 («EB»-«DKB») в положение «ПКВ»

Тумблер T1 переводится в положение «изм.» и через 10-15 сек. берется отсчет показаний по шкале прибора.

B том случае, если выбранный предел не соответствует величине измеряемой емкости (показания составляют менее одной пятой шкалы), переключатель предела ставится в нужное положение.

Для измерения величины «» тумблер Т2 устанавливается в положение «» тумблер T3 – в положение «ПKB».

Отсчет берется спустя не менее 30 секунд после переключения тумблера Т1 в положение «изм».

Определение отношения производится по формуле:

Для определения величины ΔC тумблер T2 устанавливается в положение «», тумблер T3 в положение «EB».

Отсчет показаний по прибору берется через 60 сек, после пере­ключения тумблера T1 в положение «изм».

Величины и (или ΔC для трансформатора без масла), определяются по шкале прибора с помощью таблицы 4.5.

 

Таблица 4.5 - Перевод отсчета по прибору в величину измеряемой емкости

Пределы измерения тыс. пф.
«К»

«K» – коэффициент, на который нужно умножить на показания при­бора, чтобы получить величину измеряемой емкости в пикофарадах.

 

Лабораторная работа №5

Исследование режимов работы электроприемников при отклонениях напряжения от номинального значения и способы

стабилизации напряжения

 

Цель работы: Изучить и исследовать влияние отклонения напряжения на работу электроприемников. Изучить способы стабилизации напряжения в электроустановках напряжением 0,38кВ.

 

Программа работы

 

1. Исследовать влияние отклонения напряжения на работу: силовых электроустановок (асинхронного электродвигателя) и электротепловых установок.

2. Построить в относительных единицах зависимости технических показателей исследуемых электроустановок от уровня напряжения на их зажимах.

3. Изучить способы и электрические схемы стабилизации напряжения у электропотребителя.

 

Общие сведения

Работа каждого электроприемника характеризуется определенными техническими показателями, которые влияют на экономичность как самого электроприемника, таки на работу связанных с ним производственных механизмов. Каждый электроприемник предназначен для работы при определенных номинальных напряжениях. Работа на этом напряжении характеризуется соответствующими техническими показателями, которые называются номинальными.

В случае работы электроприемника при напряжении, отличном от номинального значения, указанные показатели отличаются от номинальных. Эти изменения зависят от типа электроприемника и, как правило, ухудшают технико-экономические показатели работы электроустановок.

Поэтому ГОСТом 13109-99 на нормы качества электроэнергии потребителей, присоединенных к электрическим сетям общего назначения, установлены сведущие допустимые отклонения напряжения от номиналь­ного значения:

§ на зажимах всех приемников электроэнергии в пределах ±5%

§ в послеаварийных режимах допускается дополнительное понижение напряжения 5%,

B сетях напряжением 0,38 кВ отклонения напряжения часто составляют -20% до +15%, поэтому в данной работе необходимо исследовать режимы работы электроприемников при отклоне­ниях напряжения в этих пределах.

Указания к выполнению работы

Изменение напряжения на зажимах электроприемников осуществлять с помощью индукционного регулятора.

Измерение необходимых электрических величин производится с помощью переносного измерительного комплекта K505. Исследование влияния отклонения напряжения на режимы работы основных сельско­хозяйственных потребителей электроэнергии производить в следующем порядке:

1. Ознакомиться с общей характеристикой данной группы потребителей и их применением.

2. Записать номинальные данные исследуемого электроприемника.

3. Записать технические данные, вычертить и собрать электричес­кие схемы регулирующих и измерительных приборов с исследуемыми электроприемниками.

4. Устанавливая напряжение на зажимах исследуемого электроприемника 0,8; 0,9; 0,925; 1,0, 1,1, 1,15 от , записать показания приборов в таблицу 5.1.

5. Провести расчеты, перевести данные в относительные единицы и заполнить таблицу 5.2.

1. Исследование работы электродвигателя при изменении напряжения на его зажимах.

 

 

Рисунок 5.1 - Схема исследования работы электродвигателя при изменении питающего напряжения

Таблица 5.1 – Результаты измерений

 

U	Ia	Ib	Ic	Icp	Pa	Pb	Pc	P ∑	Cosj	Tgj	Q
0,8Uн
0,9Uн
0,925Uн
Uн
1,1Uн
1,15Uн

 

Таблица 5.2 - Обработка результатов измерений

 

Электродвигатель	Нагревательное устройство
Uо.е	Iо.е.	Ро.е	cosjо.е	Tgjо.е	Qо.е	Iо.е.	Ро.е
0,8Uн
0,9Uн
0,925Uн
Uн
1,1Uн
1,15Uн

 

2. Исследование электронагревателя при изменении напряжения

( =127 В)

 

Рисунок 5.2 - Схема исследования работы электронагревательного устройства при изменении напряжения

 

Таблица 5.3 - Результаты измерений

 

U	Ia	IB	IC	Iср	Pa	PB	PC	På
0,8U
0,9U
0,95U
1U
1,1U
1,15U

 

Способы и электрические схемы стабилизации напряжения у потребителей

 

C целью поддержания напряжения на заданном уровне или в пре­делах допустимых отклонений, производится централизованное группо­вое и местное регулирование напряжения.

Централизованное регулирование осуществляется на подстанциях 35/10 кВ путем установки силовых трансформаторов с регуляторами напряжения под нагрузкой.

Групповое регулирование напряжения в сельских электрических сетях осуществляется на потребительских ТП, на вводах в помещения вольтодобавочными трансформаторами и автотрансформаторами, а также установками продольно-емкостной компенсации на воздушных линиях.

Местное регулирование выполняется в том случае, когда потре­бители, подсоединенные к данному трансформатору характеризуются значительной неоднородностью, а также для отдельных потребителей, предъявляющих повышенные требования к качеству напряжения (теле­визоры, холодильники и т.д.).

B условиях сельскохозяйственного производства в сетях 0,38 кВ наиболее эффективным является групповое регулирование с целью поддержания номинального напряжения на зажимах электроприемников. Особенно это относится к осветительным установкам, у которых при понижении напряжения уменьшается освещенность, а при повышении преждевременно перегорают лампы, т.е. уменьшается срок службы. При повышении напряжения до 230 B срок службы лампы с расчетным напряжением 220 B уменьшается с 1000 часов до 570 часов, а при 240 B – до 200 часов.

Нашей промышленностью выпускаются серийные трехфазные стабилизаторы напряжения для сельскохозяйственных потребителей типа CTC. Они предназначены для работы при температуре от -50 °С до +50 °С относительной влажности – не более 95%. Трехфазные стабилизаторы обеспечивают качественную стабилизацию напряжения на выходе в пределах ±1,5% при изменении входного напряжения в питающей сети от -20 до +10% от номинального. Стабилизация осуществляется как при симметричном, так и при несимметричном напряжении, а также при резком изменении нагрузки.

Стабилизаторы компенсируют значительную несимметрию в первич­ной сети: при несимметрии напряжения 10% дополнительная погрешность составляет 1%.

Основные технические данные стабилизаторов приведены в таблице 5.4.

 

Содержание отчета

 

1. Наименование и цель работы.

2. Схемы и данные опытов.

3. Для электродвигателей зависимости, построенные в одних осях: , , , ,

4. Для электротермических установок зависимости: ,

 

Контрольные вопросы

 

1. Перечислить показатели качества электроэнергии (ПКЭ).

2. Допустимые отклонения напряжения на зажимах различных электроприемников.

3. Влияние отклонения напряжения от номинального значения на работу электродвигателя.

4. Влияние отклонения частоты от номинального значения на работу электродвигателя.

5. Пояснить характер зависимостей, полученных в результате опыта.

6. Работа асинхронного двигателя при несимметрии напряжения.

7. Работа асинхронного двигателя при несинусоидальном напряжении.

8. Работа осветительных установок при отклонении ПКЭ от номинальных значений.

9. Работа специальных установок при отклонении ПКЭ от номинальных значений.

 

 

Литература

 

5, 6, 12, 13, 17.

 

 

Таблица 5.4 - Типы стабилизаторов и их основные технические данные

 

Типы стабилизатора	Номин. мощн. кВт	Номин, первич. U, В	Пределы изменения первичного U, %	Номин. вторич. напряжение, В	Максимальное время возобновления вторичного напряжения, сек	КПД	Коэф. мощности	Масса, кг
При ступ. смене от +10 до -10%	При срабатывании набирается от 0 до 100%
СТС-10/0,5			-20 до +10		0,25	0,1	0,94	0,90-0,95
СТС-16/0,5			-20 до +10		0,35	0,15	0,95	0,91-0,95
СТС-25/0,5			-20 до +10		0,35	0,15	0,96	0,91-0,95
СТС-40/0,5			-20 до +10		0,45	0,2	0,96	0,91-0,95
СТС-100/0,5			-20 до +10		0,6	0,3	0,97	0,90-0,96

 

Лабораторная работа №6

Исследование универсальной встроенной защиты (УВТЗ) электродвигателей от анормальных режимов

 

Цель работы: Ознакомиться с анормальными режимами работы в электроустановках, изучить способы защиты электродвигателей от анормальных режимов и исследовать устройство встроенной температурной защиты.

Программа работы

§ Детально научить раздел «Общие сведения», а также ознакомиться с материалами, изложенными в литературных источниках.

§ Изучить схему и принцип действия УВТЗ-IM и усвоить испытания встроенной температурной зажиты УВТЗ-IM

 

Общие сведения

Трехфазные асинхронные электродвигатели является самым распространенным видом двигателей, применяемых в электроприводах.

В условиях постоянного роста перка используемых электродвигатели все ощутимее сказывается недостаточно высокий уровень их эксплуатационной надежности: ежегодный выход из строя достигает 20-25 %.

При этом производству наносится значительный материальный ущерб, как прямой - стоимость электродвигателя или его капиталь­ного ремонта и расходов на замену, так и технологический, вызываемый простоем оборудования или порчей продукции.

Надежная бесперебойная работа электродвигателей обеспечивается прежде всего правильным подбором их по мощности, режиму работы, исполнению, степени зажаты от воздействия окружающей среды. Наряду с этим крайне важен обоснованный, технически грамотный подход разработчиков электропривода к составлению схем управления и защиты, выбору пускорегулирующей и защитной аппаратуры, проводниковой и кабельной продукция.

Не меньшее значение имеет также соблюдение действующих норм и правил при монтаже и эксплуатации электродвигателей.

Однако и при должном уровне эксплуатации правильно спроекти­рованного электропривода имеется вероятность появления анормальных режимов или аварийных.

К таким режимам следует отнести:

§ Многофазные и однофазные короткие замыкания в обмотках электродвигателя, коробке выводов и внешней силовой цепи (в т.ч. замыкания фазы на корпус двигателя в сетях с глухозаземленной нейтралью);

§ короткое замыкание в цепях управления;

§ межвитковые замыкания в обмотках электродвигателя;

§ тепловые перегрузки двигателя по причинам, связанным с нарушением режима работы технологического оборудования (в т.ч. заклинивание);

§ тепловые перегрузки двигателя при тяжелых условиях пуска (большая нагрузка, пониженное напряжение сети);

§ тепловые перегрузки двигателя при обрыве фазы во внешней силовой цепи или обмотке статора;

§ тепловые перегрузки двигателя при нарушении условий охлаждения (повреждение вентилятора, засорение оребрения и т.п.).

Условия работы электродвигателей в сельском хозяйстве значи­тельно сложнее, чем в промышленности.

Очень часто двигателя неправильно загружены, преобладающее количество их работает в тяжелых условиях окружающей среды (за­пыленность, влажность, наличие агрессивных газов, резкие колеба­ния температуры); подводимое напряжение питавшей сети нередко нестабильно, с переменной асимметрией, обуславливаемой смешанным подключением однофазных и трехфазных электроприемников. Сказыва­ется также и то, что обслуживание электрооборудования находится еще на низком уровне.

Как свидетельствуют результата исследований, многие электродвигателя в сельском хозяйства выбраны с запасом по мощности (30...50 %) работают при пониженных температурах и в кратковременном режиме. Следовательно, их длительные перегрузки, как правило, не приводят к аварии.

Одним из самых распространенных аварийных режимов в сельско­хозяйственных электроустановках является обрыв фазы, приводящий к выходу из строя электродвигателей (около 40-50 %) всех аварий.

До 20...25 % аварий электроприводов вызывает заклинивание ра­бочей машины (замерзание насосов, транспортеров, забивание дро­билок и т.д.).

Длительные перегрузки приводят к выходу из строя электродви­гателей в 10...15 % случаев, а короткие замыкания (из-за пробоя изоляции при ее увлажнения и нарушении охлаждения) – 15...25 %.

Часты также аварии двигателей из-за воздействия окружающей среды, а также из-за механических поломок.

Очевидно, что значительного повышения эксплуатационной надеж­ности электродвигателей можно добиться путем внедрения эффективных защитных устройств от аномальных и аварийных режимов.

Требования к защитным устройствам в настоящее время значитель­но повысились в силу того, что современные электродвигателя имеют меньшую массу и запас по тепловому использованию, а также большую скорость нарастания температуры при перегрузке, чем дви­гатели старых серий.

До недавнего времени номенклатура защитных аппаратов в электроустановках включала предохранители для защиты от коротких замыканий и тепловые реле – для защиты от перегрузок, в т.ч. вызываемых обрывом фазы.

Защита предохранителями, являясь, простой и надежной, существен­но теряет свою эффективность из-за недостаточной обеспеченности калиброванными плавкими вставками. Зачастую предохранителя сами являются причиной аварий, поскольку при перегорания плавкой вставки возможно появление неполнофазного режима.

Замена предохранителей автоматическими переключателями с электромагнитными расцепителями практически исключает неполнофазные режимы при коротких замыканиях; однако защита двигателей от перегрузки при потере фазы из-за обрыва проводов, а также вслед­ствие несимметрии напряжения все же необходима.

Частично эту задачу решает тепловые реле серии TPH и более эффективно – трехполюсные реле серии PTЛ, PTT, имеющие механизм ускорения срабатывания при перегрузке, вызванной обрывом фазы.

Для надежной защиты двигателя тепловые реле должны быть правильно отрегулированы.

Однако в этом случае эффективной защиты с помочью реле, не всегда удается добиться, если двигатели работают со значитель­ным числом коммутаций в час, резко изменяющейся нагрузкой, большим временем пуска, а также в режимах резерва и торможения противовключением.

Наряду с этим тепловое реле практически не защищает двигатель при перегреве, вызванном ухудшением охлаждения из-за засорения станины или поломки вентилятора.

Недостатки упомянутых защитных устройств обуславливают необ­ходимость разработки и внедрения защит от анормальных режимов, которые можно разделять на три группы:

§ устройства защиты от обрыва фазы;

§ устройства встроенной температурной защиты;

§ комбинированные защитные устройства с расширенными функци­ональными возможностями.

Известно множество различных схемных решений таких устройств, причем разработки постоянно продолжаются.

 

Контроль температуры статорной обмотки двигателя положен в основу действия встроенной температурной защиты.

В таблице 6.1. приведена сравнительная характеристика некоторых устройств встроенной температурной защиты.

 

Таблица 6.1 - Сравнительная характеристика промышленных устройств встроенной температурной защиты

 

Наименование параметров	Тип устройства
УВТЗ-1	УВТЗ-4А	УВТЗ-4Б	АЗП	ФУЗ-У	УВТЗ-1M
1. Напряжение питания, В	220+10% -30%		220+10% -30%	36,110,127, 220,380		220+10%
2. Установка сопротивления, Ом (-40°С + 40°С)	2200±200	1500-4000	1000-2200
3. Тип применяемых позисторов для электродвигателей с классом нагревостойкости изоляции Е ( =120°С) В ( =130°С) Г ( =155°С)	СТ14-11	СТ14-1А	СТБ-1	СТ14-1Б СТ14-1А	СТ14-2-145	СТ14-1А
4. Масса прибора, кг	0,7		0,45		2,3

 

Такие устройства, контролируя температуру обмотки статора встраиваемыми в ней датчиками (терморезисторами, позисторами) защищают электродвигатель от всех основных аварийных режимов.

Однако встроенная температурная защита обладает и рядом существенных недостатков.

Она реагирует не на причину, а на следствие аварийного режима, а сотому двигатель остаемся в таком же режиме довольно долго, особенно при повышенной тепловой инерции датчиков температуру. Это вызывает интенсивное старение изоляций, а иногда и выход двигателя из строя.

Сказывается также и то обстоятельство, что встраивать датчики температуры в обмотку статора можно только на заводах-изготовите­лях или ремонтных предприятиях.

Кроме того, допуская работу электродвигателей на двух фазах, встроенная температурная защита не обеспечивает электробезопасность обслуживающего персонала и животных в электроустановках.

Устройство встроенной температурной защиты УВТЗ-1M имеет узел питания, преобразователь и выходной элемент. Принципиальная схема устройства приведена на рисунке 6.1.

 

 

Рисунок 6.1 - Принципиальная электрическая схема устройства встроенной температурой защиты УВТЗ-IM

 

Узел питания выполнен в виде диодного моста V1, резисторов R1, R2, R4 для ограничения тока в цепи стабилитронов и разрядки конденсаторов при отключении устройства от питающей сети, напря­жение которой подается на клеммы 1 и 4 устройства. Преобразова­тель собран на транзисторах TV 1…TV4 и служит для усиления сигнала датчиков, подключаемых через клеммы 5 и 6, и преобразова­ния его в сигнал для управления выходным элементом K1 (промежуточ­ное реле), воздействующим на катушку магнитного пускателя, ком­мутирующего цепь питания электродвигателя.

Устройство работает следующим образом. При температуре обмотки электродвигателя ниже предельно допустимого значения сопротивление датчиков мало и напряжение, поступающее на транзистор TV4, оказывается больше величины порога срабатывание усилителя TV3, TV4, определяемого делителей напряжения R6, R7 и R8. В таком случае транзистор TV4 будет открыт, транзистор TV1 и тиристор V3 закрыты и реле K1 обесточено. В случае увеличения температуры обмотки электродвигателя выше предельно допустимого значения сопротивления датчиков резко возрастет, уменьшается поступающий с них сигнал, закрывается транзистор TV4 и откры­вается транзистор TVI. Включается тиристор V3 и реле K1, контакты которого размыкают цепь питания катушки магнитного пускателя, отключая электродвигатель от сети.

Схема устройства осуществляет также самоконтроль, т.е. гарантирует отключение электродвигателя при возникновении неис­правностей (выход из строя, обрыв цепи соединения с устройством) в цепи датчиков.

При возникновении короткого замыкания в цепи соединения датчиков с устройством транзистор TV1 открывается, тиристор V3 и реле K1 включаются и контакты роле размыкают цепь питания катушки магнитного пускателя, отключая электродвигатель от сети.