Комплектний розподільчий пристрій зовнішнього встановлення

Лабораторна робота №1

Комплектний розподільчий пристрій зовнішнього встановлення

 

Мета заняття: вивчити будову та роботу елементів КРПЗ, функціональну схему силового каналу, набути навичок в прочитанні його креслення та електричної схеми.

 

Програма роботи:

1. За методичними вказівками та рекомендованою літературою вивчити будову розподільчого пристрою та його електричну схему.

2. Скласти звіт за формою, що додається.

 

 

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Будова комплектного розподільчого пристрою.

Комплектний розподільчий пристрій для зовнішньої установки КРПЗ (КРУН) призначений для вмикання та розмикання електричної лінії в нормальному та аварійному (коротке замикання) режимах роботи. В да­ному випадку ми вивчаємо комплектний пристрій КРУН-ІІІ-10 (Комплектний розподільчий пристрій, ІІІ – серія, 10 – напруга лінії, кВ). Цей розподільчий пристрій змонтовано в металевій шафі розмірами 2500x1500x1000 (мм) зі ступенями захисту ІР-23 (2 – захист людей від випадкового доторкання до струмопровідних частин, 3 – захист від попадання дощу).

 

КРУН-10 має такі вузли:

1. Відсік вводу;

2. Лінійний відсік;

3. Відсік вимикача;

4. Відсік приводу вимикача;

5. Відсік захисту і контролювання.

До обладнання, яке монтується в комплектний розподільчий пристрій належать: масляний вимикач, роз'єднувачі, трансформатори напруги, трансформатори струму, короткозамикачі, лічильники активної енергії, реле струму і напруги та інше допоміжне обладнання (місцеве освітлення і обігрів). До відсіку вводу підводиться напруга від трансформатора 110/10 кВ або 35/10 кВ через шини, які закріплюються на опорних ізоляторах.

Шина являє собою алюмінієву смугу, в даному випадку розмірами (70х5) мм², переріз якої залежить від потужності, що передається через лінію. Від шин вводу через струмопроводи різних конфігурацій напруга підводиться до шинного роз'єднувача. Далі від шинного роз'єднувача вона поступає до нерухомих контактів масляного вимикача ВМ. З рухомих контактів ВМ напруга підводиться до роз'єднувача лінійного і далі через прохідні ізолятори в лінію електропередачі. У фази А і С встановлюються трансформатори струму для живлення кіл захисту та обліку (типу ТПЛ-10-400/5).

 

Масляний вимикач

Вимикач – основний комутаційний апарат в електричних установках, який призначається для вмикання і вимикання струму як в нормальному експлуатаційному режимі (при навантаженні і без нього), так і в аварійному (коротке замикання) та ненормальному (перевантаження) режимах. Найнесприятливіший режим роботи для вимикача – вимикання струмів короткого замикання.

Головні конструктивні елементи вимикача: контактна система з дугогасильними камерами, струмоведуча частини, корпус, ізоляційна система та привідний механізм.

В електроустановках напругою понад 1000 В, в тому числі і с.г. призначення використовуються різні типи вимикачів. За конструкційними особливостями і способом гасіння дуги розрізняють масляні вимикачі таких типів: багатомасляні вимикачі (бакові), малооб'ємні (маломасляні) та безмасляні. По місцю встановлення – зовнішнього та внутрішнього.

В КРУН-ІІІ-10 використовується маломасляні вимикачі типу ВПМ (вимикач, підвісний, масляний), раніше ВМГ-10 (вимикач масляний горшковий). В цих вимикачах масло використо­вується тільки для гасіння дуги. Струмоведучі частини і елементи вмикача, що знаходяться під напругою, ізолюються твердими матеріалами (скло, фарфор, склопластик). Кожний контакт розміщується в окремому бачку (горщику) з фарфору або скла. Об'єм масла в бачку становить 1,15 кг.

Завдяки цьому, а також великій механічній міцності вони значно надійніші в роботі. Маломасляні вимикачі виконуються в триполюсному виконанні. Для гасіння дуги передбачаються спеціальні камери. Гасіння здійснюється за рахунок масляного дуття. Корпус ВМГ-10, який знаходиться під напругою, закріплюється на фарфорових ізоляторах до загальної для всіх трьох полюсів рами. На рамі також розміщений вал вимикача, вимикаюча пружина і буферний пристрій. Бачок вимикача складається з трьох частин: нижньої 1, металевої з затискачем та розеточним контактом, середньої 2 – склопластиковий з дугагосильною камерою та верхньої – металевої з рухомим контактним стержнем. Бачок, закритий кришкою з отвором для випуску газів, що утворюються при вимиканні. Дугогасильний пристрій набраний з пластин із фібри, які мають фігурні отвори. Рухомий контакт переміщується в центральному отворі пристрою.

При вимиканні привід вимикача звільнює вимикаючу пружину: під дією цієї пружини головний вал обертається і через ізоляційні тяги та важелі привідного механізму рух передається до контактного стержня.

Привід масляного вимикача

В сільських електричних мережах широко використовується пружинний привід. Вони мають ті переваги, що не потребують акумулятора та заряджаючого пристрою. В цьому випадку вимикач автоматично вимикається під дією заздалегідь зведеної пружини. В КРУН- ІІІ-10 використовується привід типу ППГ (привід «пружинно-вантажний»). Цей привід забезпечує: ручне або дистанційне вмикання і вимикання, автоматичне вимикання під дією пристрою захисту, а також повторне автоматичне вмикання (АПВ), через деякий термін, який установлюється за допомогою часового реле (РВ). Вмикачі пружини можна зводити від руки або електродвигуном з редуктором.

Роз'єднувач

Роз'єднувачі – комутаційні апарати, які служать для вмикання та вимикання електричних кіл напругою понад 1 кВ без струму, забезпечення безпечної роботи при ремонтних, профілактичних, ревізійних роботах шляхом наявного розриву при їх вимиканні. Роз'єднувач не може використатися для вимикання електричних кіл при їх навантаженні. Це може призвести до короткого замикання, виходу з ладу обладнання, пожежі та створити небезпеку для обслуги. Роз'єднувач повинен забезпечити високу електротехнічну стійкість при проходженні струмів к.з., чітке вмикання та вимикання при найнесприятливіших умовах (сніг, дощ, ожеледь), не допускати самовільного вимикання.

Роз'єднувачі випускають на номінальну напругу 6 кВ і вище, і номінальний струм 200А і більше.

В сільських електроустановках напругою 10 кВ для закритих розподільчих пристроїв використовуються роз'єднувачі типу РВ. В КРУН-ІІІ-10 використано роз'єднувач РВЗ-10/400 (трьохполюсний – 3, 10 кВ, І_н = 400А). Він виконується на загальній металевій рамі. На ній же закріплюється і вал з привідним важелем. Рух на ніж передається від вала через фарфорові ізолятори. Нерухомі контакти роз'єднувача являють собою мідні Г-подібні пластини, ізольовані від корпусу. Рухомі ножі подвійні, мають пружину для регулювання тиску в контактах. В цьому випадку ножі виконують вертикально-обертовий рух і називаються рубаючими. Рух ножів визначається за допомогою ручного приводу ПР, що знаходиться в лівій нижній частині передньої панелі пристрою. Стан ножів "ВМ" "вимкнуто" фіксується за допомогою стопора. Привід загальний для шинного і лінійного роз'єднання і їх рух вимикається одночасно.

Ножі заземлення

З метою безпечної роботи при вимиканні електричної лінії нерухомі ножі роз'єднувача замикаються накоротко за допомогою ножів заземлення. Короткозамикач – це три двохплас­тинчатих ножі, змонтованих на одній металевої пластині, що надійно з'єднується з заземленням. К.З. встановлюються з шинного і з лінійного боку. Привід ручний: короткозамикачі приводяться в рух за допомогою важелів. Ручки приводу розміщені в лівій частині панелі знизу.

Трансформатори струму.

В КРУН-10 використані два трансформатори струму типу ТПЛ-10-400/5 (трансформатор прохідний з литою ізоляцією І_1н = 400А, І_2н = 5А, U = 10 кВ. Трансформатор струму має дві вторинні обмотки – обмотка для вмикання пристроїв обліку (лічильник, амперметр, послідовне коло ватметра) та обмотка Р для вмикання реле РТ-85.

Первинною обмоткою служить шина. Трансформатори струму розміщені в фазах А і С лінійного відсіку КРУН-10.

Трансформатори напруги

В КРУН-10 використовуються трансформатори напруги типу НТМІ (трансформатор напруги, масляний вимірювальний), які монтуються в окремій шафі на кожну секцію розподільчих пристроїв. Первинна обмотка розрахована на номінальну напругу 10 кВ, U = 10кВ, а вторинна U = 100В. ТН служить для вмикання паралельних кіл вимірювальних приладів та вольтметрів. Вторинні обмотки ТС та ТН надійно заземлюються, що забезпечує безпеку при роботі обслуговуючого персоналу.

ФОРМА ЗВІТУ

 

1. Мета роботи.

2. Програма роботи.

3. Паспортні данні розподільчого пристрою.

4. Накреслити електричну схему пристрою (в однолінійному виконанні).

5. Виписати основні елементи пристрою, їх паспортні данні та коротко про їх призначення та матеріали, з яких вони виготовляються.

Данні занести в таблицю по нижче вказаній формі.

 

№ п/п	Назва елементу	Умовні позначення	Призначення
	Трансформатор струму	ТПЛ – 10 – 400/5 трансформатор струму, прохідний з шинною ізоляцією U=10 кВ, І1н=400А, І2н=5А.	Для вмикання амперметрів та послідовних струмів, обмоток лічильників ватметрів. Забезпечення роботи струмового захисту
	і т.д.	…	…

 

6. Описати послідовність транспортування електричної енергії від шин високовольтного вводу до прохідних ізоляторів лінійного відсіку.

7. Обчислити витрати електричної енергії, якщо покази лічильника за місяць складають 500 кВт/год. (лічильник увімкнений через ТПЛ-400/5 та НТМІ 10000/100).

 

Рис.1. Схема принципова електрична силового каналу шафи КРУН - 10

 

 

Рис. 2. Загальний вигляд шафи відходячої лінії КРУН типу КРУН-III-10

1. Вимикач ВМГ-10.

2. Тяга механічного блокування охолодження відсіку вимикача.

3. Трансформатор струму ТПЛ.

4. Тяга привода лінійного роз'єднувача.

5. Лінійний роз'єднувач РВЗ-10/400.

6. Тяга привода заземлення.

7. Заземлюючі ножі лінії роз'єднувача.

8. Прохідні ізолятори ПН-10/400-750.

9. Опорні ізолятори ОФ-10-750.

10. Роз'єднувач шинний РВЗ-10/400.

11. Двері шинного відcіку.

12. Заземлюючи ножі шинного роз'єднувача.

13. Панель приладів і реле.

14. Тяга привода шинного роз'єднувача.

15. Тяга привода заземлення ножів шинного роз'єднувача.

16. Привод вимикача.

17. Електронагрівач.

 

Розрахунок витрат енергії виконати згідно зразка:

W = P_n · T · K_ta · K_tv = N · K_ta · K_tv, кВт/год,

де P_n – середня потужність електрообладнання господарства, кВт;

T – тривалість споживання електроенергії господарством, год.;

N – різниця показань по лічильнику, кВт·год.;

K_ta – коефіцієнт трансформації трансформатора струму;

K_tv – коефіцієнт трансформації трансформатора напруги.

 

Контрольні питання

1. Призначення та склад КРУН-10.
2. Функціональна схема силового каналу КРУН та її робота.
3. Призначення, будова та робота масляного вимикача і роз’єднувачів.
4. Призначення, будова та робота трансформатора струму і трансформатора напруги КРУН.
5. Описати послідовність проходження електричної енергії від шин високовольтного вводу до прохідних ізоляторів лінійного відсіку.
6. Обчислити витрати електричної енергії по показах лічильників, якщо відомі значення минулого місяця.

 

 

Список літератури

1. Поярков К.М. Электрические станции, подстанции и сети. Учебник для средн. сельск. проф. техн. училищ. М., «Высшая школа», 1971.

2. Марченко О.С. та ін. Несправності силового електрообладнання: навч. посібник для вузів факультетів електрифікації та автоматиз. – Київ, «Урожай» – 295с.

3. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы: Учебник для вузов. – Л. Энергоатомиздат. 1985.

 

Лабораторна робота №2

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Комплектна трансформаторна підстанція (КТП) призначена для приймання від повітряної (кабельної) лінії електропередач (ПЛЕП, КЛЕП) змінної напруги 10 (6) кВ, перетворення цієї напруги в трифазну напругу 0,4 кВ і розподілу електроенергії змінного струму частотою 50 Гц по споживачах 0,4 і 0,23 кВ.

Умовне позначення підстанції наприклад КТП 160-10-81-У1, заноситься в паспортну табличку (паспорт) і розшифровуються так:

· 160 – потужність підстанції, кВА.

· 10 – напруга високої сторони, кВ.

· 81 – рік виготовлення.

У1 – кліматичне виконання і категорія розміщення: (У – для районів з помірним кліматом; 1 – для роботи на відкритому повітрі).

Підстанція (див. рис.1, рис.2) складається з шаф низької напруги (НН) – І, і високої напруги (ВН) – ІІ, встановлених на вертикальному каркасі, і трансформатора ІІІ, розміщеного на рамі під шафою ВН. Шафа ВН (увідний пристрій) вмонтований в верхній частині каркасу, шафа НН (розподільчий пристрій 0,4 кВ) – в його нижній частині.

Увідний і розподільчий пристрій мають виконання за захищеністю (ступінь захисту) ІР23 (2 – захист персоналу від випадкового дотику пальцями до струмопровідних частин що знаходяться під оболонкою – захист обладнання від потрапляння твердих сторонніх тіл діаметром більше 12,5 мм. 3 – захист від дощу. Дощ, що падає на оболонку, нахилену під кутом не більше 60⁰ до вертикалі, не повинен шкідливо діяти на обладнання, що знаходиться під оболонкою).

На найближчій до підстанції опорі ПЛЕП (але усередині шафи ВН) установлюється триполюсний роз`єднувач РЛН-10/400 (Л – наявність лінійних контактів; Н – для зовнішньої установки): 10 – напруга, кВ: 400 – струм, А. І призначений для вмикання трансформатора під напругу та відключення його при відсутності навантажувального струму. Для керування роз’єднувачем застосовується знімний, або замикаючий ручний привід ПРН-10 (Р – ручний).

На кришці шафи ВН установлені прохідні ізолятори ПНВ-10-250 (В – серія, яка позначає величину допустимого (450 кг) і руйнувального (750 кг) механічного навантаження на згин, до струмоведучих стержнів котрих приєднують проводи ПЛЕП. Зовні верхньої частини шафи розміщені вентильні розрядники РВП-10 (В – вентильний, П – підстанційний) 4, уводи яких приєднані до фазних проводів ПЛЕП, а виводи заземлені через корпус шафи. Розрядники захищають ізоляцію КТП від комутаційних і атмосферних перенапружень.

В середині увідного пристрою ІІ встановлені трубчаті запобіжники ПК-10 (К – кварцове заповнення) – 5, які захищають силовий трансформатор від струму короткого замикання. Контактна система запобіжників змонтована на головках опорних ізоляторів (ОВ-10) – 6.

В нижній частині шаф ВН розміщені прохідні ізолятори ПА-10-250 з шинами – 7. Останні з однієї сторони з’єднуються з нижньою контактною системою трубчатих запобіжників, а з другого – з високовольтними уводами 8 трансформатора ТМ – 160/10 (трифазний масляний, потужністю 160 кВА, напруга високовольтної обмотки – 10кВ). Низьковольтні уводи 9 обмоток трансформатора напруги 0,4 кВ підключаються з допомогою силових проводів до збірки 0,4 кВ напряму, або через ножі рубильника ІІ, чи через запобіжники ЗН2 (запобіжник нерозбірний), ЗР2 (запобіжник розбірний). Над ізоляторами ВН і НН трансформатора установлено металевий кожух 10, що захищає їх від механічних дій і атмосферних опадів.

Для захисту трансформаторів від хвиль перенапруги, набігаючих зі сторони ПЛ 0,38кВ, розміщено комплект розрядників FV2 типу РВН-0,5 (розрядник вентильний низьковольтний номінальної напруги 0,5 кВ).

У середині шафи розподільного пристрою 0,4 кВ розміщені комутаційна 11, 13 і захисна 12, 14 апаратура, лічильники активної енергії 15, трансформатори струму 16 та інша апаратура власних потреб.

На окремих лініях розподільчого пристрою (рис.2.3) встановлені автоматичні вимикачі QF1, QF2, QF3, а на лінії вуличного освітлення – магнітний пускач (контактор) КМ. Керування вуличним освітленням може бути здійснене вручну перемикачем SF2, чи від фотореле SF, яким забезпечується кола керування магнітного пускача КМ. Зі сторони низької напруги трансформатор ТМ захищається від коротких замикань максимальними (І >), а від перевантажень – тепловим (Т>) розчіплювачами автоматів QF1, QF2, QF3 і запобіжниками FU2 в лінії вуличного освітлення. Втрати електроенергії враховує трифазний чотирипровідний універсальний лічильник активної енергії (СА4У) РІ, який вмикається через трансформатори струму ТА1, ТА2, ТА3 типу ТШВ-0,66-300/5 (шинний, навісного виконання, клас ізоляції – 0,66 кВ, струм первинної обмотки 300А, а вторинної – 5А).

Значення витраченої енергії в кіловатах знаходиться шляхом добутку показання лічильника РІ на коефіцієнт трансформації трансформаторів струму ТА1, ТА2, ТА3 (К=І₁/І₂=300/5=60). Перевірка наявності напруги в розподільному пристрої 0,4 кВ здійснюється контрольною лампою Н з перемикачем SA3. В колі контрольної лампи установлені запобіжники FU3.

Значення лінійної напруги і симетричність напруг на шинах трансформаторів визначається шляхом підключення переносного вольтметра в розетку XS, на яку перемикач подав лінійну напругу почергово.

Нагрівач FK підігріває повітря всередині розподільчого пристрою низької напруги в зимовий час.

ФОРМА ЗВІТУ

 

1. Мета заняття.

2. Програма роботи.

3. Паспортні дані підстанції.

4. Накреслити в однолінійному виконанні електричну схему головного кола (силового каналу шаф високої й низької напруги). Вказати умовні буквені позначки елементів.

5. Назвати всі елементи головного кола (силового каналу) підстанції, їх умовні позначки і коротке призначення. Одержану інформацію занести в таблицю.

6. Написати послідовну схему транспортування електричної енергії від ПЛЕП до лінії споживача в такому порядку: Проводи ПЛЕП 10 кВ – триполюсний роз`єднувач РЛН-10/260 – струмоведучі стержні прохідних ізоляторів ПНВ-10/250, верхня контактна система запобіжника ПК-10 і т. д.

 

 

Таблиця 1. Елементи головного кола підстанції.

 

№ п/п	Назва елементу	Умовне позначення (ТИП)	Призначення
1.	Роз’єднувач	РЛН – 10/200 Л – наявність лінійного контакту. Н – для зовнішньої установки. 10 – напруга, кВ, 200 – номінальний струм, А.	Включає трансформатор під напругу мережі 10 кВ і відключає його при відсутності навантажувального струму.
2.	Привід роз`єднувача і т. д.	ПРН – 10 (Р – ручний, Н – для зовнішньої установки, 10 – напруга, кВ).	Керує роз’єднувачем зовнішньої установки.

 

7. Розрахувати кількість спожитої електроенергії господарством, якщо різниця показань лічильника СА4У від 25 лютого до 25 березня 2005 року склала 1000 кВт·год. Лічильник вмикається через трансформатор струму ТШН-0,66-300/5.

Розрахунок виконати згідно зразка:

W = P_n · T · K_ta · K_tv = N · K_ta · K_tv, кВт/год,

де P_n – середня потужність електрообладнання господарства, кВт;

T – тривалість споживання електроенергії господарством, год.;

N – різниця показань по лічильнику, кВт·год.;

K_ta – коефіцієнт трансформації трансформатора струму;

K_tv – коефіцієнт трансформації трансформатора напруги.

 

 

Контрольні питання

1. Призначення та склад КРУН-10.
2. Функціональна схема силового каналу КРУН та її робота.
3. Призначення, будова та робота масляного вимикача і роз’єднувачів.
4. Призначення, будова та робота трансформатора струму і трансформатора напруги КРУН.
5. Описати послідовність проходження електричної енергії від шин високовольтного вводу до прохідних ізоляторів лінійного відсіку.
6. Обчислити витрати електричної енергії по показах лічильників, якщо відомі значення минулого місяця.

Список літератури

1. Поярков К.М. Электрические станции, подстанции и сети. Учебник для средн. сельск. проф. техн. училищ. М., «Высшая школа», 1971.

2. Марченко О.С. та ін. Несправності силового електрообладнання: навч. посібник для вузів факультетів електрифікації та автоматиз. – Київ, «Урожай» – 295с.

3. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы: Учебник для вузов. – Л. Энергоатомиздат. 1985.

 

 

Рис.1. Електрична принципова схема комплектної трансформаторної підстанції

 

Лабораторна робота №3

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

 

Конструкція асинхронного двигуна (АД)

АД складається з нерухомої частини, під назвою статор і рухомої, під назвою ротор. Статор (рис.1.4.) складається з корпуса (станини) 1, осердя 3 і обмотки 16.

Корпус 1 статора служить для закріплення осердя 3, з обмоткою 16 і підшипникових щитів 6, 10. В теперішній час корпуси невеликих машин виготовляють виробляють литтям із сірих чавунів або із алюмінієвих сплавів, а корпуса великих - із сталевого листового прокату, шляхом його зварювання.

Осердя статора 3 збирають з листів електротехнічної сталі товщиною 0,35 або 0,5 мм, які до збирання покривають з обох боків ізоляційним лаком, що обмежує величину вихрових струмів в сталі осердя. Шихтоване осердя закріплюється у повздовжньому напрямку зварюванням або скобами, яке потім закріпляється до станини стопорними гвинтами, перешкоджаючими його зміщення відносно її поверхні. Обмотка може бути одношарова або двошарова з повним або скороченим роком. Частіше всього статорну обмотку роблять з двома шарами зі скороченим кроком. Кінці обмотки виводять на затискачі текстолітової дошки, що знаходиться в коробці виводів 17, і з'єднують в схему згідно рис.1.3.

 

а) б) в)

 

Рис. 1.3. Схема обмоток і виводів асинхронних двигунів:

а – з'єднання обмоток Δ при шести виводах;

б – з'єднання обмоток Y при шести виводах;

в – з'єднання обмоток Y при трьох виводах;

 

Коробка виводів знаходиться зверху (з боку корпуса) двигуна і при установці може бути повернута в положення, яке більш пригоже для приєднання кабелю живлення через за щільник 18. в верхній частині станини знаходиться укручений такелажний прогонич – 2, який призначається для переміщення і монтажу двигуна.

Ротор АД (рис.1.4) складається з вала, осердя і обмотки. Вал 11 виготовляють з металевого (Сталь 45) круглого прокату. Він має підшипникові опори, одна з яких "плаваюча"(майже завжди зі сторони виступаючого кінця валу), а друга "фіксуюча". Підшипник 9, щовстановлюють в "фіксуючі" опори, сприймає радіальне і осьове навантаження. Підшипник 13, що встановлюють в "плаваючій" опорі, сприймає тільки радіальне навантаження, та має можливість вільного переміщення з метою запобігання заклинювання як при навантаженні, так і в наслідок теплового розширення.

Рис. 1.4. Асинхронний двигун з короткозамкнутим ротором:

1 – станина; 2 – такелажний болт; 3 – осердя статора;

4, 11 – осердя і вал ротора; 5 – кожух; 6, 10 – підшипникові

щитки; 7 – вентилятор; 8 – балансувальний вантаж;

9, 13 – кульковий і роликовий підшипники; 12 – плішка;

14 – вентиляційна лопатка; 5 – замикаюче кільце;

16 – лобова частина обмотки статора; 17 – коробка виводів;

18 – за щільник; 19 – прогонич.

 

Осердя 4 ротора виготовляють з тієї ж сталі, що і осердя статора і в спресованому стані в його пази під тиском заливають розплавлений алюміній. В двигунах з висотою обертання менш 250 мм застосовують гарячу посадку осердя на гладкий вал без плішки. В двигунах великих розмірів (потужністю більш50 кВт) осердя кріплять на валу за допомогою плішки. По кінцям осердя ротора розміщені литі замикаючі кільця 15 і вентиляційні лопатки 14. В замикаючих кільцях з обох сторін осердя розміщені пази для закріплення балансуючих вантажів 8. Підшипникові вузли складаються з підшипників, підшипникових кришок, які закривають підшипник з однієї або двох сторін, елементів ущільнення, фіксуючих і закріпляючих деталей (шайб, стопорних кілець, гайок і т. д). в підшипникових щитах 6 і 10 виготовленні центральні отвори для розміщення роликового 13 і кулькового 9 підшипників.

Охолодження відбувається за допомогою вентилятора 7, яким встановленийзовні на кінці валу 11, і вентиляційних лопаток 14, що відкидають повітря на лобові частини 16 обмотки осердя статора. Потік повітря напрямляється кожухом 5 в здовж зовнішньої поверхні станини 1 з ребрами. Кожух виготовляють з листового стального прокату і закріплюється до щита двигуна гвинтами. Кожух з торця має отвори, крізь які відбувається забір, повітря.

Лапи станини мають отвори з різьбою, в які вгвинчуються гвинти 19 для з'єднання шини заземлення. На кінці валу розташована плішка 12 для закріплення напівмуфти.

Схеми обмоток і виводів

Трифазні АД мають схему з'єднання обмоток статора, як правило, в "зірку" або "трикутник".

При з'єднанні фазних обмоток в "трикутник" кожна з фаз вмикається до повної напруги мережі (рис.1.3а).

При з'єднанні в "зірку" на кожну фазу приходиться напруга в √3 раз менша, ніж напруга мережі (рис.1.36). Така операція дозволяє застосувати один й той же двигун при двох класах напруги в мережі. Наприклад, двигун з фазною напругою обмоток 220В при з'єднанні в "трикутник", можна вмикати до мережі з напругою 220В, а з'єднавши їх в "зірку" – до мережі 380В. Тому номінальна напруга трифазних машин позначається двома цифрами 220/380.

Якщо АД розрахований на роботу тільки при одному виді напруги, то фази з'єднають у середині машині. В цьому випадку трьохфазна обмотка має тільки три (С₁,С₂,С₃) вихідних кінцях (рис.1.3в).

Для визначення впливу на мережу пускових струмів, які можуть викликати в ній різкі коливання напруги, передбачається можливість запуску АД при заниженій напрузі. У відповідності з виразом (1.6) пусковий струм двигуна пропорційний напрузі U₁, тому зменшення напруги супроводжується відносним зменшенням пускового струму.

Для АД, у яких фазна напруга дорівнює напрузі в мережі (обмотка статора з'єднана "трикутником"), може бути застосований пуск переключенням обмотки статора з "зірки" на "трикутник" (рис.1.3д).

В момент увімкнення двигуна до мережі живлення, перемикач встановлюють у положення "зірка", при якому обмотка статора з'єднується "зіркою". В цьому випадку фазна напруга на статорі понижується в л/з раз. В стільки ж разів зменшиться струм у фазних обмотках двигуна. Крім того, при з'єднанні обмоток зіркою, лінійний струм дорівнює фазному, в той час як при з'єднанні трикутником він більше фазного в √3 раз. Тобто, використання способу пуску в хід перемиканням статорної обмотки із "зірки" на "трикутник" дає зменшення пускового струму в три рази. Після того як ротор двигуна розженеться до швидкості близької до номінальної, перемикач переводить в положення "трикутник". Отриманий при цьому стрибок струму звичайно не великий і, не впливає на роботу мережі живлення. Описаний спосіб пуску має серйозний недолік, який має наступний характер: зменшення фазної напруги в √3 разів при пуску викликає зменшення пускового моменту в (√3)² = 3 рази, так як згідно виразу (1.5), пусковий момент АД, прямо пропорційний квадрату напруги. Таке значне зменшення пускового моменту обмежує використання цього способу пуску для двигунів, що вмикаються під навантаженням на валу.

 

ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Лабораторну роботу краще виконати в такій послідовності:

2.1. Записати паспортні данні двигуна (тип, схема з'єднання обмоток, номінальне значення напруги, струму, потужності, частоти обертання, коефіцієнт корисної дії та потужності, клас ізоляції та ступінь захисту) та розкрити зміст значень кожної літери, цифри та умовного позначення.

За паспортними даними з'ясувати частоту обертання магнітного поля, і розрахувати кількість пар полюсів, ковзання, очікуване значення пускового струму та потужності.

Потужність визначити з виразу: Р = √3U_л· І_л · cosφ (кВт). Одержане значення порівняти з паспортним значенням.

2.2. Перерахувати назви та призначення елементів, які належать до основних частин АД.

Зробити зовнішній огляд двигуна з метою виявлення видимих пошкоджень. Перевірити справність підшипникових щитів, для чого в ручну провернути вал двигуна. Якщо вал обертається вільно, не відчувається внутрішніх перешкод руху (торкання ротора за статор), а зусилля, що прикладається, не залежить від кута повороту валу, то це свідчить про добрий стан підшипникових щитів. При необхідності щупом виміряти зазори між сталлю ротора та статора.

Це вимірювання повинно проводитись у чотирьох точках торцевих боків машини. Повітряні зазори, виміряні у діаметрально-протилежних точках, не повинні відрізнятися більш ніж на 10%.

2.3. Перевірити справність електричної частини двигуна у наступній послідовності: омметром МБ-7 (тестер) перевірити коло обмотки; мегомметром на 500В перевірити опір ізоляції. При вимірюванні опору ізоляції машин малої та середньої потужності поляризація діелектрика проходить швидко, а також швидко встановлюються показники мегомметра. Для великих електричних машин поляризація характеризується струмом абсорбції який має найбільше значення у перший момент часу і по мірі поляризації затухає (звичайно для затухання цього струму достатньо 60 секунд). Тому за значення опору ізоляції вважають встановлене значення, яке настає через 60 секунд після прикладення напруги. Опір ізоляції обмоток повинен бути не нижче 0,5 Мом.

 

а) б) в)

 

Рис. 2.1 Схеми вимірювання опору ізоляції обмотки двигуна:

а – вимірювання ізоляції фази відносно корпусу та інших обмоток;

б – вимірювання ізоляції між обмотками;

в – вимірювання ізоляції з'єднаних обмоток відносно до корпусу.

 

Вимірювання мегомметром здійснюють дві особи:

Одна обертає рукоятку генератора, а друга доторкується частин двигуна (обмотки та корпуса) згідно схеми вимірювання, яка подана на рис.2.1.

До початку вимірювання перевіряють справність мегомметра. Для цього прилад встановлюють у горизонтальне положення та замикають на коротко його затискачі, обертають ручку генератора з частотою 120об/хв (стрілка при цьому повинна встановитися на нульову позначку "0"). Потім при розімкнутих затискачах обертають рукоятку генератора з тією ж частотою. При цьому стрілка повинна встановитися на позначку "∞" (нескінченність). Якщо стрілка відхилилась від крайніх позначок шкали більш ніж на 1 мм, то мегомметр необхідно направити на перевірку.

ФОРМА ЗВІТУ

1. Мета заняття.

2. Програма роботи.

3. Паспортні дані асинхронного двигуна.

4. Розрахункові значення частоти обертання магнітного поля, кількості пар полюсів, ковзання і потужності АД.

5. Назвати всі елементи, які належать до основних частин двигуна, їх призначення і матеріали, з яких виготовляються елементи і частини АД та занести в табл.1.

 

Таблиця 1.

	Основні частини	Назва елементів	Призна-чення	Назва матеріалу елементу, частини АД
	Статор
	Ротор
	Підшипникові щити
	Коробка виводів
	Вимірювання струму і втрат холостого ходу

 

6. Значення пускового струму І_п, струму І₀ і потужності холостого ходу занести в табл. 2.

7. Визначити коефіцієнт потужності cosφ, порівняти одержані значення пускового струму І_п та струму холостого ходу з паспортними значеннями.

 

Таблиця 2.

Схема обмотки	Напруга, В	Струм, А	Витрати, Р0	Cos φ
UА	UB	UC	ІА	ІB	ІC	РA	РB	РC

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Призначення та принцип дії трьохфазного асинхронного електродвигуна (АД).

2. Що таке ковзання ротора АД та механізм отримання електромагнітного моменту в АД?

3. Розкрити зв'язок між обертами електромагнітного поля, частотою струму та числом пар полюсів.

4. Накреслити схему з'єднання обмоток зіркою (Y) до затискачів клемної коробки.

5. Накреслити схему з'єднання обмоток трикутником (Δ) до затискачів клемної коробки.

6. З яких електротехнічних матеріалів складаються активні частини АД?

7. Написати формулу потужності АД при з’єднанні Y та Δ.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Прищеп Л.Т. Учебник сельского электрика. М., «Колос», 1973.

2. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы: Учебник для вузов. – Л. Энергоатомиздат. 1985.

Лабораторна робота №4

Автоматичного вимикача

Мета роботи:

1. Вивчити будову і принцип дії апаратів.

2. Дослідити в робочому стані основні властивості магнітного пускача та автоматичного вимикача.

3. Набути практичних навичок в читанні та складанні електричної схеми керування асинхронним двигуном за допомогою магнітного пускача.

Програма роботи:

1. По методичному посібнику і за зразками магнітних пускачів та автоматичних вимикачів вивчити їх будову, принцип дії та електричну схему.

2. Скласти електричну схему керування асинхронним двигуном за допомогою магнітного пускача та випробувати її роботу.

3. Скласти звіт згідно додатку.

 

Електромагнітний пускач

 

Загальні відомості

Електромагнітнийпускач – це електричний апарат, який призначений для дистанційного пуску і зупинки з допомогою окремо розміщеної кнопкової станції, а також захисту від струмів перенавантаження електроустановки і складається із двох основних частин: контактора і теплових реле.

Контактор – це пристрій пускача, головним елементом якого являється електромагнітний механізм (електромагніт), що приводить в дію важільну систему з контактами. Електромагніт складається із магнітопроводу і котушки.

В апаратах змінного струму застосовують шихтовані магнітопроводи, які набираються із пластин листової електротехнічної сталі. Магнітопроводи складаються з нерухомої частини – осердя і рухомої – якоря. Найрозповсюдженіші конструкції магнітопроводів для контакторів показані на рисунку 1.

Котушка електромагнітна складається з каркаса, на який намотано обмотку. Можуть застосовуватись і безкаркасні котушки, які намотуються з мідної шини на ребро І стягуються бавовняною стрічкою. Обмотку просочують електроізоляційною рідиною, а потім сушать.

В магнітних пускачах застосовують триполюсні контактори змінного струму, які мають три головні замикаючі контакти між затискачами Л1-С1, Л2-С2, Л3-С3 (рис.2) для комутації силового ланцюга. Від одного до чотирьох допоміжних, блокувальних контактів (блок-контактів) для комутації кола керування магнітного пускача.