Раздел 5. Бесконтактные полупроводниковые аппараты. Датчики

Тема 5.1 Полупроводниковые и операционные усилители, полупроводниковые реле и коммутирующие аппараты

Содержание программы

Бесконтактные ЭА. Назначение, принцип действия, технические характеристики, электрические схемы полупроводниковых и операционных усилителей, полупроводниковых реле, тиристорных контакторов и пускателей.

 

Методические указания

 

Бесконтактные электрические аппараты предназначены для включения и октлючения (коммутации) элеткрической цепи без её разрыва. Принцип их действия основан на изменении тока в элеткрической цепи при воздействии на нее управляющего сигнала. Основой для создания бесконтакных аппаратов являются различные нелинейные элементы: ферромагнитные сердечники с обмотками и полупроводниковые приборы (транзисторы, интегральные микросхемы, тиристоры, оптоэлектронные приборы и др.).

Бесконтакная полупроводниковая аппаратура используется в тех случаях, когда нужно плавно изменить параметры (регуляторы, регулируемые электроприводы); осуществлять частую коммутацию электрической цепи, при которой контактные аппараты быстро изнашиваются; высокое быстродействие; передавать сигналы, несущие малую энергию; применять эти устройства в любой среде, даже во взрыво- и пожароопасной.

Совмещение достоинств электромеханических и бесконтаткных аппаратов способствовало созданию гибридных аппаратов, в которых измерительная часть на полупроводниковых приборах сочетается с электромеханической исполнительной частью.

 

Литература

[2] стр. 403-465.

 

Контрольные вопросы

1. Поясните, в чем принцип работы бесконтактных полупроводниковых аппаратов.

2. Изобразите схему операционного усилителя.

3. Изобразите схему бесконтактного полупроводникового пускателя.

 

Тема 5.2 Классификация датчиков, их устройство и принцип действия

Содержание программы

Классификация датчиков по характеру формирования выходного сигнала, принципу действия, характеру изменения выходного сигнала, диапазону изменения выходного сигнала.

Контактные электрические, потенциометрические, электромагнитные, емкостные, индуктивные, термоэлектрические, фотоэлектрические, пьезоэлектрические датчики, датчики холла. Назначение, устройство, принцип действия.

 

Методические указания

 

Датчик– это элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (температуру, давление, частоту, силу света, электрическое напряжение, ток и т.д.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, обработки, регистрации, а иногда и для воздействия им на управляемые процессы.

В зависимости от вида входной (измеряемой) величиныразличают: датчики механических перемещений (линейных и угловых), пневматические, электрические, расходомеры, датчики скорости, ускорения, усилия, температуры, давления и др.

По виду выходной величины, в которую преобразуется входная величина, различают неэлектрическиеиэлектрические: датчики постоянного тока (ЭДС или напряжения), датчики амплитуды переменного тока (ЭДС или напряжения), датчики частоты переменного тока (ЭДС или напряжения), датчики сопротивления (активного, индуктивного или емкостного) и др.

По принципу действия датчики можно разделить на два класса: генераторные и параметрические (датчики-модуляторы). Генераторные датчики осуществляют непосредственное преобразование входной величины в электрический сигнал.

Параметрические датчики входную величину преобразуют в изменение какого-либо электрического параметра (R, L или C) датчика.

По принципу действия датчики также можно разделить на омические, реостатные, фотоэлектрические (оптико-электронные), индуктивные, емкостные и д.р.

 

Литература

[2] стр.466-483;

[3] стр. 217-241.

 

Контрольные вопросы

1. Расскажите, каким образом классифицируются датчики по характеру формирования выходного сигнала.

2. Расскажите, каким образом классифицируются датчики по принципу действия.

3. Опишите назначение принцип действия и устройство каждого типа датчиков.

 

Раздел 6. Высоковольтное оборудование распределительных устройств

Тема 6.1 Электрические аппараты станций и подстанций

Содержание программы

Выключатели высоковольтные, разъединители, реакторы и разрядники, измерительные трансформаторы тока и напряжения, предохранители. Назначение, типы, основные параметры.

 

Методические указания

 

Электрические аппараты высокого напряжения используются в электроэнергетических системах (объединенных и автономных) для осуществления всех необходимых изменений схем выдачи мощности и электроснабжения потребителей в нормальном эксплуатационном режиме и в аварийных условиях, обеспечения непрерывного контроля за состоянием систем высокого напряжения, ограничения возникающих в процессе эксплуатации перенапряжений и токов короткого замыкания (КЗ), а также для компенсации избыточной зарядной мощности линий в нормальных и аварийных режимах. Иными словами с помощью электрических аппаратов высокого напряжения осуществляется управление энергетическими системами в самом широком смысле этого понятия.

По функциональному признаку аппараты высокого напряжения подразделяются на следующие виды:коммутационные аппараты (выключатели, выключатели нагрузки, разъединители, короткозамыкатели, отделители); измерительные аппараты (трансформаторы тока и напряжения, делители напряжения);ограничивающие аппараты (предохранители, реакторы, разрядники, нелинейные ограничители перенапряжений); компенсирующие аппараты (управляемые и неуправляемые шунтирующие реакторы).Коммутационные аппараты используются для формирования необходимых схем выдачи мощности от электростанций, ее передачи на расстояние и схем электроснабжения потребителей.

 

Литература

[3] стр.339-348;

 

Контрольные вопросы

 

1. Перечислите основные типы аппаратов высокого напряжения.

2. Опишите назначение, устройство и принцип действия основных аппаратов высокого напряжения.

 

Тема 6.2 Комплектные распределительные устройства 6-10 кВ

Содержание программы

Назначение подстанций и распределительных устройств. Классификация распределительных устройств, их конструкция.

 

Методические указания

 

Комплектное распределительное устройство (КРУ) — сложная электрическая установка, служащая для приёма и распределения электрической энергии.

Распределительное устройство состоит из набора коммутационных аппаратов, соединительных и сборных шин, средств учёта, измерения и вспомогательных устройств РЗА(устройства релейной защиты и автоматики).

Комплектные распределительные устройства используются для внутренней и для наружной установки (тогда сокращенно они называются КРУН). КРУ используются там, где необходимо компактное размещение распределительного устройства. В частности, КРУ применяют на городских станциях, электрических подстанциях.

 

Литература

[2] стр.681-691;

 

Контрольные вопросы

 

1. Поясните, для чего предназначены подстанции и распределительные устройства.

2. Перечислите классификацию распределительных устройств.

3. Опишите основную конструкцию распределительных устройств.

 

Раздел 7. Неисправности и ремонт электрических аппаратов. Условные обозначения электрических аппаратов на схемах и чертежах

Тема 7.1 Виды и причины износа, характерные неисправности и ремонт электрических аппаратов

Содержание программы

Виды ми причины износа ЭА. Характерные неисправности, способы ремонта.

Методические указания

 

В процессе эксплуатации электрические аппараты управления и защиты изнашиваются и устаревают. В связи с этим для обеспечения надежной работы и коммутационной способности, необходимо проводить их регулярное обслуживание и ремонт.

Перед установкой электрических аппаратов необходимо проверить их комплектность, состояние рабочих поверхностей, работу деталей механизма, соответствие аппарата номинальному напряжению и току.

В тепловых и токовых реле проверяют соответствие паспортных данных номинальному току защищаемого электрооборудования.

Автоматические выключатели рассчитаны на длительную работу без зачистки контактов и смены каких-либо частей. Износившийся или вышедший из строя аппарат заменяют новым.

 

Литература

[1] стр.133-140;

 

Контрольные вопросы

1. Объясните, что называется ремонтом.

2. Расскажите о основных видах и причинах износа ЭА вы знаете.

Практическая работа №5

Ремонт, регулировка и настройка параметров ЭА.

Методические указания

 

Электромагнитные аппараты реле, контакторы, магнитные пускатели перед включением необходимо осмотреть и убедиться в легкости хода всех подвижных частей, замкнув магнитную систему несколько раз от руки. Все перекосы и заклинивания должны быть устранены.

При ремонте контакторов и магнитных пускателей их надо разобрать, очистить от пыли и грязи. Изношенные и поврежденные детали заменить новыми.

При определении характера повреждения катушек необходимо обращать внимание на состояние их каркаса, обрывы и витковые замыкания в обмотках. Витковые замыкания характеризуются сильным нагревом катушки и снижением силы ее тяги.

Ремонт дугогасительных устройств электрических аппаратов заключается в замене поврежденных деталей, очистке пластин и щек дугогасительных решеток от нагара и частиц оплавленного металла. Нагар с пластин дугогасительной решетки удаляют деревянной лопаткой или мягкой стальной щеткой, а затем промывают их бензином. Сильно оплавленные пластины заменяют новыми, собирая их при помощи шаблона, имеющего вид гребенки.

 

Литература

[4] стр. 54-58

 

Контрольные вопросы

1. Расскажите о основных неисправностях реле, контакторов.

2.Расскажите о основных неисправностях автоматических выключателей.