- •Глава 1
- •1.2. Развитие электропривода в горной промышленности
- •Глава 2
- •2.1. Уравнение движения электропривода
- •2.2. Приведение статических моментов
- •2.3. Приведение моментов инерции и поступательно движущихся масс
- •2.4. Продолжительность пуска и остановки электропривода
- •2.5. Статические моменты рабочих машин
- •Глава 3
- •3.1. Основные понятия и определения
- •3.2. Механические характеристики двигателей постоянного тока
- •3.3. Механические характеристики трехфазных асинхронных двигателей
- •3.4. Механическая и угловая характеристики синхронных двигателей
- •Глава 4
- •4.1. Общие понятия и определения
- •4.2. Механические переходные процессы при линейной механической характеристике двигателя и постоянном статическом моменте
- •4.3. Электромагнитные переходные процессы в обмотках машин постоянного тока
- •4.4. Методы расчета переходных процессов
- •4.5. Энергетика переходных процессов в электроприводах
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Пуск двигателей постоянного тока
- •5.4. Тормозные режимы двигателей
- •5.5. Расчет пусковых и тормозных сопротивлений
- •Глава 6
- •6.3. Регулирование скорости асинхронных двигателей
- •Глава 7
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Электропривод по системе генератор — двигатель (г—д)
- •7.5. Многодвигательные системы электропривода
- •7.6. Каскадные схемы электропривода
- •7.7. Электропривод с электромагнитной муфтой скольжения
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Нагрев и охлаждение электрических двигателей
- •8.3. Режимы работы и нагрузочные диаграммы электроприводов
- •8.4. Выбор мощности электродвигателей при длительном режиме работы
- •8.5. Выбор мощности двигателя при кратковременном и повторно-кратковременном режимах работы
- •Глава 9
- •9.1. Классификация аппаратуры и требования, предъявляемые к ней
- •9.2. Аппаратура ручного управления
- •9.3. Командоаппараты
- •9.4. Автоматические выключатели
- •9.5. Реле управления и защиты
- •9.6. Электромагнитные контакторы
- •9.7. Пускатели
- •Глава 10
- •10.1. Общие сведения
- •10.2. Основные виды электрических схем
- •10.3. Принципы автоматического управления пуском электроприводов
- •11.1. Условия эксплуатации и требования, предъявляемые к электрооборудованию
- •11.2. Основные требования, предъявляемые к электроустановкам карьеров и приисков
- •Глава 12
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Рабочие режимы электроприводов экскаваторов
- •12.4. Системы электропривода
- •12.5. Электрооборудование экскаваторов переменного тока
- •12.6. Электрооборудование одноковшовых экскаваторов постоянного тока
- •12.7. Подвод энергии к одноковшовым экскаваторам
- •13.1. Общие сведения
- •13.2. Рабочие режимы электроприводов и способы питания многоковшовых экскаваторов
- •13.3. Требования, предъявляемые к электроприводам и электрооборудованию многоковшовых экскаваторов
- •13.4. Электрооборудование многоковшовых экскаваторов
- •13.5. Перспективы развития электроприводов и электрооборудования
- •Глава 14
- •15.1. Общие сведения
- •15.2. Режимы работы и требования, предъявляемые к электроприводу и схемам управления
- •15.3. Способы питания и схемы управления электроприводами
- •15.4. Перспективы развития электропривода, электрооборудования и схем управления конвейерными установками
- •Глава 16
- •16.1. Общие сведения
- •16.3. Электропривод и схемы управления электроприводами
- •16.5. Перспективы развития электропривода и
- •17.1. Общие сведения
- •17.2. Требования, предъявляемые к электроприводу и электрооборудованию электровозов
- •17.3. Пуск, регулирование скорости и торможение тяговых двигателей
- •17.4. Способы питания и электрооборудование карьерных электровозов
- •17.5. Перспективы развития электрооборудования электровозного транспорта
- •Глава 18
- •Глава 19
- •Глава 20
- •20.1. Общие сведения
- •20.2. Электропривод и электрооборудование водоотливных установок
- •20.3. Электропривод и электрооборудование компрессорных и вентиляторных установок
- •20.4. Электропривод и электрооборудование подъемных установок
- •20.5. Электропривод и электрооборудование вспомогательных установок
- •Глава 21
- •21.1. Основные световые величины и единицы их измерения
- •21.2. Электрические источники света
- •21.3. Осветительные приборы
- •21.4. Системы электрического освещения
- •21.5. Расчет электрического освещения
- •21.6. Схемы осветительных установок. Управление освещением
- •22.1. Общие сведения
- •22.2. Схемы распределения электрической энергии на карьерах и их выбор
- •22.3. Распределение электрической энергии на дражных полигонах и при гидромеханических способах разработки
- •Глава 23
- •23.1. Общие сведения
- •23.2. Графики электрических нагрузок
- •23.3. Методы определения расчетных электрических нагрузок
- •23.4. Определение мощности и числа трансформаторов карьерных подстанций
- •Глава 24
- •24.1. Общие сведения, виды коротких замыканий
- •24.2. Процесс протекания короткого замыкания
- •24.3. Расчет токов короткого замыкания
- •24.4. Электродинамическое и термическое действие тока короткого замыкания
- •24.5. Расчет тока короткого замыкания в сети
- •25.1. Силовые трансформаторы
- •25.2. Выключатели на напряжение свыше 1000 в
- •25.3. Воздушные разъединители
- •25.4. Приводы выключателей и разъединителей
- •25.5. Отделители и короткозамыкатели
- •25.6. Шины и изоляторы
- •25.8. Реакторы
- •25.9. Плавкие предохранители на напряжение свыше 1000 в
- •25.10. Выбор электрооборудования подстанций
- •Глава 26
- •26.1. Общие сведения
- •26.2. Схемы и устройство главных понизительных подстанций
- •26.3. Карьерные распределительные пункты
- •26.4. Передвижные комплектные трансформаторные подстанции
- •26.5. Приключательные пункты
- •Глава 27
- •27.1. Общие сведения
- •27.2. Провода и кабели, применяемые для электрических сетей карьеров и приисков
- •27.3. Конструктивное выполнение воздушных и кабельных электрических сетей
- •27.4. Выбор сечения проводов и кабелей
- •Глава 28
- •28.2. Тяговые подстанции карьеров
- •28.3. Устройство контактной сети
- •28.4. Определение мощности тяговых подстанций
- •28.5. Расчет контактной сети
- •Глава 29
- •29.1. Основные сведения
- •29.2. Максимальная токовая защита электрических сетей
- •29.3. Защита силовых трансформаторов
- •29.4. Защита электрических двигателей
- •29.5. Защита от однофазных замыканий на землю
- •29.6. Регулирование напряжения в распределительных сетях
- •29.7. Основные сведения об автоматизации систем электроснабжения
- •29.8. Перенапряжения и защита от них
- •30.3. Способы защиты от поражения электрическим током
- •30.5. Устройство защитных заземлений
- •30.7. Эксплуатация и контроль заземляющих устройств
- •31.1. Общие сведения
- •31.2. Коэффициент мощности и степень компенсации реактивной мощности
- •31.3. Основные способы повышения коэффициента мощности
- •31.4. Тарификация электроэнергии
- •31.5. Удельный расход электроэнергии
- •31.6. Электровооруженность труда.
- •31.7. Основные сведения по безопасному обслуживанию электроустановок
- •31.8. Защитные средства и правила пользования ими
25.1. Силовые трансформаторы
Силовые трансформаторы, применяемые на подстанции, могут быть масляными и сухими. В масляных трансформаторах для охлаждения и изоляции применяют трансформаторное масло. В сухих трансформаторах масло отсутствует и они, в отличие от масляных трансформаторов, являются безопасными в отношении возникновения пожара. Ввиду этого для их установки не требуется устройство специальных камер, их можно устанавливать в помещении распределительных устройств, в любом месте горной выработки и т. п. Это является основным их достоинством.
Силовые трансформаторы характеризуются следующими параметрами: номинальной мощностью (кВ-А), номинальными напряжением и током первичной и вторичной обмоток, напряжением короткого замыкания и к. п. д.
Номинальной мощностью трансформатора называют максимальную длительно допускаемую мощность нагрузки, при которой превышение температуры обмоток трансформатора не будет больше +70 °С при температуре окружающей среды +35 °С. Предельно допустимая температура нагрева верхних слоев масла при этом не должна быть больше +95 °С. Так как часть времени силовые трансформаторы работают с недогрузкой, их можно перегружать сверх номинальной мощности, о чем было сказано в главе 2.
Номинальным первичным напряжением называют линейное напряжение, указанное в паспорте, которое нужно подводить к первичной обмотке трансформатора.
Номинальным вторичным напряжением называют линейное напряжение при холостом ходе на зажимах вторичной обмотки цри номинальном первичном напряжении.
25.2. Выключатели на напряжение свыше 1000 в
Одним из основных аппаратов, применяемых на подстанциях, являются выключатели высокого напряжения, при помощи которых производится включение и отключение цепи электрического тока как вручную, так и автоматически (при коротких замыканиях и при других повреждениях).
Гашение электрической дуги, которая при разрыве цепи тока напряжением свыше 1000 В (особенно т. к. з.) получается очень мощной, происходит в специальной среде или в специальных дугогасительных устройствах. На карьерных подстанциях применяют в основном масляные и вакуумные выключатели.
Масляные выключатели делятся на многообъемные и малообъемные. В тех и других гашение электрической дуги
происходит в среде газов и паров масла, образующихся при разложении масла под действием высокой температуры дуги. На рис. 25.1 приведен общий вид многообъемного масляного выключателя ВМЭ-6. Выключатель состоит из стального бака 10, наполненного минеральным маслом. На верхней крышке бака 1 смонтированы шесть проходных изоляторов 2, внутри которых проходят токоведущие стержни 3, на них укреплены неподвижные контакты 5 (по два контакта на фазу). На изоляционных штангах в укреплены подвижные контакты 9. Под крышкой расположен механизм выключения 6 с главным валом 7. Поворот вала по часовой стрелке приводит к замыканию неподвижных контактов 5 с подвижными 9; при повороте вала против часовой стрелки происходит размыкание контактов. Бак снабжен маслоуказателем 11 и маслоспускной пробкой 12. Между фазами внутри бака установлены фанерные перегородки 13. На крышке выключателя установлен маслоотделитель 4.
В момент размыкания контаков возникает электрическая дуга. Под действием высокой температуры масло испаряется и разлагается, вследствие чего вокруг контактов и дуги образуется так называемый газовый пузырь. Газовая среда, образовавшаяся при разложении масла, состоит в основном (70 %) из водорода, который обладает высокой теплоемкостью и диэлектрической прочностью. Водородная среда ускоряет охлаждение дуги, а высокая диэлектрическая прочность затрудняет восстановление ее после достижения переменным током нулевого значения.В масляном выключателе гашение дуги
совершается в течение 0,1 с. Энергия дуги растрачивается на испарение и разложение масла.
Масляные выключатели с большим объемом масла устанавливают в специальных бетонных камерах или стальных каркасах для обеспечения безопасности от взрыва или пожара.
На рис. 25.2 приведен общий вид масляного выключателя ВМП-10 с малым объемом масла. В этих выключателях масло служит дугогасящей средой, а изоляция контактов и фаз осуществляется фарфоровыми изоляторами. Выключатель состоит из трех горшков 1, укрепленных с помощью изоляторов 2 на раме 3. На этой же раме укреплен главный вал 5 приводного механизма, который с помощью тяг 4 соединен с подвижными контактами выключателя. Для смягчения ударов при отключении имеются масляные 6 и пружинные демпферы. На раме предусмотрен болт 7 для заземления.
Гашение дуги в камере происходит следующим образом (рис. 25.3). При образовании дуги происходит разложение масла и резко увеличивается давление в нижней части камеры, под действием которого масло по поперечному каналу перегоняется в верхнюю часть цилиндра. Поток масла пересекает дугу, дуга удлиняется, интенсивно охлаждается и быстро гаснет, достоинством малоообъемных масляных выключателей является то, что они взрывобезопасны из-за малого количества масла, поэтому для установки их не требуется устройство специальных бетонных взрывных камер.
Но масляные выключатели имеют существенные недостатки, к которым следует отнести:
специальную подготовку масла и контроль за его качеством и уровнем в выключателе; сложное маслохозяйство; взрыво- и пожароопасность, необходимость в процессе эксплуатации постоянного наблюдения, многократных ревизий и ремонтов; малую надежность
работы при низких температурах из-за увеличения вязкости масла.
Из-за приведенных недостатков масляные выключатели относятся к числу ненадежных элементов электроснабжения карьера. Очевидна необходимость их замены более современными надежными выключателями.
Наиболее перспективными для применения в системе электроснабжения открытых горных разработок и приисков являются вакуумные выключатели.
Основными достоинствами вакуумных выключателей являются: большой срок службы без ревизий и ремонтов; взрыво- и пожаробезопасность; широкий рабочий диапазон по температуре окружающей среды (от —50 до +50 °С); высокое быстродействие, время отключения не более 0,025 с, время включения 0,01—0,05 с; низкие эксплуатационные расходы на обслуживание; удобство и высокая электробезопасность обслуживания.
На рис. 25.4 приведен разрез вакуумной дугогасительной камеры КДВ-27. Неподвижный / и подвижный 8 контакты с наконечниками 5 помещены в камеру с высоким вакуумом (1,3- 10-3Па и ниже). Разрыв цепи тока происходит в вакууме. Принцип действия вакуумной дугогасительной камеры заключается в гашении электрической дуги в парах металла контактов, резком падении плотности пара при подходе тока к нулю и быстром нарастании сопротивления дугового промежутка, отчего и гаснет дуга.
Опыт эксплуатации вакуумных выключателей на открытых разработках подтвердил их преимущества по сравнению с масляными. В настоящее время вакуумные выключатели широко применяют на карьерах многих горных предприятий.
Автогазовые выключатели используют для напряжений до 10 кВ. В автогазовых выключателях гашение дуги осуществляется за счет обдува дуги газами, которые образуются в самом выключателе под действием высокой температуры дуги. В этих выключателях используют свойство некоторых материалов выделять под действием высокой температуры газы. Таким свойством, например, обладает фибра и органическое стекло.