- •Электрические и электронные аппараты конспект лекций
- •Оглавление
- •Лекция № 1.
- •1. Общие сведения об электрических и электронных аппаратах
- •1.1. Предмет и задачи изучения дисциплины, её значение для подготовки дипломированных специалистов
- •1.2. Понятие об электрическом и электронном аппарате
- •1.3. Электрические и электронные аппараты как средства управления режимами работы, защиты и регулирования.
- •1.4. Расположение электрических аппаратов в установке по производству, распределению и потреблению электрической энергии
- •1.5. Требования, предъявляемые к электрическим аппаратам
- •1.6. Особенности схем электроустановок и общие требования к их выполнению
- •Лекция № 2.
- •2.1. Свойства электрической дуги и условия её гашения
- •2.1.1. Свойства дугового разряда
- •2.1.2. Вольт-амперная характеристика дуги (вах)
- •2.1.3. Условия гашения дуги постоянного тока
- •2.1.4. Энергия, выделяемая в дуге
- •2.1.5. Условия гашения дуги переменного тока
- •Лекция № 3
- •2.1.6. Способы гашения электрической дуги
- •2.1.7. Дугогасительные устройства постоянного и переменного тока
- •2.1.8. Применение полупроводниковых приборов для гашения дуги
- •Лекция № 4
- •2.2. Электрические контакты
- •2.2.1.Общие сведения
- •2.2.2. Режимы работы контактов
- •2.2.3. Материалы контактов
- •2.2.4. Конструкция твёрдометаллических контактов
- •2.2.5. Жидкометаллические контакты
- •2.2.6. Расчёт контактов аппаратов
- •Лекция № 5
- •2.3. Электродинамические усилия в электрических аппаратах
- •2.3.1. Общие сведения
- •2.3.2. Методы расчёта электродинамических усилий (эду)
- •2.3.3. Усилия между параллельными проводниками
- •2.3.4. Усилия и моменты, действующие на взаимно перпендикулярные проводники
- •2.3.5. Усилия в витке, катушке и между катушками
- •Лекция № 6
- •2.3.6. Усилия в месте изменения сечения проводника
- •2.3.7. Усилия при наличии ферромагнитных частей
- •2.3.8. Электродинамические усилия при переменном токе
- •2.3.9. Электродинамическая стойкость электрических аппаратов
- •2.3.10. Расчёт динамической стойкости шин
- •Лекция 7
- •2.4. Нагрев электрических аппаратов
- •2.4.1. Общие сведения
- •2.4.2. Активные потери энергии в аппаратах
- •2.4.3. Способы передачи тепла внутри нагретых тел и с их поверхности
- •2.4.4. Установившийся режим нагрева
- •2.4.5. Нагрев аппаратов в переходных режимах
- •2.4.6. Нагрев аппаратов при коротком замыкании
- •2.4.7. Допустимая температура частей электрических аппаратов
- •2.4.8. Термическая стойкость электрических аппаратов
- •Лекция № 8
- •3.1. Электромагнитные контакторы переменного тока
- •3.1.1. Назначение контакторов
- •3.1.2. Классификация контакторов
- •3.1.3. Область применения контакторов
- •3.1.4. Узлы контактора и принцип его действия; физические явления, происходящие в электрическом аппарате
- •3.1.5. Параметры контакторов
- •Лекция № 9
- •3.1.6. Контакторы переменного тока, их конструкция и параметры
- •3.1.6.1.Контактная система
- •3.1.6.2. Электромагнитные системы: физические явления, происходящие в электрических аппаратах
- •3.1.6.3. Конструкция контакторов переменного тока
- •3.1.6.4. Контакторы серии кт6600
- •3.1.6.5. Контакторы серии кт64 и кт65
- •3.1.6.6.Контакторы серии мк
- •3.1.6.7. Контакторы переменного тока на напряжение 1140 в
- •3.1.6.8. Контакторы переменного тока вакуумные
- •3.1.6.9. Выбор, применение и эксплуатация контакторов
- •Лекция № 10
- •3.2. Электромагнитные контакторы постоянного тока
- •3.2.1. Режимы работы контакторов, физические явления, происходящие в электрических аппаратах
- •3.2.2. Контакторы постоянного тока, их конструкция и параметры
- •3.2.3. Контакторы серии кпв-600
- •3.2.4. Контакторы типа ктпв-600
- •3.2.5. Контакторы типа кмв. Контакторы серии кп81
- •3.2.6. Выбор электрических аппаратов
- •3.3.3. Конструкция и схема включения
- •3.3.4. Магнитные пускатели серии пмл
- •3.3.5. Пускатели серии пма
- •3.3.6. Нереверсивные пускатели
- •3.3.7. Схема включения нереверсивного пускателя
- •3.3.8. Реверсивный магнитный пускатель
- •3.3.9. Схема включения реверсивного пускателя
- •3.3.10. Выбор магнитных пускателей
- •Лекция №12
- •4.1. Электромагнитные реле
- •4.1.1. Назначение и область применения реле
- •4.1.2. Классификация реле
- •4.1.3.Устройство и принцип действия и электромагнитных реле, физические явления в электрических аппаратах
- •Поляризованные электромагнитные системы
- •4.1.4. Основные характеристики и параметры реле
- •4.1.5. Требования, предъявляемые к реле
- •4.1.6. Согласование тяговых и противодействующих характеристик реле
- •4.1.7. Электромагнитные реле тока и напряжения для защиты энергосистем, управления и защиты электропривода
- •4.1.8. Выбор, применение и эксплуатация максимально-токовых реле
- •Iуст.(1,3 – 1,5)Iпуск ,
- •I уст 0,75i пуск .
- •4.2.2. Основные параметры герконового реле
- •4.2.3. Конструкции герконовых реле
- •4.2.4. Реле тока на герконе
- •4.2.5. Поляризованные гр
- •4.2.6. Управление герконом с помощью ферромагнитного экрана
- •Лекция № 15
- •5.1. Тяговые электромагниты
- •5.1.1. Основные понятия, физические явления в электрических аппаратах
- •5.1.2. Энергия магнитного поля и индуктивность системы
- •5.1.3. Работа, производимая якорем магнита при перемещении
- •5.1.4. Вычисление сил и моментов электромагнита
- •5.1.5. Электромагниты переменного тока
- •5.1.6. Короткозамкнутый виток
- •5.1.7. Статические тяговые характеристики электромагнитов и механические характеристики аппаратов
- •Лекция № 17
- •6.1. Предохранители низкого напряжения
- •6.1.1. Назначение, принцип действия и устройство предохранителя
- •6.1.2. Параметры предохранителя
- •6.1.3. Конструкция предохранителей
- •6.1.4. Предохранители с гашением дуги в закрытом объёме
- •6.1.5. Предохранители с мелкозернистым наполнителем (пн-2, прс)
- •6.1.8. Предохранитель-выключатель
- •6.1.9. Выбор, применение и эксплуатация предохранителя для защиты электродвигателя и полупроводниковых устройств
- •Лекция № 18
- •6.2 Автоматические воздушные выключатели (автоматы)
- •6.2.1. Назначение, классификация и область применения автоматов
- •6.2.2. Требования, предъявляемые к автоматам
- •6.2.3. Узлы автомата и принцип его действия, физические явления в электрическом аппарате
- •6.2.4. Основные параметры автомата
- •6.4. Изменение тока цепи и напряжения на контактах в процессе отключения
- •6.2.5. Универсальные и установочные автоматы
- •6.2.8. Выбор, применение и эксплуатация автоматических воздушных выключателей
- •Лекция № 23
- •7.4. Токоограничивающие реакторы
- •7.4.1. Назначение, область применения и принцип работы реактора, физические явления в электрическом аппарате
- •7.4.2. Основные параметры реактора
- •Лекция № 24
- •7.5. Разрядники
- •7.5. Назначение, область применения разрядников
- •7.5.1. Требования, предъявляемые к разрядникам
- •7.5.2. Основные параметры разрядников
- •7.5.4. Конструкции разрядников, физические явления в них
- •7.5.5. Трубчатые разрядники, физические явления в них
- •7.5.8. Ограничители перенапряжения, физические явления в электрических аппаратах
- •7.5.9. Выбор разрядников
- •Лекция № 25
- •7.6. Предохранители высокого напряжения
- •7.6.1. Назначение предохранителей
- •7.6.2. Требования, предъявляемые к предохранителям вн
- •7.6.3. Принцип действия, устройство и основные параметры предохранителей вн, физические явления в электрических аппаратах
- •7.6.4. Предохранители с мелкозернистым наполнителем серий пк и пкт
- •7.6.5. Предохранители серии пктн
- •7.6.6. Предохранители с автогазовым, газовым и жидкостным гашением дуги
- •7.6.7. Выбор, применение и эксплуатация предохранителей вн
- •I отк. Пред I кз. Уст лекция № 26
- •8.1. Измерительные трансформаторы тока (тт)
- •8.1.1.Назначение, принцип действия, включение трансформатора тока
- •8.1.2. Основные параметры трансформаторов тока
- •8.1.3. Режимы работы трансформаторов тока
- •I'1апер,i2апер,I'0апер– кривые апериодической составляющей первичного, вторичного тока и апериодической составляющей намагничивающего тока
- •8.1.4. Конструкция и принцип действия трансформаторов тока, физические явления в электрическом аппарате
- •8.1.5. Выбор трансформаторов тока
- •Список рекомендованной литературы
- •Список вопросов кзачетупо ЭиЭа
6.2.5. Универсальные и установочные автоматы
Выключатели изготавливаются в основном на токи от 6,3 А до 6300 А и U до 1000 В переменного тока и 440 В постоянного тока в соответствии со стандартизованными шкалами токов и напряжений.
а) Автоматы серии А-3700. Iном=160-630А при ~U до 660 В и постоянном до 440 В.
Iдоп.КЗ =200 кА. Износостойкость (5-10)10циклов. Автомат может снабжаться электромагнитным приводом для дистанционного управления.
б) Выключатели серии ВА51 и ВА52. Серии выполняются на токи 63-630 A, U до
660 В ~ тока частотой 50 и 60 Гц и до 440 В постоянного тока с многообразием модификаций по набору и сочетанию расцепителей. Привод ручной или двигательный.
в) выключатели серии ВА53, ВА55 и ВА75 по конструкции представляют собой продолжение серии ВА51 в сторону больших токов (до 4000 А) при тех же напряжениях. В этих сериях применяются полупроводниковые максимальные расцепители. Отключаемый ток до 135кА при 380 В и 160 кА при 440 В.
г) Выключатели на напряжение 1.140 В. Такой выключаель (серии А3790) разработан на базе А3700 на ток 630 А с предельно допустимым током КЗ 25 кА при 1140 В, 12 кА при 660 В переменного тока и 50 кА при 440 В постоянного тока. Механическая износостойкость 16000 циклов, коммутационная износостойкость при 1140 В - 600 циклов, а при 660 В -1000 циклов.
6.2.8. Выбор, применение и эксплуатация автоматических воздушных выключателей
1. Номинальное значение напряжения Uном.а и тока Iном.а автомата, ток нагрузки Iном.н и напряжения сети Uном.с должны удовлетворять соотношениям
Uном.а >= Uном.с; Iном.а >= Iном.н
2. Для автомата защиты двигателя, работающего в повторно-кратковременном режиме, номинальный ток расцепителя принимается равным току двигателя в режиме ПВ=25%.
3. Для автоматов защиты двигателей с КЗ ротором ток уставки электромагнитного расцепителя
Iуст. эм >=(2,5-3) Iном. дв
Для группы короткозамкнутых двигателей
,
где разность (Iп - Iном дв) берется для двигателей, у которых она наибольшая.
5. Для двигателя с фазным ротором
.
6. Для группы двигателей с фазным ротором
,
где - ток двигателя с наибольшим пусковым током.
7. Для двигателей, работающих в тяжелом или повторно-кратковременном режиме, номинальный ток теплового или комбинированного расцепителя
.
8. Выбор по току КЗ :
а) для автоматов с электромагнитным расцепителем
Iкз /.
б) для автоматов с комбинированным расцепителем
1к/1н расц>3 Iкз /.
9. Предельный ток отключения автомата Iоткл.авт должен быть не мене тока Ik.
Лекция № 23
7.4. Токоограничивающие реакторы
7.4.1. Назначение, область применения и принцип работы реактора,
физические явления в электрическом аппарате.
7.4.2. Основные параметры реактора.
7.4.3. Бетонные реакторы.
7.4.4. Масляные реакторы.
7.4.5. Сдвоенные реакторы.
7.4.6. Выбор, применение и эксплуатация реакторов.
7.4.1. Назначение, область применения и принцип работы реактора, физические явления в электрическом аппарате
Реактор-это ЭА в виде катушки с постоянным индуктивным сопротивлением X=L, предназначенный для ограничения ударного тока КЗ в мощных сетях и поддержания напряжения на шинах при аварийном режиме.
Реакторы устанавливаются на отходящих фидерах (1 и 2) рис. 7.4.1 и между секциями сборных шин 3.
Рис. 7.4.1. Схемы включения токоограничивающих реакторов:
1 - фидерный; 2- фидерный групповой; 3 – межсекционный; 4 - сдвоенный.
Распределение напряжений в цепи с реактором показано на рис. 7.4.2.
Следует отметить, что при номинальном режиме потери напряжения на реакторе не равны численно падению напряжения Up на нем (рис. 7.4.2, а и б) и существенно зависят от величины Cos ( 0 при Cos =1; = Up при Cos =0; 5Up при Cos=0,8). Таким образом, при нормальном режиме обеспечивается допустимое (3-4%) отклонение напряжения у потребителей. При КЗ Cos 0 и большая часть напряжения приходится на реактор (рис. 7.4.2,б), вследствие чего на сборных шинах поддерживается высокое остаточное напряжения, значение которого зависит от соотношения сопротивления сети до реактора и самого реактора
165
Рис. 7.4.2. Распределение напряжений в цепи с реактором:
а) при номинальном токе, б) при КЗ