WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 |
Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Методические указания для практических занятий студентов вузов, обучающихся по специальностям 140211 «Электроснабжение (по отраслям)», 110302 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», направлениям 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и 110800 «Агроинженерия» очного и заочного отделений Тамбов Издательство ГОУ ВПО ТГТУ 2011 1 УДК 625.547 ББК 29-5-08я73-5 З-342 Рецензент Доктор технических наук, профессор кафедры «Биомедицинская техника» ГОУ ВПО ТГТУ, заслуженный изобретатель РФ Е.И. Глинкин Составители:

Ж.А. Зарандия, Е.А. Иванов, Е.А. Печагин З-342 Эксплуатация электрооборудования : методические указания / сост. : Ж.А. Зарандия, Е.А. Иванов, Е.А. Печагин. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2011. – 44 с. – 50 экз.

Содержат варианты практических заданий и необходимый для их выполнения теоретический материал и справочные данные. В приложении приведены кроссворды, предназначенные для проверки остаточных знаний студентов.

Предназначены для студентов вузов, обучающихся по специальностям 140211 «Электроснабжение (по отраслям)», 110302 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», направлениям 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и 110800 «Агроинженерия» очного и заочного отделений.

УДК 625.547 ББК 29-5-08я73-5 © Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» (ГОУ ВПО ТГТУ), 2011 2 ВВЕДЕНИЕ Методические указания для практических занятий по дисциплинам «Основы эксплуатации электрооборудования» для студентов специальности 140211 – Электроснабжение (по отраслям), «Эксплуатация электрооборудования»: 110302 – Электрификация и автоматизация сельского хозяйства, направлений 140400 – Электроэнергетика и электротехника (профиль – Электроснабжение) и 110800 – Агроинженерия (профиль – Электрооборудование и электротехнологии) очного и заочного отделений.

Основными целями и задачами данных методических указаний являются расширение возможностей для самостоятельной работы студентов, закрепление теоретических знаний, полученных на лекциях, практических и лабораторных занятиях, развитие творческого и логического мышления студентов.

Ниже представлены четыре раздела: Эксплуатация воздушных линий, Эксплуатация кабельных линий, Эксплуатация трансформаторов и Эксплуатация электрических машин. Каждый раздел содержит варианты практических заданий и необходимый для их выполнения теоретический материал и справочные данные. В приложении приведены кроссворды, предназначенные для проверки остаточных знаний студентов.

1. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ (ВЛ) Задача 1.1. Воздушная линия соединяет источник энергии с потребителем. Вид потребителя определяется по табл. 1.1 в соответствии с номером варианта (это может быть либо асинхронный двигатель (АД), либо трансформатор (Т), либо синхронный двигатель (СД). Технические данные выбираются в зависимости от номера варианта из соответствующей таблицы; либо потребитель задаётся непосредственно значением потребляемой нагрузки в МВт и МВА). Считать, что все трансформаторы работают в повышающем режиме.

Воздушная линия Источник Потребитель энергии Рис. 1.1. Для данной схемы по заданной нагрузке, материалу провода и числу часов использования максимума нагрузки выбрать воздушную линию по экономической плотности тока.

2. Для данной схемы по заданной нагрузке выбрать воздушную линию по допустимому нагреву.

3. Определить поправочный температурный коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ 1.1. Выбор сечения проводников по экономической плотности тока.

Сечения проводников должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение S, мм2, определяется из соотношения I S =, Jэ где I – расчётный ток в час максимума энергосистемы, А; Jэ – нормированное значение экономической плотности тока, А/мм2, для заданных условий работы, выбираемое по табл. 1.2.

Для АД и СД Pн Ip =, 3 U cosн где Pн – номинальная активная мощность, кВт; U – номинальное напряжение, В; cosн – коэффициент мощности; – КПД двигателя.

Для трансформаторов Sном.т Iр = 3 Uном.т Сечение, полученное в результате указанного расчёта, округляется до ближайшего стандартного сечения. Расчётный ток принимается для нормального режима работы, т.е. увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается.

2. Соблюдение режима термической стойкости провода.

По полученному значению расчётного тока потребителя выбираем сечение провода исходя из условия:

Iр Iдд, где Iдд – длительно допустимый ток, А.

3. Соблюдение режимов работы линии по токам нагрузки.

Провода воздушных линий при протекании по ним электрического тока нагреваются. Правилами устройств электроустановок установлена предельно допустимая температура голых проводов при длительном протекании тока, равная 70 °С. Для проводов ВЛ предусмотрены длительно допустимые токовые нагрузки Iн, рассчитанные из условия равенства температуры окружающей среды 25 °С (длительно допустимые токовые нагрузки голых проводов на открытом воздухе приводятся в [1, гл. 1.3]).

Если температура окружающей среды отличается от +25 °С, длительно допустимую нагрузку It определяют с учётом поправочного коэффициента:



tпр - tокр It = kIн, k =, tпр - где tпр – предельно допустимая температура нагрева провода; tокр – температура окружающей среды.

Предельно допустимые токовые нагрузки допускаются только в аварийных случаях. Во всех остальных случаях ток должен быть не больше рабочего максимального, взятого в качестве исходного параметра при расчёте и выборе проводов низковольтной сети. Режим напряжения линии контролируется на вторичных зажимах трансформатора (на вводах потребителя). При отклонении напряжения выше допустимого пользуются переключателем трансформатора (в отключённом состоянии).

4. Перегрузка провода.

Возможную перегрузку провода в интервале температур воздуха 0…40 °С и скорости ветра 1…5 м/с определяют по номограммам, где Vв – скорость ветра, м/с; kп – кратность допустимой перегрузки по отношению к номинальной.

На рисунке 1.2 по оси ординат откладывают тепловые потери на охлаждение провода на 1 м (Qохл, Вт/м), а по оси абсцисс – скорость ветра (Vв, м/с). Зависимости тепловых потерь при температуре окружающего воздуха 0° и + 40 °С и температурах провода определяют для 70, 80 и 90 °С, что соответствует кратности перегрузки 1,25…2,0 номинальных значений.

Рис. 1.2. Номограммы зависимости тепловых потерь на охлаждение Справа от номограммы расположена ещё одна номограмма, на которой по оси ординат откладывается теплоотдача (Qнаг, Вт/м), а по оси абсцисс – кратность допустимой перегрузки по отношению к номинальной.

Зависимости теплоотдачи от кратности допустимой перегрузки по отношению к номинальной даны при температурах провода 50, 70, 80 и 90 °С и перегрузках 1,25…2,0 номинальных значений.

Определение возможной перегрузки провода АС 25/4,2 принимаем по номограммам при следующих условиях:

1) скорость ветра V1 = 1,5 м/с и V2 = 2 м/с;

2) температура провода пр = 80 °С и пр = 70 °С 3) температура воздуха в = +40 °С и в = 0 °С.

От оси абсцисс при V1 = 1,5 м/с проводим перпендикуляр до пересе чения с кривой, соответствующей пр = 80 °С и в = 40 °С и находим точку 1. Из точки 1 проводим прямую, параллельную оси абсцисс, до пересе чения с кривой второй номограммы, соответствующей пр = 80 °С, и находим точку 3. Из точки 3 опускаем перпендикуляр до пересечения с осью абсцисс и получаем кратность допустимой перегрузки (kп) по отношению к номинальной, в конкретном случае kп = 1,2.

Соответственно при V2 = 2 м/с получаем точки 2 и 4 при температуре провода пр = 70 °С и температуре воздуха в = 0 °С. Кратность допустимой перегрузки по отношению к номинальной получается kп = 1,75.

Таким образом, при изменении скорости ветра от 1,5 до 2 м/с, изменении температуры провода от 70 и 80 °С и изменении температуры воздуха от +40 до 0°С кратность допустимой перегрузки по отношению к номинальной изменяется от 1,2 до 1,75, т.е. увеличивается на 55%.

Делая вывод из данных рассуждений, можно отметить, что при нормальных условиях эксплуатации пр = 50…70 °С; в = 0…40 °С;

Vв = 1…5 м/с можно уверенно перегружать воздушные линии на 30…35% по отношению к номинальной нагрузке.

Примеры решения задач.

1. Для потребителя Sном = (2 + j3) МВА, напряжение Uн = 10 кВ.

Число часов использования максимума нагрузки 3500 часов. Провода медные.

Определяем расчётную нагрузку потребителя:

S P2 + Q2 22 + 32 Iр = = = = 20,8 А.

3U 3U 3 Экономическая плотность тока jэ = 2,1.

Экономически обоснованное сечение провода Iр 20,Sэ = = = 9,92 мм2.

jэ 2,Округляем до ближайшего стандартного сечения 10 мм2.

В случае другого вида нагрузки расчётный ток определяется по соответствующей формуле.

Для АД и СД Pн Iр =.

3 U cosн Для трансформаторов Sном.т Iр =.

3 Uном.т 2. Для потребителя Sном = (2 + j3) МВА, напряжение Uн = 10 кВ.

Выбрать сечение провода исходя из условий термической стойкости.

S P2 + Q2 22 + 32 Iр = = = = 20,8 А.

3U 3U 3 Исходя из условия Iр Iдд выбираем провод сечением 10 мм2.

3. Найти поправочный температурный коэффициент для окружающей среды с температурой 45 °С и провода с предельной температурой 67 °С.

tпр - tокр 67 - k = = =0,7.

tпр - 25 67 - 1.1. Исходные данные № Материал Потребитель Uн, кВ Tmax, ч tокр, °С tпр, °С варианта провода 1 10 + j10 35 1500 Медь 22 2 2 + j3 10 2000 Алюминий 10 3 1 + j0,5 6 2550 Медь 12 4 0,2 + j1 6 2500 Алюминий 40 5 23 + j12 35 3000 Медь 32 6 0,23 + j1 6 3500 Алюминий 56 7 0,5 + j2 6 4000 Медь 44 8 4 + j3 35 5000 Алюминий 30 9 1,7 + j3 6 6000 Медь 25 10 Т1 6500 Алюминий 30 11 Т2 7000 Медь 28 12 Т3 7500 Алюминий 14 13 Т4 8000 Медь 39 14 Т5 2200 Алюминий 45 15 Т6 3100 Медь 50 16 Т7 5350 Алюминий 42 17 Т8 6400 Медь 20 18 Т9 7700 Алюминий 47 19 Т10 7900 Медь 32 20 СД1 3580 Алюминий 16 21 СД2 6530 Медь 20 Согласно техническим данным соответствующего потребителя Продолжение табл. 1.№ Материал Потребитель Uн, кВ Tmax, ч tокр, °С tпр, °С варианта провода 22 СД3 7100 Алюминий 41 23 СД4 4220 Медь 20 24 СД5 3750 Алюминий 57 25 СД6 7420 Медь 39 26 СД7 5320 Алюминий 55 27 СД8 1900 Медь 20 28 СД9 2600 Алюминий 45 29 СД10 4120 Медь 65 30 АД1 6530 Алюминий 41 31 АД2 7210 Медь 22 32 АД3 7800 Алюминий 33 33 АД4 5530 Медь 41 34 АД5 4220 Алюминий 53 35 АД6 7950 Медь 47 36 АД7 5050 Алюминий 69 37 АД8 6060 Медь 51 38 АД9 7070 Алюминий 15 39 АД10 8080 Медь 20 40 1,2 + j6 10 3030 Алюминий 12 41 2,8 + j5 6 4040 Медь 45 42 0,9 + j2 6 4630 Алюминий 35 43 7 + j9 35 3520 Медь 26 44 0,5 + j2 6 2980 Алюминий 33 45 4 + j9 10 7450 Медь 50 46 2,1 + j5 6 2300 Алюминий 12 47 7,8 + j10 35 2900 Медь 27 48 5 + j4 10 3650 Алюминий 33 49 7 + j4,5 10 7850 Медь 42 50 1,6 + j4 6 5530 Алюминий 45 Согласно техническим данным соответствующего потребителя 1.2. Экономическая плотность тока Экономическая плотность тока, А/мм2, при числе часов использования максимума нагрузки в год Tmax, ч Проводники более 1000 более более до 3000 до Неизолированные провода и шины:





медные 2,5 2,1 1,алюминиевые 1,3 1,1 1,Кабели с бумажной и провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с жилами:

медными 3,0 2,5 2,алюминиевыми 1,6 1,4 1,Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами:

медными 3,5 3,1 2,алюминиевыми 1,9 1,7 1,1.3. Допустимый длительный ток для неизолированных проводов Номинальное Номинальное Ток, Номинальное Номинальное Ток, А Ток, А Ток, А сечение, мм2 сечение, мм2 А сечение, мм2 сечение, мм84 10 265 70 510 185 825 111 16 330 95 610 240 945 142 25 375 120 690 300 1050 175 35 450 150 730 330 1180 210 1.4. Технические данные асинхронных двигателей nном, Тип Pном, кВт Uном, кВ cos ном, % об/мин 1 ДАЗО2-16-44-8У1 170 6 745 0,69 2 ДАЗО2-16-44-8У1 170 3 745 0,72 3 ДАЗО2-16-54-8У1 630 6 740 0,85 93,4 ДАЗО2-16-54-8У1 630 3 740 0,85 93,5 ДАЗО2-16-54-8Т1 500 6 742 0,835 6 ДАЗО2-16-54-10У1 160 6 595 0,68 7 ДАЗО2-16-59-4У1 1250 6 1492 0,85 8 ДАЗО2-16-64-6У1 800 6 988 0,88 9 ДАЗО2-16-64-6Т1 630 6,6 990 0,87 92,10 ДАЗО2-16-64-10У1 200 6 595 0,73 89,1.5. Технические данные синхронных двигателей (cos = 0,9) Тип Pном, кВт Uном, кВ nном, об/мин, % 1 СДН14-49-6УЗ 800 10 1000 2 СДН315-38-6УЗ 1250 10 1000 94,3 СДН15-49-6УЗ 1600 10 1000 95,4 СДН315-64-6УЗ 2000 10 1000 95,5 СДН15-76-6УЗ 2500 10 1000 6 СДН314-41-8УЗ 630 6 750 94,7 СДН14-46-8УЗ 800 6 750 94,8 СДН314-59-8УЗ 1000 6 750 94,9 СДН315-39-8УЗ 1250 6 750 94,10 СДН314-44-10УЗ 630 6 600 93,1.6. Технические данные силовых трансформаторов Напряжение обмотки, кВ Тип Sном, кВА ВН НН 1 ТМ-2500/35-71Т1 2500 20 6,2 ТМ-2500/35 2500 13,8 6,3 TM-4000/10 4000 10 3,4 ТМ-4000/10-85У1 4000 10 6,5 ТМ-4000/35 4000 20 6,6 ТМ-4000/35-71Т1 4000 21 6,7 ТМН-4000/35 4000 13,8 6,8 ТМ-6300/10 6300 10 3,9 ТМ-6300/35 6300 20 6,10 ТМН-6300/20 6300 15,75 6,Задача 1.2. Воздушная линия электропередачи (ВЛ) длиной L, выполненная сталеалюминиевыми проводами сечением F, проходит в районе интенсивного гололёдообразования. Плавка гололёда на проводах ВЛ может осуществляться от шин низкого напряжения (НН) 6…10 кВ.

Рассчитать мощность S и напряжение U, требуемые для плавки гололёда переменным и выпрямленным током.

Способ плавки выбрать в соответствии с вариантом, представленным в табл. 1.7.

Таблица 1.1 2 3 4 5 6 7 8 9 Плавка переменным током, рис. 1.3, а Вариант 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Плавка выпрямленным током, рис. 1.3, б L, км 40 30 30 25 25 55 55 60 70 F, мм2 70 70 95 95 120 150 185 240 300 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ 1.Принципиальные схемы плавки гололёда переменным и выпрямленным током приведены на рис. 1.3. При плавке гололёда переменным током (рис. 1.3, а) ВЛ подключается к шинам 6…10 кВ непосредственно.

При плавке гололёда выпрямленным током (рис. 1.3, б) ВЛ подключается к шинам 6…10 кВ через выпрямитель UZ. В обоих случаях на другом конце провода ВЛ замыкаются накоротко.

Ток плавки Iпл рекомендуется принимать равным (1,0…2,0) Iдоп. Величины допустимо длительного тока Iдоп и удельного сопротивления rдля проводов различных сечений приведены в табл. 1.8, сопротивление x0 = 0,4 Ом/км.

а) Iпл R Iпл R б) UZ Ud R R Рис. 1.3. Принципиальные схемы плавки гололёда переменным (а) и постоянным (б) током Таблица 1.F, мм2 70 95 120 150 185 240 300 r0, Ом/км 0,43 0,31 0,25 0,2 0,16 0,12 0,1 0,Iдоп, А 265 330 390 450 510 610 690 Плавка гололёда переменным током (рис. 1.3, а) 1. Принять определённую величину тока плавки гололёда Iпл.

2. Определить сопротивления проводов ВЛ (R, X, Z).

3. По величине тока Iпл и полному сопротивлению Z вычислить линейное напряжение источника питания U, принять ближайшее номинальное напряжение.

4. По величинам Iпл и U определить полную трёхфазную мощность S, требуемую для плавки гололёда.

Плавка гололёда выпрямленным током (рис. 1.3, б) 1. Принять определённую величину тока плавки гололёда Iпл.

2. Определить активное сопротивление проводов R.

3. По принятой величине тока Iпл и сопротивлению R вычислить напряжение на выходе выпрямителя Ud.

4. По величинам Iпл и Ud рассчитать мощность на выходе выпрямителя Pd.

5. При определении мощности и линейного напряжения на входе выпрямителя использовать следующие приближённые выражения:

S = Pd, U U 2.

d Контрольные вопросы по теме «Эксплуатация воздушных линий» 1. Назначение ВЛ.

2. Основные элементы ВЛ.

3. Факторы, воздействующие на ВЛ в процессе эксплуатации.

4. Условия нормальной эксплуатации ВЛ.

5. Критерии выборов проводов ВЛ.

6. Требования к материалам проводов и троссов.

7. Классификация опор.

8. Краткая характеристика деревянных опор.

9. Эксплуатация деревянных опор в районах с загрязнённой атмосферой.

10. Проверка состояния деревянных опор.

11. Краткая характеристика железобетонных опор.

12. Краткая характеристика стальных опор.

13. Приём ВЛ в эксплуатацию.

14. Осмотр ВЛ.

15. Профилактические измерения и проверки на линиях.

16. Проверка стрел провеса и габаритных размеров ВЛ.

17. Ремонт ВЛ.

18. Ремонт деревянных опор.

19. Ремонт железобетонных опор.

20. Ремонт проводов.

21. Техника безопасности при эксплуатации ВЛ.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.