Характеристика основных типов электрических аппаратов

 

Государственное автономное образовательное учереждение  среднего профессионального образования  Выборгский полетехнический колледж "Александровский"

Реферат.   Характеристика  основных типов электрических аппаратов.

Выполнил:

Рудак Андрей  Леонидович

Подпись_________       Проверил:   

Лядышева Татьяна Васильевна

Подпись___________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выборг 2013г. 

 

Содержание.

стр.

1.Общие определения.             3

2.Классификация электрических  аппаратов.       4

3. Требования предъявляемые  к электрическим аппаратам.       8

4. Правила техники чтения  электрических схем.        10

5. Схемы включения электрических  приемников.        11

6. Основы теории электрических  аппаратов.         13

7. Нагрев электрических  аппаратов.          14

8.Вывод.               19

9.Литература.              20

 

 

1.Общее определение.

 

Электрические аппараты - это электротехническое устройство предназначенное для различных целей :

включение и отключение электрических  цепей, контроль их состояния, управление, измерение и защита электрических и неэлектрических объектов.

 

Электро-техническое  устройство - это промышленное изделие предназначенное для выполнения

определенной функции  при решении комплексной задачи: производства, распределения, контроля,

преобразования и использования  электрической энергии.

Электрические аппараты в зависимости от элементной базы и принципа действия разделяются  на три группы:

1. Электромеханические. Основным признаком электромеханических аппаратов является наличие в них подвижных частей. У многих типов электромеханических аппаратов одной из подвижных частей является контактная система, осуществляющая коммутацию электрической цепи.
2. Статические. Статические аппараты выполняются на основе электронных компонентов диодов, тиристоров, транзисторов и др.), а также управляемых электромагнитных устройств (магнитных усилителей, дросселей насыщения и др.). Аппараты этого вида, как правило, относятся к силовым электронным устройствам, так как обычно используется для управления потоками электрической энергии, а не информации.
3. Гибридные. Представляют собой комбинацию электромеханических и статических аппаратов.

 

2.Классификация электрических аппаратов.

 

Многообразие видов аппаратов  и выполнении ими функций и  совмещение в одном аппарате нескольких функций не позволяет строго классифицировать их по одному признаку.

I)Классификация по назначению:

1. Коммутационные аппараты.

Основное назначение - это  включение, отключение, переключение электрических  цепей.

• рубильники

• пакетные переключатели

• различные переключатели

• автоматические выключатели

• предохранитель

Особенность : редкое включение, отключение.

2. Защитные аппараты.

Основное назначение - это  защита электрических цепей от токов  короткого замыкания и перегрузок

• автоматические выключатели

• предохранитель.

3. Пускорегулирующие аппараты.

Основная функция этих аппаратов это управление электроприводами и другими потребителями электрической энергии. Их еще называют аппараты управления (АУ)

• контакторы

• пускатели

• командо-контроллеры

• реостаты

Особенности : частое включение, отключение до 3600 раз в час т.е. 1 раз в секунду.

4. Ограничивающие аппараты.

Функцию ограничителя токов  короткого замыкания (ТКЗ) выполняют  реакторы, а функцию

перенапряжения (разрядники).

5. Конролирующие аппараты.

Основная функция этих аппаратов заключается в контроле за заданными электрическими и неэлектрическими параметрами

• реле

• датчики

6. Измерительные аппараты.

Основная функция - изолирование цепи первичной коммутации (силовой  цепи, цепи главного тока) от измерительных цепей, они преобразуют контролирующий параметр в форму удобную для измерения

• трансформаторы тока

• трансформаторы напряжения

• делители напряжения

7)Регулирующие аппараты.

Предназначены для автоматизации, стабилизации и регулирования заданного  параметра электрической цепи.

II)Классификация по напряжению:

1)До 1000 В (660 В включительно)

2)Аппараты больше 1000 В.

III)Классификация по роду тока :

1)Постоянного тока

2)Переменного тока промышленной  частоты

3)Переменного тока повышенной  частоты

IV)Классификация по роду защиты от попадания в электрические аппараты инородных тел и защиты персонала от прикосновения с токоведущими и подвижными частями, а также от попадания влаги. По ГОСТу 14054-80.

Степень защиты выражается условными буквенно-цифровыми обозначениями (БЦО), которые приняты во всем мире.

IP - международная степень  защиты,

где I-защита от твердых тел Р-защита от влаги

XX - защита от попадания  твердых тел и влаги.

1)Защита от пыли:

Если стоит 0 значит защита отсутствует.

Если стоит 1 значит защита от преднамеренного доступа, от попадания  крупных тел диаметром не менее

52.5 мм ∅ ≥ 52.5 мм (ладонь).

Если стоит 2 значит защита от попадания инородных тел ∅ ≥ 12.5 мм и длиной 80 мм(палец).

Если стоит 3 значит защита от преднамеренного доступа тела диаметром ∅ ≥ 2.5 мм (защита от

инструмента.

Если стоит 4 значит защита от преднамеренного доступа тела диаметром ∅ ≥ 0.1 мм.(проволока).

Если стоит 5 значит полная защита персонала, защита от отложения  пыли.

Если стоит 6 значит полная защита персонала, защита от попадания  пыли.

2)Защита от влаги:

Если стоит 0 значит защита отсутствует

Если стоит 1 значит защита от капель сконцентрированной воды.

Если стоит 2 значит защита от капель

Если стоит 3 значит защита от дождя (от капель падающих вертикально  под углом в 60°)

Если стоит 4 значит защита от брызг любого направления

Если стоит 5 значит защита от струй

Если стоит 6 значит защита от воздействий воды характерных  для палубы корабля (волны)

Если стоит 7 значит защита от погружения в воду

Если стоит 8 значит защита от длительного погружения в воду под давлением (глубоководный

электрический аппарат).

IP00 - открытое исполнение

IP20 - защищенное исполнение

IP44 - брызгозащищенное исполнение

IP54 - пылезащищенное исполнение

IP66 - морское исполнение

IP67 - герметичное исполнение

V)Классификация по работе в определенных климатических условиях и категории размещения. По ГОСТу 15150-69.

Установлено пять категорий  размещения электрических аппаратов:

1)Электрические аппараты  предназначенные для работы на  открытом воздухе.

2)Электрические аппараты  предназначенные для работы на  открытом воздухе под навесом,  в палатке, механическом кожухе.

3)Электрические аппараты  предназначенные для работы в  закрытом помещении без отопления (трансформаторные подстанции).

4)Электрические аппараты  предназначенные для работы в  закрытых помещениях с отоплением.

5)Электрические аппараты  предназначенные для работы в  помещениях с повышенной влажностью  и почве (шахты, подвалы).

ГОСТ 15543-70 конкретизирует предыдущий ГОСТ в части классификации электрических  аппаратов в определенных климатических условиях, которые характеризуются изменением в температуре и влажности

воздуха, а также пределами  их изменения во времени в определенной климатической зоне.

Установлены следующие климатические  зоны:

1) Зоны умеренного климата  У

2) Зоны умеренного и  холодного климата УХЛ

3) Зоны тропически-влажного  климата ТВ

4) Зоны тропически-сухого  климата ТС

5) Зоны тропического климата  Т

6) Для всех климатических  районов на суше и на море  О U

Пример: Маркировка магнитного пускателя:. Судя по У2 можно сказать, что: У - данный аппарат предназначен для работы в странах с умеренным климатом при нормальных значениях температуры от -40° до +40° при среднемесячной влажности воздуха 80% при 20% в помещениях имеющих свободный доступ наружного воздуха.

 

 

3.Требования предъявляемые к электрическим аппаратам.

 

Все требования направлены к обеспечению нормальной эксплуатации во всех режимах, достаточно

большой срок службы линии, минимальные затраты, отсутствие черезмерных  световых и звуковых эффектов.

Требования определяются:

а) Назначением аппарата

б) Условиями эксплуатации

в) Необходимой надежностью  электрических аппаратов.

 

Надежность - основной качественный показатель для основных электрических аппаратов определяемый

надежностью узлов. Включает еще три понятия:

1)Безотказность - свойство непрерывно сохранять работоспособность.

2)Долговечность - свойство длительно сохранять работоспособность - сумма интервалов времени

безотказной работы.

3)Ремонтопригодность - приспособленность к восстановлению работоспособности.

 Отказ - состояние электрического аппарата когда одна или группа характеристик выходит за определенные пределы и аппарат теряет свойство работать.

Количественно надежность характеризуется  интенсивностью потока отказа. 

5)             - автоматическое срабатывание т.е.  данный коммутационный аппарат срабатывает автоматически при превышении  какого-либо параметра сверх заданного.

Размер квадрата : 1.5 Х 1.5 [мм].

Старый ГОСТ : 2 Х 1 [мм].

                

6)  - путевой или кольцевой выключатель т.е. происходит  срабатывание  данного коммутационного   аппарата  при достижении объектом какого-то пространственного положения.

7)    - самовозврат т.е. контакт возвращается в исходное положение.

8)  - отсутствие самовозврата.

 

 

 

 

4.Правила техники  чтения электрических схем.

 

Прочитать схему  -  это  значит  почерпнуть из необходимые сведения.

Чтение и анализ схем неразрывно связаны,  т.к. в процессе чтения необходимо оценивать правильно сделанные  предположения пользуясь приемами либо подтверждающими, либо опровергающими.

Что необходимо для чтения схем :

1.Знать и понимать УГО  и БЦО и правила их применения

2.Располагать достаточными  знаниями ТОЭ

3.Уметь пользоваться приемами  чтения и анализа схем :

а) При чтении схем всегда необходимо иметь в виду, что электрический  ток идет по замкнутому контуру от начала источника электрической  энергии к его концу.

б) Если в схемах присутствует несколько источников,  то каждый  из

них создает ток,  протекающий  независимо от токов других источников (мощный физический принцип суперпозиции полей).

в) При  наличии  нескольких контуров электрический ток в  них распространяется в них пропорционально  сопротивлению каждого из них.

 

 

5.Схемы включения электрических приемников.

Электрическая сеть - это совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их электрических линий,  размещенных на  определенной территории (район, населенный пункт, завод, цех и т.д.).

Подстанция - это распределительное устройство,  электрической установки, служащие для приема, преобразования и распределения электрической энергии.

При изображении  электрических  сетей используют три вида электрических  схем:

1.Структурная схема,  служит  для общего ознакомления с  электроустановкой, в ней дается  упрощенное изображение составных  элементов  в  виде прямоугольников  и связей между ними.

Пример .  Структурная схема электроснабжения завода:

                         

ГПП - главная понизительная подстанция.

РП - распределительная подстанция, это электрическая установка, служащая для приема и распределения электрической энергии.

ТП -  трансформаторная подстанция,  электрическая установка служащая для приема, распределения и преобразования электрической энергии.

СП - силовой пункт.

 

2.Функциональная схема.

В ней уже указываются  источники, преобразователи с обозначением их мощности, раскрываются  некоторые  структурные блоки,  позволяющие  понять функциональные возможности  схемы.

3. Принципиальная  схема,  облегчает  понимание  принципа   действия электрической схемы   во  всех  подробностях и дает  исходный материал для составления  спецификаций и заявок на основное  оборудование.  Для составления  схем  соединений  монтажных   схем,  для  разработки конструктивных (конструкционных) узлов схемы.  На принципиальной схеме изображаются  все элементы и  устройства,  необходимые для осуществления  и контроля технических процессов.  Элементы изображаются в соответствии  с УГО.  Электрические аппараты  показываются на схемах в отключенном  положении.  принципиальная схема  изображается либо в однолинейном,  либо  в  многолинейном положении.