Последовательность расчета

1. Определяем расчетный ток по формуле для трех
фазной четырех- и трехпроводной сети:

I_р =КсРу/1,73Uл= 500х60/1, 73х380= 45, 7А

где Ру = Р_нх60=5 00х60 = 30 000 Вт—установленная мощность;

Кс = 1—коэффициент спроса;

U_л = 380 В — линейное напряжение.

2. Из формулы I_вст> Iр.= 45,7 по шкале номинальных токов плавких вставок находим ток плавкой вставки:I _вст = 60 А.

Выбираем предохранитель НПН-60.

Задание:

1. Рассчитать ток плавкой вставки предохрани­теля для защиты электрической сети. В жилом доме к групповому этажному щитку освещения напряжением 220 В подключены четыре квартиры, потребляемая мощность осветительных и нагревательных токоприемников которых соответственно равна:

2. Рассчитать ток плавкой вставки, если лебедка Т-224В имеет электродвигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 7 кВт, n = 0,86, коэффициент мощности соsy = 0,87, кратность пускового тока К=6, напряжение трехфазной сети U = 380 В, пуски электро двигателя редкие.

3. Выбрать плавкие предохранители для защиты цепи осветительной нагрузки. Мощность всех ламп накаливания Р=1900 Вт. Напряжение сети 220 В.

4. Рассчитать плавкие вставки и выбрать предохранители для асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором типа 4А71В4УЗ с легкими условиями пуска, мощностью Р = 0,75 кВт; данные электродвигателя.

 

Контрольные вопросы:

1. Объясните назначение и применение предохранителей.

2. Изобразите графическое и буквенное обозначение предохранителей.

3. Назовите основные элементы устройства предохранителей.

 

Литература:

1. Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин Технология электромонтажных работ, М., Форум, 2014, 352 стр.

2. В.М. Нестеренко, А.М. Мысьянов, Технология электромонтажных работ, М., Академия, 2013, 590 с.

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №21 (тема 8)

 

Тема: Электрические аппараты напряжением свыше 1000 В.

Цель работ: Научить учащихся осуществлять выбор высоковольтного оборудования.

 

Общие сведения:

К высоковольтным аппаратам относят разъединители, выключатели нагрузки, горшковые и баковые масляные выключатели, предохранители, разрядники, реакторы и трансформаторы тока напряжением выше 1000 в.

Высоковольтные аппараты распределительных и трансформаторных подстанций промышленных предприятий служат для оперативных изменений первичных схем коммутаций, а также для включения, отключения, защиты всей электроустановки или ее отдельных участков.

В процессе работы токоведущие элементы аппаратов обтекаются током, а контакты при разрыве больших токов подвергаются воздействию высокой температуры дуги. При коротких замыканиях на вводы и контактную систему действуют значительные механические усилия, создаваемые электродинамическими нагрузками. Все это отрицательно отражается на состоянии отдельных частей и всего аппарата в целом.

В результате действия высокой температуры дуги контакты обгорают. При этом обгорают также и внутренние стенки дугогасительных камер.

При значительных электродинамических усилиях разрушается армировка вводов и опорных конструкций аппаратов, что ухудшает их изоляцию и создает опасность поражения персонала током высокого напряжения.

Кроме того, при действии таких усилий на обмотку реактора может произойти деформация его витков и разрушение бетонных колонок. Частые включения, и отключения высоковольтных аппаратов вызывают повышенный износ контактов, подвижных частей механизма выключателя и привода.

Разъединители

Разъединитель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток.

При ремонтных работах разъединителем создается видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением и аппаратами, выведенными в ремонт.

Разъединители бывают для внутренней и наружной установки.

 

Рис.1 Разъединитель рубящего типа для внутренней установки с двумя заземляющими ножами РВРЗ-2-20/8000 (один полюс): 1 – подвижные главные контакты, 2 - стальные пластины, 3 – неподвижный контакт, 4 – опорный изолятор, 5 – рама, 6 – заземляющие ножи, 7 – механическая блокировка между главными и заземляющими ножами, 8 – фарфоровая тяга.

Выключатели нагрузки

В электроустановках на 6 и 10 кв выключатели нагрузки применяют для отключения электроустановки как при наличии, так и при отсутствии в ней тока нагрузки.

Выключатель состоит из рамы из на которой расположен вал 7 с рычагом, а также комплекта опорных изоляторов 2 с установленными на них подвижными 5 и неподвижными 8 контактами, снабженными дугогасительными устройствами. Ножи соединены с валом тягами 6. Дуга, возникающая при разрыве электрической цепи, гасится в дугогасительной камере, состоящей из двух пластмассовых щек 9 с вложенными в них вкладышами 10. Вкладыши изготовлены из органических газогенерирующих материалов и имеют вырезы. Вырезы сложенных вместе вкладышей образуют узкий канал, кривизна которого соответствует форме подвижного контактного ножа 4. При отключении выключателя с поверхности вкладышей под действием высокой температуры дуги выделяется большое количество газов.

Они не могут выйти в атмосферу через узкое пространство между стенкой вкладыша и ножом, вследствие чего в канале камеры повышается давление, способствующее быстрому гашению дуги.

Рис.2. Выключатель нагрузки на 6 и 10 кв: а — типа ВН-16 (без предохранителей), б — дугогасительная камера (одна щека камеры снята), в — типа ВНП-16 (с предохранителями ПК);

1 — рама, 2 — изолятор, 3 — дугогасительная камера, 4 — подвижный контактный нож, 5 и 8 — подвижный и неподвижный контакты, 6 — тяга, 7 вал, 9 — щека, 10 — вкладыш, 11 — положение ножа в момент отключения выключателя нагрузки, 12 — стойка неподвижного контакта, 13 — предохранитель ПК.

Трубчатые разрядники

Разря́дник — электрический аппарат, предназначенный для ограничения перенапряжений в электротехнических установках и электрических сетях. В электрических сетях часто возникают импульсные всплески напряжения, вызванные коммутациями электроаппаратов, атмосферными разрядами или иными причинами. Несмотря на кратковременность такого перенапряжения, его может быть достаточно для пробоя изоляции и, как следствие, короткого замыкания, приводящего к разрушительным последствиям. Для того, чтобы устранить вероятность короткого замыкания, можно применять более надежную изоляцию, но это приводит к значительному увеличению стоимости оборудования. В связи с этим в электрических сетях целесообразно применять разрядники. Разрядник состоит из двух электродов и дугогасительного устройства.

 

Электроды

Один из электродов крепится на защищаемой цепи, второй электрод заземляется. Пространство между электродами называется искровым промежутком. При определенном значении напряжения между двумя электродами искровой промежуток пробивается, снимая тем самым перенапряжение с защищаемого участка цепи. Одно из основных требований, предъявляемых к разряднику — гарантированная электрическая прочность при промышленной частоте (разрядник не должен пробиваться в нормальном режиме работы сети).

 

Виды разрядников

Трубчатый разрядник представляет собой дугогасительную трубку из полихлорвинила, с разных концов которой закреплены электроды. Один электрод заземляется, а второй располагается на небольшом расстоянии от защищаемого участка (расстояние регулируется в зависимости от напряжения защищаемого участка). При возникновении перенапряжения пробиваются оба промежутка: между разрядником и защищаемым участком и между двумя электродами. В результате пробоя в трубке возникает интенсивная газогенерация, и через выхлопное отверстие образуется продольное дутье, достаточное для погашения дуги.

Трубчатый разрядник (рис. 3, а) представляет трубку 2 из изолирующего газогснерирующего материала, внутри которой имеется дугогасящий нерегулируемый промежуток S1, образованный стержневым электродом 3 и фланцем 4. Разрядник отделяется от рабочего напряжения внешним искровым промежутком так как трубка 2 не рассчитана на длительное нахождение под напряжением из-за разложения газогенерирующего материала под действием токов утечки. Второй фланец 1 разрядника заземляется.

 

 

Рис. 3. Трубчатый разрядник: а — устройство и схема включения, б — условное обозначение на схемах, в — напряжение на разряднике, г —схема замещения.

Разрядники РТВ имеют более простую конструкцию (у них нет внутренней камеры, не требуют лакировки) и более высокие верхние пределы отключаемых токов (15 кА вместо 7—10 кА для разрядников РТФ).

 

Рис. 4. Трубчатый разрядник РТВ-20-2/10

Трубчатые разрядники выпускаются на напряжения от 3 до 220 кВ, отключаемые токи лежат в пределах от 0,2 - 7 и 1,5 - 30 кА при напряжении 3 - 35 кВ до 0,4 - 7 и 2,2 - 30 кА при напряжении 110 кВ. Разрядник на 220 кВ состоит из двух трубчатых разрядников на 110 кВ, соединенных между собой стальной обоймой с выхлопными патрубками.

Основными недостатками трубчатых разрядников являются наличие зоны выхлопа, крутой срез волны перенапряжения, замыкание (хотя и кратковременное) линий на землю и особенно крутая вольт-секундная характеристика, исключающая возможность широкого применения трубчатых разрядников в качестве аппарата защиты подстанционного оборудования. Недостатком трубчатых разрядников является также наличие предельных отключаемых токов, что осложняет их производство и эксплуатацию.

Благодаря своей простоте и низкой стоимости трубчатые разрядники широко применяются в качестве вспомогательных средств защиты подстанций, для защиты маломощных и малоответственных подстанций, а также отдельных участков линий.

В настоящее время трубчатые и вентильные разрядники постепенно заменяют на нелинейные ограничители напряжений (ОПН). Они представляют собой последовательно соединенные металлооксидные варисторы (нелинейные резисторы) без искровых промежутков, заключенные в фарфоровый или полимерный корпус.

 

Вентильный разрядник

Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких однократных) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых дисков). Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. В связи с тем, что вилит меняет характеристики при увлажнении, рабочий резистор герметично закрывается от внешней среды. Во время перенапряжения многократный искровой промежуток пробивается, задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками. Вилит обладает особенным свойством — его сопротивление нелинейно — оно падает с увеличением значения силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Благодаря этому свойству вентильные разрядники и получили свое название. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени.

Магнитовентильный разрядник (РВМГ) РВМГ состоит из нескольких последовательных блоков с магнитным искровым промежутком и соответствующего числа вилитовых дисков. Каждый блок магнитных искровых промежутков представляет собой поочередное соединение единичных искровых промежутков и постоянных магнитов, заключенное в фарфоровый цилиндр. При пробое в единичных искровых промежутках возникает дуга, которая за счет действия магнитного поля, создаваемого кольцевым магнитом, начинает вращаться с большой скоростью, что обеспечивает более быстрое, по сравнению с вентильными разрядниками, дугогашение. ОПН Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) — это разрядник без искровых промежутков.

Обозначение

На электрических принципиальных схемах в России разрядники обозначаются согласно ГОСТ 2.727—68.: 1. Общее обозначение разрядника 2. Разрядник трубчатый 3. Разрядник вентильный и магнитовентильный 4. ОПН