курсовая работа. курсовая. Основными целями технической политики являются
 Скачать 1.04 Mb.
|
 1.1.Введение. Электроэнергетика является ключевой отраслью экономики многих стран мира. Это немало для любой страны, а для российского климата и расстояний является достоянием, утратой которого рисковать непозволительно. Электроэнергетика- отрасль экономики Российской Федерации, включающая в себя комплекс экономических отношений, возникающих в процессе производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии), передачи электрической энергии, оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, сбыта и потребления электрической энергии с использованием производственных и иных имущественных объектов (в том числе входящих в Единую энергетическую систему России), принадлежащих на праве собственности или на ином предусмотренном федеральными законами основании субъектам электроэнергетики или иным лицам. Основными целями технической политики являются: • надежное и эффективное энергоснабжение предприятий и населения страны электроэнергией и теплом; • диверсификация ресурсной базы электроэнергетики с широким использованием ядерного топлива, увеличением доли угля и доли возобновляемых источников энергии; • создание современного высокоэффективного электроэнергетического ком-плекса, в том числе на основе использования передового мирового опыта; • обеспечение эффективного и надежного функционирования ЕЭС России; • сохранение целостности ЕЭС России и развитие зоны централизованного электроснабжения, интеграция ЕЭС с другими энергообъединениями Евразийского континента; • соблюдение экологических требований с учетом принятых международных обязательств по охране окружающей среды. Основными задачами технической политики являются: • преодоление тенденции физического и морального старения основных фондов за счет увеличения масштабов работ по их реконструкции и техническому перевооружению на основе применения передовых технологий и технических решений; • снижение удельного расхода первичных энергоресурсов на производство электроэнергии за счет реконструкции и технического перевооружения на основе применения передовых технических решений; • развитие электрических связей ЕЭС, позволяющих обеспечить устойчивую параллельную работу всех основных регионов ЕЭС России и их интеграцию с другими энергобъединениями на Евразийском континенте; • обеспечение надежной выдачи мощности электрических станций в сеть и создание условий для присоединения к электрической сети участников оптового и розничного рынков на условиях недискриминационного доступа при обеспечении надежности электроснабжения и качества электроэнергии у потребителей; • создание технологической инфраструктуры, способствующей эффективному функционированию конкурентного рынка электроэнергии внутри РФ и обеспечивающей интеграцию в международные рынки электроэнергии; • совершенствование технологий эксплуатации, технического обслуживания и ремонта; 1.2.Анализ электрооборудования. Асинхро́нный электродвигатель — электрический двигатель переменного тока, частота вращения ротора которого не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора. В ряде стран к асинхронным двигателям причисляют также коллекторные двигатели. Второе название асинхронных двигателей — индукционные, это обусловлено тем, что ток в обмотке ротора индуцируется вращающимся полем статора. Асинхронные машины сегодня составляют бо́льшую часть электрических машин, применяясь главным образом в качестве электродвигателей и являются основными преобразователями электрической энергии в механическую, в подавляющем большинстве это асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (АДКЗ). Принцип действия асинхронного двигателя заключается в том, что ток в обмотках статора создает вращающееся магнитное поле. Это поле наводит в роторе ток, который начинает взаимодействовать с магнитным полем таким образом, что ротор начинает вращаться в ту же сторону, что и магнитное поле. В двигательном режиме частота вращения ротора немного меньше, а в генераторном режиме - больше частоты вращения магнитного поля. При равенстве скоростей поле перестает наводить в роторе ток, и на ротор перестает действовать сила Ампера. Отсюда и название — асинхронный двигатель (в отличие от синхронного, частота вращения которого совпадает с частотой магнитного поля). Относительная разность скоростей вращения ротора и частоты переменного магнитного поля называется скольжением. В установившемся двигательном режиме скольжение невелико: 1-8% в зависимости от мощности. Достоинства: Простота изготовления. Относительная дешевизна. Высокая надёжность в эксплуатации. Невысокие эксплуатационные затраты. Возможность включения в сеть без каких-либо преобразователей (для нагрузок, не нуждающихся в регулировке скорости). Все вышеперечисленные достоинства являются следствием отсутствия механических коммутаторов в цепи ротора и привели к тому, что большинство электродвигателей, используемых в промышленности — это асинхронные машины с КЗ ротором. Недостатки асинхронного двигателя обусловлены жесткой характеристикой: Небольшой пусковой момент. Значительный пусковой ток. Отсутствие возможности регулирования скорости при подключении непосредственно к сети и ограничение максимальной скорости частотой сети (для АДКЗ, питаемых непосредственно от трёхфазной сети 50 Гц — 3000 об/мин). Примерно в 2010 году американская фирма DeWalt запатентовала и выпустила ряд двигателей асинхронного типа с регулировкой частоты вращения. Сильная зависимость (квадратичная) электромагнитного момента от напряжения питающей сети (при изменении напряжения в 2 раза вращающий момент изменяется в 4 раза; у ДПТ вращающий момент зависит от напряжения питания якоря в первой степени, что более благоприятно). Самый совершенный подход к устранению вышеуказанных недостатков питание двигателя от статического частотного преобразователя. Конструкция. Асинхронная машина имеет статор и ротор, разделённые воздушным зазором. Её активными частями являются обмотки и магнитопровод (сердечник); все остальные части — конструктивные, обеспечивающие необходимую прочность, жёсткость, охлаждение, возможность вращения и т. п. Обмотка статора представляет собой трёхфазную (в общем случае — многофазную) обмотку, проводники которой равномерно распределены по окружности статора и пофазно уложены в пазах с угловым расстоянием 120 . Известна и совмещённая обмотка, позволяющая повысить КПД двигателя. Фазы обмотки статора соединяют по стандартным схемам «треугольник» или «звезда» и подключают к сети трёхфазного тока. Магнитопровод статора перемагничивается в процессе изменения тока в обмотке статора, поэтому его набирают из пластин электротехнической стали для обеспечения минимальных магнитных потерь. Основным методом сборки магнитопровода в пакет является шихтовка. По конструкции ротора асинхронные машины подразделяют на два основных типа: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором. Оба типа имеют одинаковую конструкцию статора и отличаются лишь исполнением обмотки ротора. Магнитопровод ротора выполняется аналогично магнитопроводу статора — из пластин электротехнической стали. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Короткозамкнутая обмотка ротора, часто называемая «беличье колесо» («беличья клетка») из-за внешней схожести конструкции, состоит из алюминиевых (реже медных, латунных) стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами. Стержни этой обмотки вставляют в пазы сердечника ротора. Сердечники ротора и статора имеют зубчатую структуру. В машинах малой и средней мощности обмотку обычно изготавливают путём заливки расплавленного алюминиевого сплава в пазы сердечника ротора. Вместе со стержнями «беличьего колеса» отливают короткозамыкающие кольца и торцевые лопасти, осуществляющие вентиляцию машины. В машинах большой мощности «беличье колесо» выполняют из медных стержней, концы которых соединяют с короткозамыкающими кольцами при помощи сварки. Зачастую пазы ротора или статора делают скошенными для уменьшения высших гармонических ЭДС, вызванных пульсациями магнитного потока из-за наличия зубцов, магнитное сопротивление которых существенно ниже магнитного сопротивления обмотки, а также для снижения шума, вызываемого магнитными причинами. Для улучшения пусковых характеристик асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, а именно, увеличения пускового момента и уменьшения пускового тока, на роторе ранее применялась так называемая «двойная беличья клетка» из стержней с разными удельными проводимостями, позже стали применять роторы со специальной формой паза (глубокопазные роторы). При этом внешняя от оси вращения часть паза ротора имеет меньшее сечение, чем внутренняя. Это позволяет использовать эффект вытеснения тока, за счет которого увеличивается активное сопротивление обмотки ротора при больших скольжениях (в частности, при пуске). Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором при прямом пуске (без регулирования) имеют небольшой пусковой момент и значительный пусковой ток, что является существенным их недостатком. Поэтому их применяют в тех электрических приводах, где не требуются большие пусковые моменты. С развитием силовой полупроводниковой техники получают распространение частотные преобразователи, которые позволяют плавно наращивать частоту питающего двигатель тока по мере пуска, а значит достигать большого пускового момента. Из достоинств следует отметить лёгкость в изготовлении, и отсутствие электрического контакта с динамической частью машины, что гарантирует долговечность и снижает затраты на обслуживание. При специальной конструкции ротора, когда вращается в воздушном зазоре только полый цилиндр из алюминия, можно достичь малой инерционности двигателя. Асинхронный двигатель с массивным ротором Существует разновидность асинхронных машин с массивным ротором. Такой ротор изготавливают полностью из ферромагнитного материала, то есть фактически это стальной цилиндр. Ферромагнитный ротор одновременно выполняет роль как магнитопровода, так и проводника (вместо обмотки). Вращающееся магнитное поле индуцирует в роторе вихревые токи, которые взаимодействуя с магнитным потоком статора создают вращающий момент. Достоинства: Простота изготовления, дешевизна Высокая механическая прочность (важно для высокоскоростных машин) Высокий пусковой момент Недостатки: Большие потери энергии в роторе Особенности: Имеют пологую механическую характеристику Ротор значительно нагревается даже при небольших нагрузках. Существуют разные способы улучшения массивных роторов: припаивание медных колец по торцам, покрытие ротора слоем меди. Отдельно можно поставить машины с полым ротором. Это может быть полый цилиндр из ферромагнитного или просто из проводящего материала. Асинхронный двигатель с фазным ротором. Эта разновидность электродвигателя допускает плавную регулировку скорости в широких пределах. Фазный ротор имеет многофазную (как правило, трёхфазную) обмотку, обычно соединённую по схеме «звезда» и выведенную на контактные кольца. С помощью щёток, скользящих по этим кольцам, в цепь обмотки ротора включается внешняя регулирующая цепь, которая позволяет управлять скоростью ротора. Элементами данной цепи являются: пускорегулирующий реостат, выполняющий роль добавочного активного сопротивления, одинакового для каждой фазы. Снижая пусковой ток, добиваются увеличения пускового момента до максимального значения (в первый момент времени). Такие двигатели применяются для привода механизмов, которые пускают в ход при большой нагрузке или требующих плавного регулирования скорости. Такое регулирование скорости по характеристикам аналогично реостатному регулированию скорости в ДПТ изменением сопротивления в цепи якоря. индуктивности (дроссели) в каждой фазе ротора. Сопротивление дросселей пропорционально частоте протекающего тока, а, как известно, в роторе в первый момент пуска частота токов скольжения наибольшая. По мере раскрутки ротора частота индуцированных токов снижается, и вместе с нею снижается сопротивление дросселя. Индуктивное сопротивление в цепи фазного ротора позволяет автоматизировать процедуру запуска двигателя, а при необходимости — «подхватить» двигатель, у которого упали обороты из-за перегрузки. Индуктивность держит токи ротора на постоянном уровне. источники постоянного тока, получая таким образом синхронную машину. питание от инвертора, что позволяет управлять скоростью и электромагнитным моментом двигателя. Это особый режим работы (машина двойного питания). Возможно включение напряжения сети без инвертора в протифазе статору. Режимы работы  Рисунок1-Механическая характеристика асинхронной машины: а — режим рекуперации энергии в сеть ,б — двигательный режим, в — режим противовключения. Расшифровка маркировки двигателя АИР180S4: АИР180S4 - промышленный асинхронный трехфазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. 1) АИ – серия (тип) двигателя; Р – вариант привязки мощности данного двигателя к установочным размерам по ГОСТу; 2) 180 – высота оси вращения электродвигателя в соответствии с ГОСТ13267 (габарит электродвигателя, который равен расстоянию от низ лам до центра вала в мм); 3) S=, L=, М= - установочные размеры по длине станины; 4) Количество полюсов двигателя АИР (4, 6, 8, 10, 12, 4/2, 6/4, 8/4, 8/6, 12/4, 12/6, 6/4/2, 8/4/2, 8/6/4, 12/8/6/4 и др.) 5) Климатическое исполнение двигателя по ГОСТ15150 - УХЛ. Данные: Номинальная мощность, 22 кВт Номинальное фазное напряжение, 220 В Число полюсов, 2р = 4 Степень защиты, IP44 Класс нагревостойкости изоляции, F Кратность начального пускового момента, 1,4 Кратность начального пускового тока, 6,5 Коэффициент полезного действия, η = 0,9 Коэффициент мощности, cosφ = 0,9 Исполнение по форме монтажа, М 1001 Воздушный зазор, δ = 0,5 мм Частота сети f1, 50 Гц 2 Расчетно-техническая часть 2.1 Объем работ Своевременный и качественный ремонт асинхронных электродвигателей является одним из наиболее действенных средств поддержания оборудования в должном техническом состоянии и продления сроков его эксплуатации. После ремонта поврежденная электрическая машина не только возвращается в строй; в нужном направлении изменяются ее технические параметры (частота вращения, напряжение и частота питающей сети, класс нагревостойкости изоляции), совершенствуется ее конструкция, повышается надежность. Электродвигатель более полно удовлетворяет конкретным требованиям и условиям эксплуатации. В промышленности применяется система ППР, основным содержанием которой является плановое осуществление комплекса работ и мероприятий по уходу за электрооборудованием и его ремонту. Чередование, периодичность и объемы ремонтов устанавливаются в соответствии с этой системой в зависимости от режимов работы и условий эксплуатации электрооборудования с учетом необходимости обеспечения бесперебойной работы предприятия и безопасности эксплуатационного персонала. Система ППР является плановой системой мероприятий, обеспечивающей продолжительную безаварийную работу оборудования. Создание зональных и ведомственных специализированных электроремонтных заводов способствовало централизации ремонта электрооборудования многочисленных мелких и средних предприятий, повышению качества ремонта и снижению затрат на его проведение. На ряде крупных предприятий созданы отдельные электроремонтные цехи, где ремонт асинхронных электродвигателей производится по технологии, принятой на специализированных электроремонтных заводах. В промышленности применяют централизованную, децентрализованную и смешанную системы организации ремонта. При централизованной системе ремонт электрооборудования выполняют специализированные ремонтные службы, подчиненные главному энергетику предприятия. Обслуживание работающего электрооборудования и мелкий ремонт выполняет персонал, также подчиненный главному энергетику. Текущий ремонт асинхронных электродвигателей включает замену небольших деталей, устранение мелких дефекттов, регулировку пускорегулирующей аппаратуры и обеспечивание нормальной работы двигателя до очередного ремонта. К текущему ремонту относятся также чистка двигателя, обработка обгорелых контактов аппаратов, промывка подшипников, смена износившихся щеток, подтягивание креплений и т. д. В процессе выполнения текущих ремонтов проверяют состояние изоляции обмоток, а также проводят различные профилактические испытания с целью выявления и своевременного устранения имеющихся неисправностей. Как правило, текущий ремонт асинхронных электродвигателей выполняется без разборки электрооборудования во время кратковременных остановок технологического оборудования. Различают два метода ремонта электрооборудования — принудительный и послеосмотровый. Принудительный метод ремонта применяется главным образом для особо ответственных машин и заключается в том, что через определенные периоды времени машины в обязательном порядке подвергают капитальному ремонту с перемоткой обмоток. Послеосмотровый метод ремонтов предполагает планирование капитальных ремонтов после осмотра и профилактических испытаний во времяочередной ревизии или текущего ремонта. 2.2.Проверочный расчет электроустановок. |