задание. Чарыков-ВИ_2018_УП. Практикум
 Скачать 3.33 Mb.
|
Задание 1 По принципиальной схеме рисунка 44 изучить работу жалюзийной зерносушилки. 2 По принципиальным схемам (рисунки 42, 43) составить монтажную схему подклю- чения электродвигателя. При нажатии на кнопку SB2 «Пуск» катушка пускателя попадает под напряжение 220 В, т.к. она оказывается включенной между фазой С и нулем (N). Подвижная часть пускателя 53 притягивается к неподвижной, замыкая при этом свои контакты. Силовые контакты пускате- ля подают напряжение на двигатель, а блокировочный замыкается параллельно кнопке «Пуск». Благодаря этому при отпускании кнопки катушка пускателя не теряет питание, т.к. ток в этом случае идет через блокировочный контакт. Рисунок 42 – Принципиальная схема включения асинхронного электродвигателя Рисунок 43 – Принципиальная схема включения асинхронного электродвигателя (реверсивное включение) Если бы блокировочный контакт не был бы подключен параллельно кнопки (по ка- кой-либо причине отсутствовал), то при отпускании кнопки «Пуск» катушка теряла бы пита- ние и силовые контакты пускателя размыкались бы в цепи двигателя, после чего он бы от- ключался. Такой режим работы называют «толчковым». Применяется он в некоторых установках, например в схемах кран-балок. Остановка работающего двигателя после запуска в схеме с блокировочным контактом выполняется с помощью кнопки SB1 «Стоп». При этом кнопка создает разрыв в цепи, маг- нитный пускатель теряет питание и своими силовыми контактами отключает двигатель от питающей сети. Включение двигателя на вращение в одну сторону осуществляется кнопкой SB2 и элек- тромагнитным пускателем KM1. При необходимости смены направления вращения необходимо нажать на кнопку SB1 «Стоп», двигатель остановится и после этого при нажатии на кнопку SB3 двигатель начинает вращаться в другую сторону. В этой схеме для смены направления вращения ротора необходимо промежуточное нажатие на кнопку «Стоп» (рисунок 43). 54 Рисунок 44 – Схема электрическая принципиальная цепи управления зерносушилкой Кроме этого, в схеме обязательно использование в цепях каждого из пускателей нор- мально-закрытых (размыкающих) контактов для обеспечения защиты от одновременного нажатия двух кнопок «Пуск» SB2 - SB3, что приведет к короткому замыканию в цепях пита- ния двигателя. Дополнительные контакты в цепях пускателей не дают им включиться одно- 55 временно, т.к. какой-либо из них при нажатии на обе кнопки «Пуск» включится на секунду раньше и разомкнет свой контакт в цепи другого пускателя. На рисунке 44 приведена принципиальная электрическая схема управления жалюзий- ной зерносушилкой. В качестве полуавтоматического звена управляющего технологическим процессом сушки использован датчик уровня зерна (ДУ), обеспечивающий равномерность загрузки су- шилки и поддержание уровня, управляющий перемещением заслонки питающей нории в за- висимости от заполнения. В качестве исполнительного органа применен линейный актуатор (М8) с ходом 50-350 мм, скорость перемещения устанавливается в процессе настройки линии. Управление выгруз- ным устройством, частотой перемещения шиберного механизма осуществляется преобразовате- лем частоты (А3), управляющим электроприводом. Амплитуда перемещения шиберного меха- низма регулируется эксцентриковым устройством. Скорость выгрузки зависит от интенсивности процесса сушки и регулируется в установившемся «потоке» в зависимости от выходного пара- метра продукта влажности зерна. Контроль влажности на выходе осуществляется влагомером проточного типа «Фауна» (А2) по каналу обратной связи на основе измерителя-регулятора 2ТРМ1 (А1) управляющим электроприводом шиберного механизма выгрузки. Содержание отчета 1 Краткая характеристика электрических схем; 2 Принципиальная электрическая схема управления асинхронным электродвигателем; 3 Монтажные электрические схемы управления асинхронным электродвигателем; 4 Алгоритм работы принципиальной электрической схемы зерносушилки; 5 Описание принципиальной электрической схемы подстанции 110/10 кВ – по зада- нию преподавателя. Контрольные вопросы 1 Классификация схем согласно ГОСТ 2.701-84. 2 Классификация схем по видам. 3 Классификация схем по типам. 4 Что такое схема принципиальная? 5 Чем отличаются схемы принципиальная и функциональная? 6 Как изображаются электрические элементы на принципиальной схеме? 7 Основные принципы построения схем. 8 Что такое схема монтажная? 9 Алгоритм составления монтажной схемы. 10 Как включены в электрическую цепь лампы накаливания, розетка, однополюсный выключатель в трехкомнатной квартире? Список литературы 1 Усатенко С. Т., Каченюк С. Т., Терехова М. В. Выполнение электрических схем по ЕСКД : справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Изд-во стандартов, 1992. – 316 с. 2 Гринин Ф. Н. Обозначения условные буквенно-цифровые и графические, применяе- мые на электрических схемах : метод. Указания. – Ульяновск : УлГТУ, 1998. – 28 с. 3 URL: http://electrik.info/main/school/589-dlya-chego-nuzhny-elektricheskie-shemy-i- kakie-byvayut-tipy-shem.html (дата обращения 20.09.2017). 4 URL:http://electrik.info/main/school/1125-montazhnye-shemy.html?source=subscribe 5 URL: http://studopedia.org/2-90452.html(дата обращения 20.09.2017). 6 URL: http://electrik.info/main/school/1125-montazhnye-shemy.html (дата обращения 20.09.2017). 56 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6 Измерение полного сопротивления петли «фаза – нуль» в электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью Цель занятия: освоить методы измерения контура заземления, удельного сопротив- ления грунта, осуществить расчет заземления. Изучить методы измерения сопротивления петли «фаза-нуль» и заземляющей проводки. Основные вопросы темы 1 Методы измерения сопротивления заземляющих устройств; 2 Проверка цепи между заземлителями и заземленными элементами; 3 Проверка цепи «фаза – нуль»; 4 Метод измерения тока однофазного короткого замыкания. Теоретическая часть. Заземлитель – проводящая часть или совокупность соединен- ных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непо- средственно или через промежуточную проводящую среду.Заземляющий проводник – про- водник, соединяющий заземляемую часть с заземлителем.Проводящая часть – часть, кото- рая может проводить электрический ток.Естественный заземлитель – сторонняя проводя- щая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через про- межуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.Искусственный зазем- литель – заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.Защитный (РЕ) про- водник – проводник, предназначенный для целей электробезопасности.Совмещенные нуле- вой защитный и нулевой рабочий (PEN) проводники – проводники в электроустановках до 1 кВ, совмещающие функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. Измерение полного сопротивления петли «фаза-нуль» производится на основании параграфа 1.8.36 п.4 «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ). Цель измерения – вы- яснение возможности надежного отключения аварийного участка электроустановки. Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряже- нием вследствие замыкания на корпус. Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим ча- стям, оказавшимся под напряжением. Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напря- жений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус, путем уменьшения по- тенциала заземленного оборудования. Защитное заземление состоит из заземлителей и заземляющих проводников. Через за- землители, прокладываемые в земле, происходит растекание тока в землю. Заземляющие ме- таллические проводники соединяют заземляемые части электроустановок с заземлителем. В качестве заземлителей следует использовать естественные заземлители в виде про- ложенных под землей металлических коммуникаций (за исключениемтрубопроводов для горючих и взрывчатых веществ, труб теплотрасс), металлических конструкций зданий, со- единенных с землей, свинцовых оболочек кабелей, обсадных труб артезианских колодцев, скважин, шурфов и т.д. Если сопротивление естественных заземлителей удовлетворяет требуемым нормам R З , то искусственных заземлителей не требуется. При отсутствии естественных заземлителей применяют искусственные заземлители: стержни из угловой стали размером 50х50, 60х60, 75х75 мм с толщиной стенки не менее 4 мм; стальные трубы диаметром 50...60 мм с толщиной стенки не менее 3,5 мм; прутковая сталь диаметром не менее 16 мм, длиной до 10 м и более. 57 Заземлители устанавливают в ряд или по контуру на такую глубину, при которой от верхнего конца заземлителя до поверхности земли остается 0,5…0,8 м. Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть не менее 2,5...3 м. Для соединения вертикальных заземлителей между собой применяют стальные поло- сы толщиной не менее 4 мм и сечением не менее48 мм 2 или стальной провод диаметром не менее 6 мм. Полосы (горизонтальные заземлители) соединяют с вертикальными заземлите- лями сваркой. Величина сопротивления защитного заземления R З в любое время года не должна превышать: - 2 Ом – для электроустановок напряжением 660/380В; - 4 Ом – для установок напряжением 380/220В; - 8 Ом – для установок напряжением 220/127В. Для электроустановок напряжением до 1000 В значения R З даны при условии, что удельное сопротивление грунта ρ ≤ 100 Ом·м. При ρ > 100 Ом·м разрешается увеличивать вышеуказанные величины в k = ρ/100, но не более чем в 10 раз. Измерение сопротивления заземляющих устройств. Существует три метода измере- ния сопротивления заземляющих устройств:мостовой (приборы КМ, Р-333); метод ампер- метра-вольтметра (МС-08);компенсационный (М1103, М-416). Рисунок 45 – Прибор Р – 333 Приборы Р – 333 и МС – 08 показаны на рисунках 45 и 48. Метод амперметра-вольтметра является наиболее точным методом измерения. Сущность этого метода состоит в том, что через испытуемый заземлитель R X (рисунок 46) пропускается переменный ток. Для замыкания цепи тока I X используется забиваемый в зем- лю вспомогательный электрод «B». Вольтметр включается между заземлителем R X и зондом «З», который также забивается в землю в точке нулевого потенциала. 20м 20м I x I x I x R x I B А V З В Рисунок 46 – Схема измерения сопротивления заземления методом амперметра-вольтметра 58 Сопротивление заземлителя R X , Ом, определяется по формуле: R X = U X /I X , где R X – сопротивление заземляющего устройства, Ом; U X – напряжение на заземляющем устройстве, В; I X – ток, проходящий по заземляющему устройству, А. Эта же схема может быть использована для измерения сопротивления группового заземлителя. При этом рассто- яния между заземлителем и электродами должны быть не меньше, указанных на рисунке 47. Х В З 20м 20 м 20м l l l l 0,25 0,5 0,5 З В D 2D 2D D В З D 1,5D 3D З В Рисунок 47 – Рекомендуемое взаимное расположение электродов (зондов) и минимальные расстояния между ними и испытуемыми заземлителями Рисунок 48 – Прибор МС - 08 Компенсационный метод. Данный метод используется в специальных измерителях заземлений типа М-416 или Ф-4103.Упрощенная схема прибора и схема его присоединения при измерении показаны на рисунке 49. Измерители заземления М416 предназначены для измерения сопротивления заземля- ющих устройств, активных сопротивлений и могут быть использованы для определения удельного сопротивления грунта (ρ). Диапазон измерения прибора от 0,1 до 1000 Ом и имеет четыре диапазона измерения: 0,1 … 10 Ом, 0,5 … 50 Ом, 2,0 … 200 Ом, 100 … 1000 Ом. Ис- точником питания служат три соединенные последовательно сухие гальванические элемента напряжением по 1,5 В (рисунок 50). Тр.1 А С В Преобра- зователь Уси- литель mA 1 2 3 4 R x R З R В Рисунок 49 – Схеме измерения сопротивления заземления прибором М-416 59 Рисунок 50 – Измеритель заземления М416 Измеритель сопротивления заземления Ф4103-М1 (рисунок 51) предназначен для из- мерения сопротивления заземляющих устройств, удельного сопротивления грунтов и актив- ных сопротивлений как при наличии помех, так и без них с диапазоном измерений от 0-0,3 Ом до 0-15 кОм (10 диапазонов). При измерении выход преобразователя присоединяется к вспомогательному заземли- телю (R B ) и измеряемому сопротивлению (R X ) через первичную обмотку трансформатора Тр.1. Во вторичную обмотку Тр.1 включен специальный калиброванный резистор-реохорд R ABC . При такой схеме включения помимо основной цепи через землю создается цепь через реохорд. Компенсация наступает при таком положении реохорда, при котором падение напря- жения на участке АВ равно падению напряжения на измеряемом сопротивлении, при этом ток в цепи индикатора равен нулю. Реохорд имеет оцифрованную шкалу, что позволяет непосред- ственно определять измеряемое сопротивление. Для грубых измерений сопротивления зазем- ления и измерений больших сопротивлений зажимы 1 и 2 прибора соединяют перемычкой, и прибор подключают к измеряемому объекту по трехзажимной схеме (рисунок 52). Рисунок 51 – Измеритель сопротивления заземления Ф4103-М1 При точных измерениях снимают перемычку с зажимов 1 и 2, и прибор подключают к измеряемому объекту по четырехпроходной схеме (рисунок 53). Это позволяет исключить погрешность, вносимую сопротивлением соединительных проводов и контактов. 60 Рисунок 52 – Подключение прибора по трехзажимной схеме к одиночному (а) и контурному (б) заземлителю Рисунок 53 – Подключение прибора по четырехзажимной схеме к одиночному (а) и контурному (б) заземлителю Проверка цепи «фаза – нуль» и цепи между заземлителями и заземленными элемен- тами. Нормальная работа электроустановки зависит не только от качества и состояния элек- трооборудования, но и от электрических соединений, связывающих электрооборудование данной электроустановки в единую систему, правильного выбора и настройки аппаратуры защиты. Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать то- кам короткого замыкания защищаемого участка сети. При этом защита обеспечивает отклю- чение аварийного участка при коротких замыканиях: однофазных и многофазных – в сетях с глухозаземленной нейтралью. Важным элементом защиты являются заземляющие устройства, которые подвергают- ся приемосдаточным испытаниям и периодически проверяются в процессе эксплуатации в следующем объеме: 1 Проверка элементов заземляющего устройства; 2 Проверка пробивных предохранителей в установках напряжением до 1000 В; 3 Проверка цепи «фаза – нуль» в установках напряжением до 1000 В с глухозаземлен- ной нейтралью; 4 Измерение сопротивления заземляющих устройств; 5 Проверка цепи между заземлителями и заземленными элементами. Проверка цепи фаза – нуль. Целью проверки является определение тока короткого за- мыкания между фазами и заземляющими проводниками. Этот ток должен иметь определен- ную кратность по отношению к номинальному току плавкой вставки или расцепителя авто- матического выключателя защищаемого присоединения. Сопротивление цепи «фаза – нуль» состоит из сопротивлений фазы трансформатора, фазного провода и нулевого провода. Значение тока однофазного короткого замыкания определяется по формуле: I K = 3 / Z Z U Т П Ф , (1) где U Ф – фазное номинальное напряжение; R x R з R В 2 4 а) 10м 20м 2 4 D R x R з R В 5 +20м D 20м б) R x R з R В 2 4 а) 10м 20м 2 4 D R x R з R В 5 +20м D 20м б) 61 Z П – сопротивление фазного и нулевого провода (полное); Z T – сопротивление фазы трансформатора. Сопротивление фазного провода определяется с учетом длины и удельного сопротив- ления. Сопротивления фазы трансформатора приведены в таблице 9. Таблица 9 – Сопротивления фазы трансформатора Мощность трансформатора, кВ·А 25 400 1000 Полное сопротивление, Z T ·10 -3 , Ом 3110 195 81 Наименьшая допустимая кратность тока однофазного короткого замыкания относи- тельно номинальных уставок защитных устройств приведена в таблице 10. Имея вышеприведенные данные, определяют I К для заданной цепи и выбирают соот- ветствующую защиту. Согласно ПУЭ, после монтажа электроустановки перед приемкой ее в эксплуатацию, а также после капитальных ремонтов проводки или электроприемников, но не реже, чем один раз в 5 лет, полагается измерять сопротивление цепи «фаза – нуль» с целью экспери- ментальной проверки соблюдения условий таблицы 10. Таблица 10 – Наименьшая допустимая кратность тока однофазного короткого замыкания относительно номинальных уставок защитных устройств Вид защиты Кратность тока в помещении невзрывоопасном взрывоопасном Плавкий предохранитель 3 4 Автомат с обратнозависимой от тока характе- ристикой 3 6 Автомат с электромагнитным расцепителем с известным коэффициентом разброса уставки К Р 1,1 К Р 1,1 К Р То же с неизвестным К Р при I Н уставки: - до 100 А - более 100 А 1,4 1,25 1,4 1,25 Основными методами проверки цепи фаза – нуль являются: - непосредственное измерение тока однофазного замыкания с применением специаль- ных приборов (ИПЗ-Т); - измерение полного сопротивления цепи с последующим вычислением тока однофаз- ного короткого замыкания (метод амперметра–вольтметра, измерение прибором типа М-417). Метод амперметра-вольтметра. Измерение производится по схеме представленной на рисунке 54.Трансформатор ТV2 подключается к ближайшему питающему трансформато- ру, например TV1. Для создания цепи фазный провод присоединяется к корпусу оборудова- ния. Ток в измеряемой цепи должен быть не менее 10А. Полное сопротивление цепи «фаза – нуль» Z П определяется по формуле: Z П = U/I. Измерение прибором М-417. Прибор М-417 предназначен для измерения сопротивле- ния цепи фаза-нуль в сетях переменного тока напряжением 380 В.Схема подключения при- бора изображена на рисунке 55, прибор на рисунке 56. Работа прибора основана на измене- нии падения напряжения на встроенном в прибор нагрузочном сопротивлении, включаемом при измерении в контролируемую цепь. Это падение напряжения зависит от сопротивления цепи «фаза – нуль», что позволяет проградуировать шкалу измерительного прибора в омах. Диапазон измерения прибора 0,1…2 Ом. 62 рА pV М Т 1 V QF1 R1 FU1 Т 2 V QF2 N Рисунок 54 – Схема измерения сопротивления цепи «фаза – нуль» методом амперметра-вольтметра Рисунок 55 – Схема подключения прибора М-417 Рисунок 56 – Прибор М-417 63 Основные характеристики 4126 NA. Измерение напряжения «фаза-нейтраль» и «фаза-земля» без нагрузки, измерение полного сопротивления цепи «фаза-нейтраль» и «фаза-земля» без отключения источника напряжения, измерение сопротивления шины «фаза», включающее реактивное сопротивление источника напряжения, измерение сопротивления шины «нейтраль», измерение сопротивления шины заземления, учитывающее качество контактных соединений, вычисление ожидаемого тока короткого замыкания в цепи «фаза-нейтраль» и «фаза-земля» (рисунок 57). Рисунок 57 – Тестер электрических сетей 4126 NA Для условий сельского хозяйства U Ф = 220 В. Z Т определяют из заранее составленных таблиц. Если линия электропитания состоит из различных участков, то для определения со- противления петли «фаза-нуль» необходимо использовать формулу: Z П |