Искусство
Языки
Языкознание
Вычислительная техника
Информатика
Финансы
Экономика
Биология
Сельское хозяйство
Психология
Ветеринария
Медицина
Юриспруденция
Право
Физика
История
Экология
Промышленность
Энергетика
Этика
Связь
Автоматика
Математика
Электротехника
Философия
Религия
Логика
Химия
Социология
Политология
Геология
Методические рекомендации по Л.Р. ТЭМР.doc ново... Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ для специальности 270116
 Скачать 1.23 Mb.
|
|
Федеральное агентство по образованию Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования Челябинский монтажный колледж ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫХ РАБОТ Методические рекомендации к выполнению лабораторных работ для специальности 270116 “Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий” Челябинск 2008 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Схемы электроосвещения квартиры Цель работы: 1) Овладеть навыками по составлению и монтажу схем управления электроосвещением; 2) исследовать основные их характеристики. Приборы и инструмент: отвертка, тестер. Ход работы На задней панели стенда расположены аппараты для выполнения модели схемы электроосвещения. По заданию преподавателя смонтировал схему электроосвещения квартиры (рисунок 1.1). Питание схемы завел от автоматического выключателя QF1, нулевой рабочий проводник взял с клеммника ХТ1.  Рисунок 1.1 – Принципиальная схема электроосвещения квартиры По заданной преподавателем электрической схеме разработал монтажную схему и смонтировал ее на стенде (рисунок 1.2). Проверил правильность монтажа при помощи тестера. После проверки схемы преподаватель запитал стенд от сети и подал в схему напряжение. Проверил работу схемы. После проверки схемы под напряжением выключил все автоматы и выключатели в схеме, сам стенд обесточил. Преподаватель вносит в схему скрытую неисправность (обрыв либо короткое замыкание) и предлагает учащимся ее обнаружить с помощью тестера (стенд должен быть обесточен).  Рисунок 1.2 – Монтажная схема электроосвещения квартирыВывод: Овладел навыками по составлению и монтажу схем управления электроосвещением. Контрольные вопросы
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 Изучение защиты осветительной сети Цель работы: 1) изучить аппараты защиты осветительной сети; 2) исследовать основные характеристики автоматического выключателя АП-50Б. Приборы и инструмент: отвертка, тестер. Ход работы Номинальный ток, защищающий от перегрузки, электромагнитного теплового или комбинированного расцепителя автоматов I н.з., выбирается по длительному расчетному току линии: I н.з. = I дл. Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного расцепителя I ср, определяется из соотношения: I ср. = 1,25I кр., где I кр. - максимальный кратковременный ток линии, который при ответвлении к одиночному электродвигателю равен его пусковому току. Коэффициент 1,25 учитывает неточность в определении максимального кратковременного тока линии и разброс характеристик расцепителей. Автоматические выключатели серии А3700 рассчитаны на напряжение до 440В постоянного тока и до 660В переменного тока и номинальную силу тока 160, 250, 400 и 630А. Уставки токов срабатывания выключателей составляют десятикратную величину их номинальных токов. Серийно изготовляются также автоматические выключатели типов АЕ2000 на номинальный ток до 100А; АК63 на номинальный ток до 63А; А63 на номинальный ток до 25А. В данной работе исследуются характеристики теплового расцепителя автомата АП-50Б QF1, ток уставки которого 1,6 - 2,5 А (смотреть маркировку самого аппарата). Работа электромагнитного расцепителя ввиду больших токов срабатывания (16 – 25А) не рассматривается. С разрешения преподавателя ознакомился с устройством автоматического выключателя. Для этого при отсоединенном сетевом кабеле стенда с помощью отвертки отвернул два винта на крышке автомата и аккуратно снял ее, чтобы не выпали дугогасительные камеры. Ознакомился с работой механизма и назначением узлов. Затем установил крышку на место. Для выполнения работы собрал схему (рисунок 2.1). В качестве нагрузки используется катушка теплового расцепителя самого автомата.  Рисунок 2.1 – Принципиальная схема М  онтаж схемы осуществляю по монтажной схеме (рисунок 2.2). Рисунок 2.2 – Монтажная схема Включается стенд и с помощью ЛАТРа, плавно от нулевого значения повышается напряжение до срабатывания автомата QF1. По амперметру А1 определяется ток срабатывания автомата. Проверил с помощью тестера правильность сборки. Убедился, что регулятор ЛАТРа установлен в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению. После проверки преподаватель подал напряжение на стенд и включить автомат QF1. Плавно поворачивая регулятор ЛАТРа, увеличил ток через автомат QF1 до значения 1,3I н. Засечь время срабатывания теплового расцепителя. Обесточил стенд и дал время остыть катушке теплового расцепителя (допускается для ускорения процесса охлаждения снять крышку автомата и при наличии возможности применение принудительного охлаждения). Повторил опыт при значениях тока нагрузки 1,5Iн, 1,7Iн. Вывод: Изучил аппараты защиты осветительной сети и исследовал основные характеристики автоматического выключателя АП-50Б. Контрольные вопросы 1. Какие аппараты применяют для защиты осветительной сети? 2. Какие виды расцепителей автоматических выключателей существуют? 3. Каково их назначение? 4. Каковы условия выбора аппаратов защиты осветительной сети? ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 Схемы включения люминесцентных ламп Цель работы: 1) изучить устройство светильника на основе люминесцентной лампы; 2) исследовать основные ее характеристики. Приборы и инструмент: отвертка, тестер. Ход работы В работе исследуются стартерная схема включения лампы. Исследование производится по схеме (рисунок 3.1), я смонтировал по монтажной схеме (рисунок 3.2).  Рисунок 3.1 – Принципиальная схема  Рисунок 3.2 – Монтажная схема Проверил правильность монтажа при помощи тестера. Подготовил стенд к работе от сети: вывести регулятор ЛАТРа в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению, убедился, что остальные аппараты, неиспользуемые в работе, не попадут под напряжение при включении стенда. После проверки схемы преподавателем запитать стенд от сети и подать в схему напряжение. Проверил работу схемы. Затем, плавно увеличивая подводимое напряжение с помощью ЛАТРа, определяю напряжение устойчивого включения лампы, а также ток розжига лампы и его величину в рабочем режиме. Эксперимент повторяю несколько раз. Затем, плавно понижая напряжение, определяю величину напряжения гашения лампы. Опыт повторяю несколько раз. Затем, вновь плавно понижая напряжение от номинального, снимаю значения рабочего тока лампы в режиме свечения в нескольких фиксированных точках. Вывод: Изучил устройство светильника на основе люминесцентной лампы. Контрольные вопросы 1. Каков принцип работы люминесцентной лампы? 2. Каковы преимущества люминесцентных ламп? 3. В каких помещениях применяются люминесцентные лампы? 4. Как выполняется монтаж светильников с люминесцентными лампами? 5. Как подключаются люминесцентные светильники? ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 Изучение схем включения счетчиков активной энергии Цель работы: 1) изучить вводно-распределительные устройства, средства учета электрической энергии; 2) приобрести практические навыки по монтажу счетчиков активной энергии. Приборы и инструмент: отвертка, тестер, плоскогубцы. Ход работы Подключение однофазных счетчиков электрической энергии выполняю по схемам (рисунок 4.1).  Рисунок.4.1 - Схемы подключения однофазных счетчиков Изучил схему подключения однофазных счетчиков. Записал паспортные данные счетчиков и трансформаторов тока, установленных на стенде. Собрал электрическую схему подключения однофазного счетчика с аппаратом защиты, установленным перед счетчиком, и без аппарата защиты (рисунок 4.1). Проверил правильность сборки. После проверки преподавателем, подать напряжение на стенд. Вывод: Изучил вводно-распределительные устройства, средства учета электрической энергии. Контрольные вопросы 1. Какие функции выполняют групповые щитки и щитки учета в электрических сетях? 2. Как подключаются 3-х фазные счетчики электрической энергии? 3. Как подключаются однофазные счетчики? 4. Для чего применяют трансформаторы тока? 5. Где устанавливаются счетчики учета электрической энергии? ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 Изучение схемы нереверсивного пуска двигателя Цель работы: 1) изучить методику проверки электрооборудования для управления работой электродвигателя; 2) выработать навыки монтажа электрооборудования по монтажным схемам. Приборы и инструмент: отвертка, тестер. Ход работы Записал паспортные данные асинхронного электродвигателя и ознакомился с пусковой аппаратурой. Для выполнения работы смонтировал электрическую схему (рисунок 5.1).  Рисунок 5.1 – Принципиальная схема Исследования в данной работе производятся на основе асинхронного электродвигателя М1. Для управления работой электродвигателя используются следующие коммутационные аппараты: автоматический выключатель QF 1 - для подключения схемы управления к питающему напряжению и защиты от токов короткого замыкания; магнитный пускатель КМ 1 - для подключения обмотки статора двигателя к питающему напряжению; тепловое реле КА 1 - для защиты двигателя от длительных перегрузок; кнопки кнопочного поста SB1.1 и SB1.2 - для пуска и останова двигателя. Контроль за током в фазах, фазным напряжением, потребляемой активной мощностью и скоростью вращения вала электродвигателя производится по приборам: A1, V1, W1 и n. Контроль за работой коммутационных аппаратов производится визуально. Ознакомился с расположением аппаратов на панели стенда. По монтажной схеме (рисунок 5.2) смонтировал схему управления двигателем М 1. После проверки преподавателем произвести проверку работы схемы при поданном напряжении питания. Снять показания амперметра. Тестером измерить все фазные и линейные напряжения. Зафиксировать показания. Сделать заключение о правильности выбора пускорегулирующей аппаратуры и аппаратов защиты. Обосновать выводы. .  Рисунок 5.2 – Монтажная схема Контрольные вопросы 1. Какие аппараты относятся к пускорегулирующей аппаратуре? Перечислите их. 2. В каких режимах проверяют электродвигатель после монтажа? 3. Каково назначение автоматического выключателя QF1 и теплового реле КА1 в схеме ( рисунок 5.1)? 4. Как выполняется защита от самозапуска двигателя? 5. Как выполняется шунтирование кнопки «Пуск» ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6 Изучение схем управления производственными механизмами (4ч) Цель работы: 1) Выработать навыки монтажа электрооборудования по принципиальным и монтажным схемам; 2)изучить методику поиска и устранения неисправностей автоматизированных электроприводов. Приборы и инструмент: отвертка, тестер. Краткие теоретические сведения При эксплуатации электроприводов могут возникнуть различные неисправности от простых неполадок до сложных, требующих значительных временных затрат на поиск повреждений, которые следует устранять. При ремонте сетей электропитания, замене распределительных щитов, замене кабелей возможно подключение привода на неверное чередование фаз, следовательно, двигатель будет вращаться в другую сторону, что в некоторых механизмах может привести к выходу оборудованию из строя. Для устранения неверного чередования фаз необходимо поменять любые две фазы местами. Если при включении двигатель начинает вращаться, но гудит, не набирает оборотов и греется, то причинами могут быть: обрыв в цепи статора (чаще обрыв фазы возникает из-за срабатывания предохранителей, реже из-за неисправности выключателя, а также обрыва в обмотке статора. При обрыве фазы в двух других фазовых обмотках резко увеличивается ток в 1,7 раза, что и вызывает нагрев двигателя); обрыв или слабый контакт в цепи ротора (нарушение контакта стержней с торцевыми кольцами в обмотке ротора – для двигателя с короткозамкнутым ротором); а также тривиальное заедание в рабочем механизме или механическое повреждение в двигателе; неправильное соединение концов обмоток после ремонта – одна фаза перевернута. Если при пуске двигателя срабатывает максимальная защита или защита от перегрузки (тепловая), то причиной отключения двигателя может оказаться неверно выбранный аппарат защиты или замыкание в цепи питания двигателя, равно как неисправность самого двигателя - механический так и электрический пробой изоляции в результате перегрева от перегрузок. Повторное включение автоматического выключателя после его срабатывания при пуске двигателя производят только после тщательной проверки исправности двигателя. При возникновении неисправностей в автоматическом цикле работы привода поиск неисправности можно провести при отключенном двигателе, оставив включенными цепи управления. Следует промоделировать работу механизма путем нажатия концевых выключателей, командных кнопок и др. и поэтапно контролировать состояние аппаратов цепей управления. Как только обнаружится отклонение от цикла (смотреть принципиальную схему и циклограмму работы), то в нерабочей цепочке при отключенном питании следует прозвонить всю ветвь от начала до конца, либо при поданном напряжении на сбойном участке вольтметром определить место обрыва цепи. Поиск таких неисправностей следует производить лишь после тщательного изучения циклограммы работы привода в составе оборудования и полной ясности очередности работы аппаратов. Для четкой ориентации в работе электрической схемы полезно составить таблицу состояний всех аппаратов цепи управления на каждом этапе циклограммы. При проверке цепей под напряжением следует соблюдать особую осторожность во избежание поражения электрическим током. Порядок проведения работы В работе исследуется реверсивный электропривод переменного тока на базе асинхронного электродвигателя. Для этого собирается схема (рисунок 6.1).  Рисунок 6.1 – Принципиальная схема По заданию преподавателя учащиеся могут доработать схему: ввести в схему реле времени (КТ1-КТ3) и промежуточные реле (К1-К2), переключатель SA1, осуществляющие управление каким-либо автоматическим циклом работы электродвигателя и элементы сигнализации (сигнальная лампа НЕ1 и звонок НА1). Монтаж схемы выполнить согласно рисунку 6.2.  Рисунок 6.2 – Монтажная схема При отключенном питании стенда проверить схему с помощью тестера. Прозвонить сначала силовые цепи: сами цепочки по потенциальным точкам и на предмет КЗ между фазами, фазой и нейтралью. Затем проверить цепи управления (как при ненажатых кнопках, так и при нажатии кнопки). После проверки преподавателем подключить стенд к сети и включить автомат QF1. Опробовать работу схемы: сначала «пуск» кнопочным постом SB1(включится пускатель КМ1), затем «стоп». Далее включить пускатель КМ2 кнопочным постом SB2 и вновь «стоп». Далее проверить работу блокировки реверса находу: при включенном пускателе КМ1 нажать черную кнопку кнопочного поста SB2 (изменений не должно быть). Преподавателем вводятся ошибки в схему управления (обрыв в цепи блок-контакта магнитного пускателя, обрыв в цепи питания схемы управления и т.д.) и предлагается учащимся отыскать и устранить их. Исследуется работа схемы и электропривода в целом при указанных неисправностях. Изучаются методы устранения данных неисправностей. По результатам опыта составить таблицу основных неисправностей и методов их проверки и устранения. Контрольные вопросы 1. Какие наиболее частые неисправности встречаются в автоматизированных электроприводах. 2. Как можно провести поиск неисправностей в автоматическом цикле работы привода. 3. Как выполняется блокировка, предотвращающая включение обоих контакторов? 4. Как изменить направление вращения вала двигателя? 5. Чем монтажная схема отличается от принципиальной? ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7 Изучение методов определения мест повреждения в кабельных линиях (2ч) Цель работы: 1) изучить методы определения повреждений в кабельных линиях; 2) изучить особенности индукционного метода поиска мест повреждения кабеля; 3) на модели кабельной линии определить характер повреждения. Приборы и инструмент: тестер, комплект штеккеров, датчик для поиска обрывов в кабелях. Краткие теоретические сведенияВыбору метода определения зоны повреждения кабелей предшествует выяснение характера повреждений, определяемых путем измерений мегомметром на 1000-2500 В. При этом измеряют сопротивление изоляции каждой токоведущей жилы относительно земли, сопротивление изоляции между каждой парой токоведущих жил, проверяют целостность токоведущих жил. Для обнаружения обрыва жил испытание следует проводить с обоих концов, закорачивая все три фазы на конце, противоположном подключению мегомметра. При наличии короткого замыкания определяют переходное сопротивление. Если оно в месте повреждения велико (более 5 МОм), а кабель не выдержал испытания, то для более точного определения места неисправности производят прожигание кабеля. Прожигание кабелей производят как на постоянном токе от специальных установок, так и на переменном токе от трехфазных повышающих трансформаторов. Целью прожигания кабелей является создание переходного сопротивления определенного значения в месте повреждения кабеля. Выбор метода отыскивания мест повреждения кабелей зависит от вида повреждения, пробивного напряжения в месте повреждения и переходного сопротивления. Поиск места повреждения производят обычно в два этапа. На первом этапе отыскивают зону повреждения, для чего применяют методы: импульсный, колебательного разряда, емкостный и метод петли. На втором этапе определяют точное место повреждения, для чего применяют методы: накладной рамы, акустический и индукционный. Область применения различных методов приведена в таблице 7.1. Метод колебательного разряда является одним из наиболее применяемых методов при “заплывающих пробоях”, которые часто наблюдаются в кабельных муфтах. Суть “заплывающего пробоя” заключается в том, что при имеющейся мощности выпрямительной установки при прожиге кабеля с увеличением его длины для заряда емкости кабеля до напряжения пробоя потребуется большее время. В результате этого частота разряда уменьшается, и место повреждения успевает “заплывать”. Для определения места повреждения при большей длине кабеля необходимы выпрямительные установки большей мощности, которые и используются при проведении места повреждения методом колебательного разряда. Суть метода заключается в измерении периода (полупериода) свободных колебаний, возникающих в заряженной кабельной линии при пробое изоляции в месте повреждения. При измерении на жилу кабеля подается высокое напряжение, но не выше допустимого, отрицательной последовательности (рисунок 7.1). В месте повреждения в момент пробоя напряжение падает до нуля, что соответствует моменту времени  ,где:  - время прохождения волны до места повреждения; - расстояние от конца кабеля до места повреждения; - скорость распространения волны (равна для силовых кабелей  м/мкс); Рисунок.7.1 – График времени прохождения волны Затем потенциал жилы резко возрастает и возникает волна напряжения положительной полярности, которая приходит к концу кабеля и, не меняя знака, возвращается к месту повреждения. В момент времени  волна достигает места пробоя, потенциал жилы резко падает до нуля и волна уходит к концу линии с переменой знака. В момент времени  волна отрицательной полярности приходит к концу линии, возвращаясь к месту пробоя с тем же знаком. В момент  волна приходит к месту повреждения и в момент пробоя напряжение опять падает до нуля. На этом завершается полный период, за время которого волна четыре раза проходит расстояние от конца кабеля (места подключения кабеля к испытательной установке) до места повреждения. Поэтому ,где  -период колебаний.Для повышения точности обычно измеряют время первого полупериода, так как в связи с затухающим характером колебаний форма и значение напряжения сильно искажаются на экране осциллографа. Шкала прибора проградуирована в километрах, измерение времени (обычно полупериода  ) производится по секундомеру. Схема подключения прибора ЭМКС-58М, позволяющего определять расстояния от 40 м до 10 км для кабелей до 10 кВ, изображена на рисунке 7.2. Рисунок 7.2 – Схема подключения прибора ЭМКС-58М Индукционный метод применяют для отыскания мест пробоя изоляции жил между собой или на землю, а также при обрыве линии с одновременным пробоем изоляции жил между собой или на землю. При пропускании тока по кабелю однофазного переменного тока вокруг кабеля образуется магнитное поле, значение которого зависит от значения тока. Если в поле кабеля внести рамку (антенну) из проволоки, то изменяющееся поле будет наводить в ней ЭДС и при замыкании контура рамки в телефоне возникнет ток и появится звучание. Чем выше частота тока, тем отчетливее звук. Чтобы звучание от испытуемого кабеля отличалось от звучания других кабелей, по испытуемому кабелю с помощью генератора низкой частоты пропускают ток частотой 800-1200 Гц. Отыскание мест повреждения по цели жила-земля является особенно сложным из-за растекания тока в месте повреждения по оболочке кабеля в обе стороны на десятки метров. Поэтому практически однофазные повреждения путем прожига переводят в двух, трехфазные и определяют повреждение по цепи жила-жила или искусственно создают цепь жила-оболочка кабеля, заземляя последнюю с обеих сторон и подключая генератор к жиле и оболочке. Наводимая в рамке ЭДС зависит от токораспределения в кабеле и взаимного пространственного расположения рамки и кабеля. Зная характер распределения поля для данного токораспределения в кабеле и при соответствующей ориентации рамки, по изменению силы звука в телефоне можно определить место повреждения. Метод накладной рамки применяют для определения непосредственно на кабеле при открытой прокладке места короткого замыкания жила - жила или жила - оболочка. Сущность метода аналогична индукционному. После подключения генератора на кабель накладывают рамку с телефоном и поворачивают вокруг оси. Если измерение производится до места повреждения, то за один поворот рамки будет прослушивается два максимума и два минимума сигналов от поля пары токов: жила-жила или жила-оболочка. За местом повреждения поле создается одиночным током и в телефоне при повороте рамки будет слышен монотонный звук. Импульсный метод применяют для определения зоны таких неисправностей как одно -, двух -, или трехфазное короткое замыкание, замыкание жил на землю, обрыва жил. Таблица 71 - Область применения методов определения мест повреждения кабельных работ
Порядок проведения работы Ознакомиться с принципиальной электрической схемой лабораторной установки (рисунок. 7.3)  Рисунок 7.3 – Принципиальная схема установки По заданию преподавателя собрать заданную схему с повреждением кабеля (на модели повреждение изоляции и кз в линии иммитируется перемычкой, содержащей резистор 1-2МОм; при кз линии на землю - перемычкой с резистром 1-2МОм соединяют фазу и нейтраль; при кз между линиями - перемычку с резистром 1-2МОм устанавливают между фазами; обрыв в линии иммитируется отсутствием перемычки между участками кабеля ). По заданию преподавателя собрать схему с обрывом в линии. Предварительно проводится проверка линии на обрыв: для этого все линии на конце кабеля объединяются с нейтралью и затем поочередно прозваниваются омметром (используется тестер) (рисунок 7.4). Для усложнения задачи для учащихся допускается применение перемычек со скрытым разрывом соединительного провода, тем самым визуально нельзя обнаружить место обрыва и учащемуся необходимо проделать всю цепочку измерений для вынесения заключения о месте обрыва. Р  исунок7.4 – Принципиальная схема После определения линии, содержащей обрыв, ее вывод на конце кабеля соединяют с нейтралью ( рисунок 7.5) Р  исунок 7.5 – Принципиальная схема Запитать стенд от сети. Подать напряжение на ввод поврежденной линии. С помощью датчика поиска обрывов кабеля произвести поиск места обрыва. Для этого подключить наушники к датчику через соответствующее гнездо. Приблизить датчик к вводу линии, на котором присутствует напряжение на расстоянии до 5мм – в наушниках будет слышен 50Гц «фон», который существенно ослабляется при приближении к нейтральному проводу и отрезку линии, соединенном с нейтралью. Следуя вдоль линии, но не касаясь ее, определить место, где происходит резкое снижение уровня звука «фона». Это и есть место обрыва. Произвести проверку сопротивления изоляции линии. По заданию преподавателя собрать схему модели для проверки кабельной линии с поврежденной изоляцией (на модели повреждение изоляции и кз в линии иммитируется перемычкой, содержащей резистор 1-2МОм). Концы линий соединяют с нейтралью (рисунок 7.6)  Рисунок7.6 – Принципиальная схема Измерить сопротивление изоляции между линиями, линиями и землей (на модели взамен промышленного мегаомметра применяется цифровой тестер). Работу проводят при отключенном питании стенда! После обнаружения поврежденной линии стенд подключают к сети и на ее ввод подают напряжение(рисунок 7.7).  Рисунок7.7 – Принципиальная схема С помощью датчика поиска обрывов кабеля произвести поиск места повреждения. Для этого подключить наушники к датчику через соответствующее гнездо. Приблизить датчик к вводу линии, на котором присутствует напряжение на расстоянии до 5мм – в наушниках будет слышен 50Гц «фон», который существенно ослабляется при приближении к нейтральному проводу и отрезку линии, соединенном с нейтралью. Следуя вдоль линии, но не касаясь ее, определить место, где происходит существенное снижение уровня звука «фона». Это и есть место повреждения. Контрольные вопросы
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8 Повышение коэффициента мощности при помощи конденсаторов Цель работы: 1) изучить влияние конденсаторов на коэффициент мощности электрической цепи; 2) изучить методику расчета коэффициента мощности. Приборы и инструмент: отвертка, паяльник, тестер. Краткие теоретические сведения Прохождение реактивной мощности, пульсирующей между источниками питания и электроприемниками, сопровождается увеличением тока. Это вызывает дополнительные затраты на увеличение сечений проводников сетей и мощностей трансформаторов, создает дополнительные потери электроэнергии. Кроме того, увеличиваются потери напряжения за счет реактивной составляющей, пропорциональной реактивной нагрузке и индуктивному сопротивлению, что понижает качество электроэнергии по напряжению. Вследствие этого важное значение имеет компенсация реактивных нагрузок и повышение коэффициента мощности в системах электроснабжения промпредприятий. Под компенсацией имеется в виду установка местных источников реактивной мощности, благодаря которым повышается пропускная способность сетей и трансформаторов, а также уменьшаются потери электроэнергии. Для сохранения нормального напряжения при максимальной нагрузке необходимо соблюдение баланса реактивных мощностей, который достигается за счет мероприятий, снижающих потребление реактивной мощности предприятиями от энергосистемы. Эти мероприятия разбиваются на: мероприятия, не требующие специальных компенсирующих устройств и целесообразные во всех случаях, и требующие установки специальных компенсирующих устройств для выработки реактивной мощности. Наибольшее распространение в промпредприятиях получили конденсаторы. Мощность конденсатора пропорциональна квадрату напряжения, что следует учитывать при расчетах уровней напряжения сети: Q = *C*U2*10-3 ВАР, где: Q – реактивная мощность, – частота сети, C – емкость конденсатора, U – напряжение сети. Конденсаторы включаются в сеть параллельно электроприемникам, вследствие чего такая компенсация носит название поперечной (параллельной) в отличие от продольной, при которой конденсаторы включаются в сеть последовательно. Возможна также индивидуальная компенсация, когда конденсаторы наглухо подключаются к обмоткам отдельных электродвигателей или трансформаторов и коммутируются вместе с ними. Она может применяться для электроприводов, работающих в длительном режиме. Мощность конденсаторов в этом случае выбирается по реактивной мощности холостого хода. Наряду с большими достоинствами (статические устройства, малые потери) конденсаторы имеют следующие недостатки:
Порядок проведения работы Собрать электрическую схему согласно рисунку 8.1 для исследования повышения коэффициента мощности с использованием батареи конденсаторов (схема индивидуальной компенсации мощности). В качестве активно-индуктивной нагрузки используется асинхронный электродвигатель М1. Подключение батареи конденсаторов производится выключателем SA1. Ваттметр W1,W2 индицирует активную трехфазную мощность, потребляемую электродвигателем.  Рисунок 8.1- Принципиальная схема По монтажной схеме (рисунок 8.2) собрать опытную схему.  Рисунок 8.2 – Монтажная схема Проверить с помощью тестера правильность сборки. После проверки преподавателем подать напряжение на стенд и включить автомат QF1. При выключенном выключателе SA1 (рычажок в среднем положении) произвести запуск двигателя М1 черной кнопкой кнопочного поста SB1. Зафиксировать показания амперметра А1 и трехфазного ваттметра W1,W2. Тестером измерить фазное напряжение. Данные занести в таблицу 1. Не отключая двигателя подключить батарею конденсаторов С1-С3 выключателем SA1 (рычажок в нижнем положении) и отметить уменьшение величины тока на амперметре А1. Снять данные с амперметра и ваттметра и занести в таблицу 8.1. Отключить электродвигатель красной кнопкой кнопочного поста SB1. Отключить автомат QF1 и обесточить стенд. Провести вычисления в таблице и сравнить значения коэффициента мощности в опыте без батареи конденсаторов и с ней. Расчет полной мощности S, ВА, определяется по формуле: S = 3UФ * IФ, ВА; Определяем коэффициент мощности KM по формуле KM = P / S. Таблица 8
Контрольные вопросы 1. Для чего применяют компенсацию реактивной мощности? 2. Какие устройства применяют для повышения коэффициента мощности? ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N9 Испытание силовых трансформаторов после ремонта Цель работы: 1) изучить назначение и устройство трансформатора; 2) изучить методику испытания трансформатора. Приборы и инструмент: отвертка, тестер. Краткие теоретические сведения Трансформатор – это устройство, имеющее две или более индуктивно-связанных обмоток и предназначенных для преобразования посредством электромагнитной индукции одной системы переменного тока в другую (с другим значением номинального напряжения). Область применения трансформаторов очень широка, чем и объясняется их конструктивное разнообразие и большой диапазон мощностей. Трансформатор состоит из магнитопровода, на котором размещен каркас, с навитыми на него обмотками (две и более). Обмотка на которую подают напряжение питания называется первичной. Остальные обмотки, с которых снимается преобразованное напряжение называются вторичными. Магнитопровод трансформаторов изготавливается из стальных листов, изолированнных друг от друга лаковой изоляцией или окисдыми пленками. Это позволяет понизить потери мощности от вихревых токов, вызывающих нагрев магнитопровода. По конфигурации магнитопровода трансформаторы подразделяют на стержневые и броневые. В стержневых трансформаторах обмотки размещены на стержнях магнитопровода и охватывают его. В броневых трансформаторах магнитопровод охватывает обмотки, как бы «бронирует» их. Горизонтальные части магнитопровода, не охваченные обмотками, называют нижним и верхним ярмом. Трасформаторы большой и средней мощности обычно изготавливают стержневыми, так как они проще по конструкции , имеют лучшие условия охлаждения обмоток, что особенно важно в мощных трансформаторах, имеющих большие габариты. Броневые магнитопроводы используются в маломощных трансформаторах. Первичную обмотку располагают как можно ближе к магнитопроводу для повышения его к.п.д., а вторичные обмотки через изоляционную пропитанную бумагу (для исключения вероятности электрического контакта первичной обмотки со вторичными цепями) вплотную к первичной для улучшения магнитной связи между ними. По способу охлаждения трансформаторы делятся на сухие и масляные. Сухие трансформаторы имеют естественное воздушное охлаждение, которое может быть использовано только для трансформаторов малой мощности. При увеличении мощности увеличивается интенсивность тепловыделения и нагрев обмоток. Чтобы обеспечить допустимую для изоляции температуру нагрева, применяют более интенсивные способы отвода тепла. Для этого магнитопровод с обмотками помещают в специальный бак, заполненный трансформаторным маслом. Масло является одновременно и изолятором и теплоносителем, т.е. изолирующей и охлаждающей средой. Интенсивность охлаждения обеспечивается за счет большей по сравнению с воздухом теплопроводности. Это пример естественного масляного охлаждения. В трансформаторах большой мощности масло принудительно охлаждают. Такие системы называют принудительным масляным охлаждением. Для масляных трансформаторов характерно применение расширителей (они обеспечивают отвод излишков масла в свободную полость, ограничивающую его взаимодействие с влажным атмосферным воздухом), вызванное зависимостью объема масла от температуры т.е. от величины нагрузки трансформатора. В процессе эксплуатации трансформаторов они требуют периодического обслуживания. Для сухих трансформаторов ввиду простоты их конструкции обслуживание заключается в удалении пыли с клеммных колодок и проверке состояния контактов. Обязательным является проверка сопротивления изоляции обмоток между ними и каждой обмоткой и корпусом, так как изоляция обмоток трансформаторов относительно легко подвергается изменениям под влиянием температуры, влажности, загрязнения и т.д. Происходит старение изоляции, что отрицательно влияет на ее качество, электрическую прочность. По этой причине контроль за ее качеством должен быть периодическим. Согласно ПУЭ измерение сопротивления изоляции силовых и осветительных электроустановок, работающих при номинальном напряжении 127-660В, производят мегометром с напряжением 1000В. Допустимые нормы сопротивления изоляции трансформаторов указывают в технических условиях или ГОСТах. Для электрических машин напряжением до 1000В сопротивление изоляции обмоток должно составлять не более 0,5 Мом. Сопротивление изоляции обмоток измеряют между отдельными обмотками, а также между каждой обмоткой и корпусом электрической машины. Трансформаторы прошедшие ремонт должны быть подвергнуты тщательной проверке на сопротивление изоляции и соответствие паспортным данным. Замер сопротивления изоляции проводится при отключенных первичных и вторичных цепях, а проверка рабочих параметров исследуется в опытах холостого хода и при работе под нагрузкой. Отклонения от паспортных значений не должны быть значительными. Порядок проведения работы. В работе исследуется однофазный силовой трансформатор Т2. При выключенном стенде, с помощью измерительных приборов, производится замер сопротивлений обмоток трансформатора и сопротивление изоляции этих обмоток. Эти значения сравниваются с паспортными данными. Затем собирается схема (рисунок 9.1) и включается трансформатор. На холостом ходу и при номинальной нагрузке определяются напряжения и токи в первичной и вторичной обмотках и сравниваются с паспортными данными. При необходимости строится нагрузочная характеристика трансформатора.  Рисунок - 9.1 Исследование трансформатора на холостом ходу  Рисунок - 9.2 Исследование трансформатора под нагрузкой (1-я обмотка) Р  исунок - 9.3 Исследование трансформатора под нагрузкой (2-я обмотка) Схему (рисунок 9.1) собрать по монтажной схеме (рисунок.9.4). Проверить правильность монтажа при помощи тестера. Перед подключением стенда к сети вывести регулятор ЛАТРа в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению. Запитать стенд и плавно увеличивая напряжение на выходе ЛАТРа установить его величину, соответствующую номинальному. Снять показания приборов.  Рисунок - 9.4 Исследование трансформатора на холостом ходу Р  исунок - 9.5 Исследование трансформатора под нагрузкой (1-я обмотка) Схему (рисунок 9.2) работы трансформатора под нагрузкой (1-я обмотка) собрать по монтажной схеме (рисунок 9.5). Проверить правильность монтажа при помощи тестера. Перед подключением стенда к сети вывести регулятор ЛАТРа в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению. Запитать стенд и плавно увеличивая напряжение на выходе ЛАТРа установить его величину, соответствующую номинальному. Снять показания приборов. Схему (рисунок 9.3) работы трансформатора под нагрузкой (2-я обмотка) собрать по монтажной схеме (рисунок 9.5). Проверить правильность монтажа при помощи тестера. Перед подключением стенда к сети вывести регулятор ЛАТРа в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению. Запитать стенд и плавно увеличивая напряжение на выходе ЛАТРа установить его величину, соответствующую номинальному. Снять показания приборов. Данные занести в таблицу 9.1.  Рисунок - 9.6 Исследование трансформатора под нагрузкой (2-я обмотка) Таблица 9.1 - Зависимость параметров от режима работы
Сделать заключение об исправности трансформатора после ремонта, на основании соответствия его параметров паспортным данным. Контрольные вопросы
СОДЕРЖАНИЕ Требования к содержанию отчета 6 Правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ 6 Лабораторная работа №1. Схемы электроосвещения квартиры (2 ч) 7 Лабораторная работа №2. Изучение защиты осветительной сети (2 ч) 11 Лабораторная работа №3. Схемы включения люминесцентных ламп (2 ч) 17 Лабораторная работа №4. Изучение схем включения счетчиков активной энергии (4 ч) 22 Лабораторная работа №5. Изучение схемы нереверсивного пуска асинхронного двигателя (4 ч) 27 Лабораторная работа №6. Изучение схем управления производственными механизмами (4 ч) 31 Лабораторная работа №7. Методы определения мест повреждения кабельных линий (2 ч) 37 Лабораторная работа №8. Повышение коэффициента мощности при помощи конденсаторов (2 ч) 48 Лабораторная работа №9. Испытание силовых трансформаторов (2 ч) 53 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||