Асинхронный генератор с самовозбуждением 5 страница

Ремонт кабельных линий Ремонт свинцовой или алюминиевой оболочек кабеля. Нарушения герметизации обычно происходит в результате механических повреждений при проведении земляных работ. Восстановление герметизации кабеля выполняют, если полная уверенность в том, что изоляция кабеля не повреждена и влага не проникла внутрь кабеля. Такой ремонт выполняют в следующей последовательности. - удаляют часть оболочки по обе стороны от места повреждения. - осматривают и проверяют верхнюю ленту поясной изоляции на отсутствие влаги. - выполняют разбортовку торцов заводской оболочки, восстанавливают герметизацию кабеля. - соединяют оболочку с броней кабеля и заключают кабель в защитный чугунный кожух. - если влага проникла в изоляции, поврежденный участок кабеля вырезают и в место него монтируют вставку из кабеля аналогичной марки. Ремонт изоляции кабеля. В случаи электрического пробоя изоляции при отсутствии повреждения токопроводящей жилы ремонт выполняют без разрезания жил кабеля, т.е при помощи бесклеммной муфты. Для этого необходимо убедиться в полном отсутствии влаги в изоляции и наличии запаса кабеля, позволяющего развести жилы и выполнить подмотку дефектной изоляции. Для герметизации кабель закладывают в свинцовую трубу, заливают кабельной массой в том же порядке, что и при ремонте свинцовых и алюминиевых оболочек. Профилактические испытания и измерения. В целях своевременного выявления и устранения дефектов изоляция кабеля, предупреждения аварийных повреждений кабельные линии в процессе эксплуатации подвергают ежегодно профилактическим испытанием. Кабели, находящиеся в благоприятных условиях по температурному режиму и способу прокладки, испытывают не реже одного раза в три года. Внеочередные испытания кабельных линий проводят после ремонтных работ и окончания земляных работ на трассе. Основной метод – испытание кабеля повышенным напряжением постоянного тока, так как кабели обладают большей зарядной реактивной мощностью и испытание их на переменном токе требует применения мощных испытательных установок. Кабельные линии напряжением до 1 кВ допускается испытывать только мегаомметром на напряжение 1000 – 2500 В. При испытании на выпрямленном напряжении одновременно измеряют ток утечки, по величине которого определяют изменение сопротивление изоляции. Групповые кабельные линии или параллельные кабели, присоединенные к отдельным агрегатам (генератору, трансформатору), можно испытать одновременно без отсоединения от сети. При профилактических испытаниях кабельных линий проверяют изоляцию каждой жилы кабеля по отношению к другим и оболочке  

54. Электрические нагрузки, графики электрических нагрузок суточные, годовые, годовые по продолжительности.   С развитием электрификации удельное потребление электроэнергии возрастает и при условии широкого внедрения бытовых приборов, а также комплексной электрификации большинства стационарных процессов сельскохозяйственного производства (кроме энергоемких тепловых процессов и мощных бытовых приборов — электроплит, бойлеров, печей) достигает 800—1000 кВт∙ч на сельского жителя в год. Соответственно в начальной стадии электрифика­ции плотность электрической нагрузки в сельских районах составляет 1-5 кВт/км² (при потреблении 100—150 кВт∙ч на жителя в год), а при ее развитии и росте потребления до 800—1000 кВт∙ч на жителя в год плотность электрической нагрузки достигает 7—15 кВт/км². В связи с особенностями сельскохозяйственного производства и быта сельского населения загрузка сельских сетей и трансформаторных подстанций меньше, чем в городах и на промышленных пред­приятиях. Эту загрузку можно характеризовать числом часов исполь­зования максимума, которое определяют по формуле T=A/Pmax где А — количество энергии, использованное потребителями за определенный период времени (сутки, месяц, год), кВт∙ч; Pmax — максимальная мощность потребителей за этот период, кВт Для сельских потребителей в начальной стадии электрификации годовое число часов использования максимума характеризуется цифрами порядка 1300—1700, а при развитой электрификации сельских районов оно повышается до 3000—3500 ч. В городах эта цифра больше, достигает 5000—6000 ч, особенно при наличии промышленности с непрерывным производством. Следует отметить, что в сельских районах, прилегающих к крупным городам, а также в районах с высокой плотностью населения плотность нагрузок и число часов использования максимума могут существенно превышать приведенные зна­чения. В связи с основной особенностью производства электроэнергии, как уже отмечалось, процесс производства и процесс потребления со­впадают по времени. Поэтому для рационального проектирования электроустановок и их эксплуатации чрезвычайно существенно знать изменение нагрузок в течение суток, месяца, года. Во всех расчетах сетей приходится исходить из величины получа­сового максимума нагрузки, которую определяют по графику для участка, где в течение получаса нагрузка имеет максимальные значе­ния. Аналогично строят суточные графики. Имея суточные нагрузочные графики для различных сезонов года и относительных единицах по отношению к максимальной мощности, можно построить годовой график нагрузки по продолжительности. Это построение показано на рисунке. Проведя на летнем и зимнем графиках ряд прямых, соответствующих нагрузкам Р₁, Р₂,... P_i (кВт), получим при пересечении этими прямыми графиков нагрузки на оси абсцисс соответствующие числа часов t_1л, t_2л…t_iл; t_1з, t_2з…t_iз. Если принять, что в течение, например, 165 дней в году потребители работают по летнему графику, а в течение 200 дней — по зимнему, построение годового графика по продолжительности (рис. 3, в) обеспечится для тех же мощностей P₁, P₂...P_i (кВт) расчетами соответствующих чисел часов по формулам   Площадь годового графика по продолжительности характеризует количество энергии W, использованное потребителями за год. Если это количество энергии W разделить на максимальную мощность Р_max, получится годовое число часов использования максимума (Г) J а при делении А_Г на полное число часов в году (принимается равным 8760 ч) получится средняя годовая мощность Р_ср._г.  

1.Электродные и элементные нагреватели, преимущества и недостатки электродных и элементных водонагревателей. В электродных нагревателях нагреваемое вещество размещают между электродами (рис.1, б). В результате протекания электрического тока непосредственно в нагреваемой жидкости или веществе согласно закону Джоуля-Ленца выделяется теплота. Температуру нагрева регулируют силой тока или продолжительностью нагрева. Электродные ЭНУ прямого нагрева выполняют в виде различных водонагревателей, паровых и водяных котлов и т.п. В сельском хозяйстве наиболее распространены электроводонагреватели. Принципиально они мало отличаются друг от друга. Их основные части: корпус (резервуар), размещенные в нем электроды, устройство для регулирования мощности и патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости. Основная область применения электродных водонагревателей – горячее водоснабжение технической водой; обогрев помещений любого типа, в том числе сельскохозяйственного назначения; получение подогретой питьевой воды через теплообменник или бойлер-теплоаккумулятор. Основные преимущества электродных водонагревателей – высокая надежность в работе; простота конструкции и схемы управления; удобство обслуживания; использование неперегораемых элементов – электродов со сроком службы 7…9 лет, более высокий КПД по сравнению с элементными нагревателями, работающими на ТЭНах; большое значение мощности на единицу массы и объема по сравнению с другими нагревателями; меньший занимаемый объем по сравнению с установками на твердом или жидком топливе. Установки не боятся упуска воды, экологически чисты, имеют широкое и плавное регулирование мощности, обладают бактерицидными свойствами, могут быть отремонтированы в условиях хозяйства.

Основные недостатки электродных водонагревателей – значительная зависимость надежности и долговечности установок от параметров воды; значительная зависимость их мощности от температуры нагреваемой воды, удельное электрическое сопротивление которой ρ_т падает из-за резкого увеличения в ней количества ионов; электрохимическая коррозия электродов и электролиз воды и растворимых в ней солей (несмотря на использование переменного тока), наличие в воде продуктов «растворения» железа и продуктов электролиза; образование гремучего газа при большой плотности тока на электродах и возможность взрыва установки.

Наиболее широко в сельском хозяйстве используют ЭНУ косвенного нагрева, в которых реализован способ нагрева сопротивлением с помощью нагревательных элементов (рис.1, в).

Элементные электрические водонагреватели используют для нагрева воды на технологические и санитарно-гигиенические нужды ферм и комплексов, для подогрева воды в автотракторных мастерских, в теплично-парниковом хозяйстве, в консервном производстве и при выпечке хлеба, для изготовления различной питьевой воды и пива, а также на других с/х предприятиях.

  Основные преимущества элементных водонагревателей – мощность, потребляемая из сети нагревателем, не зависит от удельного электрического сопротивления воды ρ₂₀ и практически не зависит от температуры воды; ЭНУ может быть сразу же использована для нагрева питьевой воды (без использования промежуточных теплообменников); у нагревателей имеется возможность быстрой замены вышедших из строя ТЭНов; при пропаже одной из фаз со стороны питания ассиметрия напряжений менее опасна (однако работа элементных ЭНУ при неполнофазном режиме запрещена, а в сеть водоснабжения их должны включать через изолирующие вставки). Недостатки элементных водонагревателей – выход из строя ТЭНов (перегорание) из-за прекращения подачи или упуска воды из системы; меньшее значение мощности на единицу массы и объема по сравнению с электродными ЭНУ, а также более сложная конструкция с более низким КПД; меньшие возможности регулирования мощности (ступенчатое регулирование при ограниченном количестве ступеней).  

11. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока изменением сопротивления в цепи якоря, изменением магнитного потока; изменением питающего напряжения.   Угловая скорость вращения якоря двигателя получена по формуле и имеет вид Аналогично получим выражение для частоты вращения двига­теля Из формулы следует три возможных способа регулирова­ния частоты вращения: изменением сопротивления в цепи якоря (LR_a); магнитного потока (Ф); питающего напряжения (U). Изменение сопротивления цепи якоря.Частоту вращения этим способом регулируют преимущественно у двигателей с парал­лельным и независимым возбуждением. Для этого в цепь якоря двигателя вводят дополнительный реостат RR_a, секции сопротив­лений которого рассчитаны на продолжительную работу под то­ком. Тогда частота вращения будет изменяться в соответствии с выражением где Л_д — сопротивление дополнительного реостата; п_о = и/(С_еФ) — частота вращения при идеальном холостом ходе; An — изменение частоты вращения обуслов­ленное изменением нагрузки на валу. При неизменном моменте сопротивления нагрузки на валу М_с будет неизменным и электромагнитный момент М, а следователь­но, и ток /цепи якоря. Тогда с увеличением сопротивления R_E ча­стота вращения двигателя будет уменьшаться (рис. 5.6, а). При данном способе регулирования можно только уменьшать частоту вращения по сравнению с ее значением при работе двигателя на естественной механической характеристике. Диапазон регулиро­вания незначителен («_max/«_min = 3:1), особенно при малых нагруз­ках на валу. Кроме того, способ регулирования не экономичен, так как сопровождается большими потерями мощности в сопро­тивлении R_R, особенно при малых частотах вращения. Изменение магнитного потока.Этот способ регулирования час­тоты вращения наиболее распространен и экономичен. В двигате­лях с параллельным и независимым возбуждением магнитный поток изменяют путем изменения сопротивления регулировочного реостата в цепи обмотки возбуждения. В двигателях с последова­тельным возбуждением регулировочным реостатом шунтируют обмотку возбуждения. Механическая характеристика двигателя с параллельным воз­буждением, представляемая выражением, практически ли­нейна и может быть построена по двум точкам: При данном способе регулирования можно изменять частоту вращения только в сторону ее повышения относительно номи­нального значения. Диапазон регулирования обычно 2: 1, но мо­жет быть и выше. При неизменном моменте нагрузки из-за умень­шения магнитного потока в процессе регулирования увеличивает­ся ток якоря, что отрицательно сказывается на работе двигателя. Преимущество способа заключается в том, что при регулировании отсутствуют потери мощности.  

2.Реакция якоря в явнополюсном синхронном генераторе при активной, чисто индуктивной, ёмкостной смешанной нагрузках. Уравнение ЭДС и напряжений синхронного генератора. Индуктивные сопротивления синхронных машин. Векторные диаграммы синхронного генератора. Реакция якоря в явнополюсном синхронном генераторе при актив­ной нагрузке. В явнополюсном генераторе воздушный зазор между ротором и статором — переменная величина: от середины полюса ротора к его краю зазор постепенно увеличивается по определен­ному закону, а затем резко увеличивается в зоне между полюсами. В связи с этим магнитные проводимости машины по оси полюсов и по оси межполюсного пространства существенно отличаются. Поэтому магнитный поток Ф_о якоря будет зависеть не только от значения МДС обмотки, но и от ее пространственного положения относительно полюсов ротора. Так как нагрузка чисто активная, то ток в обмотке совпадает с ЭДС по фазе и, следовательно, тоже имеет максимальное значе­ние I_max. Известно, что ось вращающегося магнитного поля, со­здаваемого всеми фазными обмотками якоря, располагается по оси той фазы, в которой в данный момент ток имеет максималь­ное значение. Таким образом, направление магнитного потока Ф_о будет по поперечной оси машины, т. е. реакция якоря при актив­ной нагрузке генератора является поперечной. Из-за реакции яко­ря магнитный поток полюсов как бы «сдувается» в сторону, про­тивоположную направлению вращения. Под набегающим краем полюса магнитное поле ослабляется (потоки Ф_о и Ф_а действуют встречно), а под сбегающим — усиливается. На рисунке 20.2, б приведена векторная диаграмма потоков и ЭДС. Магнитный поток возбуждения Ф₀ направлен по оси полю­сов и индуктирует в обмотке якоря ЭДС Е₀, отстающую от потока на 90°. Под действием ЭДС в обмотке якоря протекает ток I, со­здавая совпадающий с ним по фазе магнитный поток якоря Ф_а. Рис. 20.2. К пояснению реакции якоря в синхронном генераторе: а и в — картины магнитных полей; б и г — векторные диаграммы при активной и индуктивной нагрузках Последний индуктирует в обмотке якоря ЭДС Е_а, отстающую от тока на 90°. Результирующий магнитный поток и ре­зультирующая ЭДС также сдвинуты по фазе на 90°. Реакция якоря при чисто индуктивной и емкостной нагрузках. При индуктивной нагрузке ЭДС Е₀ опережает ток в обмотке якоря I на 90°. Поэтому когда рассматриваемая катушка находится под полюсом, то ЭДС в ней имеет максимальное значение, а ток — ну­левое. За время, в течение которого ток катушки, возрастая, дос­тигнет максимального значения, ротор успеет повернуться на 90 электрических градусов. Это положение ротора показано на ри­сунке 20.2, в, из которого следует, что магнитный поток обмотки якоря Ф_а направлен по продольной оси d—d противоположно направлению потока Ф₀ обмотки возбуждения. Результирующий поток Ф₅ существенно уменьшается, вследствие чего уменьшается результирующая ЭДС Е₅ (рис. 20.2, г). Таким образом, реакция якоря при чисто индуктивной нагрузке будет продольной, действующей на машину размагничивающим образом, уменьшая маг­нитный поток по сравнению с его величиной при холостом ходе. При чисто емкостной нагрузке ток якоря / опережает ЭДС Е₀ на угол у = 90" и, следовательно, магнитный поток якоря также будет направлен по продольной оси машины, но теперь он будет совпадать по направлению с потоком обмотки возбуждения. Реак­ция якоря в этом случае будет подмагничивающей, увеличиваю­щей результирующий магнитный поток и результирующую ЭДС обмотки якоря. Реакция якоря при смешанной нагрузке (0 < ψ < 90°). На рисунке 20.3, а показано положение ротора, соответствующее указанному сдвигу фаз между ЭДС Е₀ и током I. В этом случае действие реак­ции якоря учитывают раздельно по продольной и поперечным осям машины в соответствии с так называемым методом двух ре­акций. Согласно этому методу МДС якоря F_a представляют в виде геометрической суммы двух МДС F_ad и F_aq, действующих по осям машины. Тогда Каждая составляющая МДС якоря создает свое магнитное поле и индуктирует в обмотке якоря ЭДС: продольная составляющая F_ad создает продольный магнитный поток Ф_ad и он индуктирует в обмотке якоря продольную ЭДС E_ad, аналогично поперечная со­ставляющая МДС F_aq создает поток Ф_аа, а последний — ЭДС Е_аq. Принимают, что указанные магнитные поля не оказывают влия­ния друг на друга. Магнитные потоки Ф_ad, Ф_аq и индуктированные ими ЭДС E_ad и Е_aq можно найти по характеристике намагничива­ния машины Ф₀=f(F₀) или по характеристике холостого хода Е₀ = f(I_B), которая ее повторяет (рис. 20.3, б).

Уравнения ЭДС и напряжений синхронного генератора. Индуктивные сопротивления синхронных машин. В синхронных генераторах обмотка якоря в режиме нагрузки сцеплена с результирующим магнитным потоком Ф_δ (магнитным потоком взаимоиндукции между ротором и статором) и собствен­ным магнитным потоком рассеяния Ф_σа. Суммарная ЭДС обмот­ки, индуктируемая этими потоками, уравновешивается падением напряжения в активном сопротивлении обмотки R_a и напряжени­ем U на нагрузке. Тогда для синхронного генератора с неявно вы­раженными полюсами уравнение ЭДС и напряжений где Ео + Еа=Е_δ — результирующая ЭДС, индуктируемая результирующим маг­нитным потоком; Е_σа — ЭДС, индуктируемая магнитным потоком рассеяния. Для насыщенного неявнополюсного генератора уравнение (20.5) следует представлять как Векторные диаграммы синхронного генератора. Векторные диаграммы используют для получения расчетным путем основных характеристик синхронных машин, анализа ре­жимов работы, оценки устойчивости и поведения машин в раз­личных режимах. При качественном анализе применяют упро­щенные векторные диаграммы для ненасыщенных машин, а для получения количественных результатов — точные диаграммы с учетом насыщения машин. Векторные диаграммы трехфазного синхронного генератора строят для режима симметричной нагруз­ки и поэтому рассматривают лишь одну фазу. Упрощенную векторную диаграмму для неявнополюсного син­хронного генератора строят на основании векторного уравнения (20.8) Исходные данные для ее построения — напряжение U, ток I нагрузки, коэффициент мощности cos φ и параметры генератора R_a и Х_с. При построении откладывают в определенном масштабе и в произвольном направлении вектор напряжения U и под углом φ к нему вектор тока I. Далее от конца вектора U последовательно откладывают вектор падения напряжения IR_a, совпадающий с на­правлением тока, и вектор падения напряжения IХ_c, опережаю­щий ток на 90°. В результате получают величину и направление вектора ЭДС Ео, а также угол нагрузки θ (рис. 20.4, а). Часто пре­небрегают и активным сопротивлением обмотки якоря R_a из-за его малости по сравнению с сопротивлением Х_с. При этом вектор­ная диаграмма несколько упрощается (рис. 20.4, б). Найденное значение ЭДС Е₀ оказывается больше значения Е₀, полученного из точной векторной диаграммы.     Рис. 20.4. Векторные диаграммы неявнополюсного синхронного генератора: а и б—ненасыщенного; о — с учетом насыщения    

73.Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током. Величина тока По величине тока, токи подразделяются на: неощущаемые (0,6 – 1,6мА); ощущаемые (3мА); отпускающие (6мА); неотпускающие (10-15мА); удушающие (25-50мА); фибрилляционные (100-200мА); тепловые воздействия (5А и выше). Величина напряжения и 2.3. Время действия По ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ «Предельно допустимые величины напряжений и токов. Электробезопасность». Факторы величины напряжения и время воздействия электрического тока, приведены в табл. 1. Таблица 1

Время действия, сек.	Длительно	До 30		0,5	0,2	0,1
Величина тока, мА.
Величина напряжения, В.

При кратковременном воздействии (0,1-0,5с) ток порядка 100мА не вызывает фибрилляции сердца. Если увеличить длительность воздействия до 1с, то этот же ток может привести к смертельному исходу. С уменьшением длительности воздействия значение допустимых для человека токов существенно увеличивается. При изменении времени воздействия от 1 до 0,1с допустимый ток возрастает в 16 раз.

Кроме того, сокращение длительности воздействия электрического тока уменьшает опасность поражения человека исходя из некоторых особенностей работы сердца. Продолжительность одного периода кардиоцикла (рис. 2.1.) составляет 0075-0,85с.

В каждом кардиоцикле наблюдается период систолы, когда желудочки сердца сокращаются (пик QRS) и выталкивают кровь в артериальные сосуды.

Фаза Т соответствует окончанию сокращения желудочков и они переходят в расслабленное состояние. В период диостола желудочки наполняются кровью. Фаза Р соответствует сокращению предсердий. Установлено, что сердце наиболее чувствительно к воздействию электрического тока во время фазы Т кардиоцикла. Для того чтобы возникла фибриляция сердца, необходимо совподение по времени воздействия тока с фазой Т, продолжительность которой 0,15-0,2с. С сокращением длительности воздействия электрического тока вероятность такового совпадения становится меньше, а следовательно, уменьшается опасность фибриляции сердца. В случае несовпадения времени прохождения тока через человека с фазой Т токи, значительно превышающие пороговые значения, не вызовут фибриляции сердца.

---

Дата добавления: 2015-09-03