quot;ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 3Следующая ⇒

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13

К государственному экзамену по специальности 1-43 01 03
«Электроснабжение (по отраслям)» выпуск 2020 г.

________________________________________________________________________

1. Схемы электрических осветительных сетей. Конструктивное исполнение осветительных электрических сетей.

Электрические сети промышленных предприятий выполняют внут­ренними (цеховыми) и наружными. Внутренние сети могут быть открытые, проложенные по поверхностям стен, потолков и дру­гим элементам зданий и сооружений: на изоляторах, в трубах, коро­бах, лотках, на тросах и т. д. и скрытые, проложенные в конструк­тивных элементах зданий и сооружений: в стенах, полах, фундаментах, перекрытиях и др. Наружные сети прокладывают по наружным стенам зданий и сооружений, между зданиями, а также на опорах.

Прокладка электрических сетей производится изолированными и неизолированными проводниками. Изолированные проводники вы­полняют защищенными и незащищенными. Защищенные проводники поверх электрической изоляции имеют металлическую или другую оболочку, предохраняющую изоляцию от механических повреждений. Незащищенные проводники таких оболочек не имеют.

Выбор типа проводки, способа ее выполнения, а также марок провода и кабеля определяется характером окружающей среды, размещением технологического оборудования и источников питания в цехе и другими показателями. При выборе используют данные про­ектной и производственной практики в соответствии с ПУЭ; при этом предпочитают электропроводки без выполнения специальных элемен­тов в строительной части (-каналов, закладных отверстий и. др.).

В электрических сетях промышленных предприятий широко применяют шинопроводы. По конструкции они могут быть откры­тыми и закрытыми, по назначению — магистральными и распределительными. Магистральные шинопро­воды для переменного тока (ШМА) и для постоянного тока (ШМАД) выполняют из алюминиевых шин, распределительные (ШРА) — из алюминиевых и медных шин.

В электрических сетях до 1000 В и выше применяют силовые кабели.

Для защиты от механических повреждений кабели внутри зданий прокладывают в каналах. При этом необходимая защита от механиче­ских повреждений обеспечивается перекрытием каналов несгораемыми плитами. Если число кабелей, прокладываемых в одном направлении, невелико, то их либо протягивают через трубы, либо прикрывают швеллерным или уголковым железом.

Кабельные линии больших сечений предназначаются для питания крупных приемников, распределительных щитов или шкафов, а также электроприемников, установленных в среде с особыми условиям; где ограничена прокладка проводов в трубах.

Прокладка проводов в защитных трубах. Эта прокладка обеспечивает достаточно надежную защиту от механи­ческих повреждений проводов, что важно для цеховых сетей промыш­ленных предприятий, но связана с дополнительными расходами труб (тонкостенных стальных, пластмассовых и др.). Следует отметить, что прокладка проводов в трубах, особенно в стальных, связана с возмож­ностью повреждения изоляции и с неудобствами в эксплуатации при необходимости замены поврежденных проводов. Такая прокладка, согласно ПУЭ, обязательна для взрывоопасных помещений, для чего предназначены специальные типы кабелей ВБВ и АВБВ.

Прокладку проводов в защитных трубах применяют в виде стоеч­ ной (рис. 5.1) и подпольной (рис. 5.2), при которых обеспечивается вы­сокая надежность и хорошая механическая защита проводов. Осо­бенно удобны эти виды прокладок в цехах, в которых по условиям .эксплуатации требуется хорошая обозреваемость установленного обо­рудования.

Разновидностью подпольной прокладки является модульная прок­ ладка, выполняемая в стальных, полиэтиленовых и винипластовых трубах с выходом труб на коленки, к каждой из которых подключают группу станков нли механизмов. Этот вид прокладки применяют там, где требуется особая чистота производственных помещений, например в приборостроительной промышленности.

Открытая прокладка проводов. Эта прокладка с креплением на роликах, изоляторах, тросах и других конструкциях является наиболее простой и дешевой, но не обеспечивает достаточной надежности и защиты проводов от механических повреждений. Более совершенной является прокладка проводов в лотках и коробах, выпу­скаемых в виде фасонных секций. Особенно удобен этот вид прокладки (рис. 5.3) при большом количестве проводов и кабелей для сложных многодвигательных агрегатов и автоматических линий.

Для осветительных сетей наиболее современной проводкой явля­ются осветительные шинопроводы типа ШОС-67 и ШОС-73, выполнен­ное четырьмя медными или алюминиевыми проводами. Тех­нические данные применяемых щинопроводов приведены в табл. 5.3. Светильники подключают через штепсельные окна, в которые встав­ляют штепсельные вилки с фазным, нулевым рабочим и нулевым за­щитным проводами. Шинопроводы ШОС-67 можно устанавливать совт местно с силовыми шинопроводами ШРА (рис, 5,4), Шинопроводы ШОС-73 можно использовать также для питания однофазных и трехфазных приемников небольшой мощности.

Прокладка троллейных сетей (токопроводов). Такую прокладку применяют для питания перемещающихся приемников (мостовых кранов, тельферов, тележек и др.). Троллей­ные сети выполняют специальными троллейными шинопроводами. В соответствии с ПУЭ производственные помещения в зависимости от характера окружающей среды делят на сухие, влажные, сырые, особо сырые, жаркие, пыльные, с химически активной средой, пожаро­опасные и взрывоопасные. Поэтому род прокладки сети и марки про­водов или кабелей выбирают в зависимости от характеристики окружающей среды производственных помещений.

Для электрических сетей следует при­менять проводники с алюминиевыми жи­лами. Проводники с медными жилами из-за дефицитности меди допускается исполь­зовать только в особых случаях, установ­ленных ПУЭ, например для ответвлений к зданиям от действующих воздушных ли­ний с медными проводами, для питания электроприводов в механизмах передвиже­ний крановых установок и др. Во взрыво­опасных помещениях классов В-1 и В-1а применение алюминиевых проводников не допускается.

Схемы и конструктивное выполнение силовых и осветительных сетей. Схемы должны обеспечивать надежность питания потребителей электроэнергии, быть удоб­ными в эксплуатации. При этом затраты на сооружение линии, расходы проводникового материала и потери электроэнер­гии должны быть минимальными.

Цеховые сети делят на питающие, ко­торые отходят от источника питания (под­станции), и распределительные, к которым присоединяются электроприемники. Схемы электрических сетей могут выпол­няться радиальными и магистральными.

Радиальные схемы. Эти схе­мы характеризуются тем, что от источника питания, например от распределительного щита трансформаторной подстанции, отходят линии, питающие крупные электроприемники (двигатели) или групповые распредели­тельные пункты, от которых в свою очередь отходят самостоятельные линии, питающие прочие мелкие электроприемники. При­мерами радиальных схем являются сети насосных или компрессорных станций, а также сети взрывоопасных, пожароопасных и пыльных про­изводств. Распределение энергии в них производится радиальными линиями от распределительных пунктов, вынесенных в отдельные помещения. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания; в них легко могут быть применены элементы автоматики. Однако радиальные схемы требуют больших затрат на установку распределительных щитов, проводку кабеля и проводов.

Магистральные схемы. Такие схемы в основном при­менят при равномерном распределении нагрузки по площади цеха. Они требуют установки распределительного щита на подстанции, и энергия распределяется по совершенной схеме блока «трансформатор — магистраль», что упрощает и удешев­ляет сооружение цеховой подстанции. При магистральных схемах, выполненных шинопроводами ШМА и ШРА, перемещение технологиче­ского оборудования не вызывает переделок сети. Наличие перемычек между магистралями отдельных подстанций обеспечивает надежность _ электроснабжения при минимальных затратах на устройство резерви­рования. Таким резервированием может быть обеспечено надежное электроснабжение приемников 2-й и 3-й категорий. При магистральных схемах возможно также внедрение сборных конструкций щинопроводов и быстрый монтаж сетей.

К недостаткам магистральных сетей следует отнести недостаточ­ную надежность электроснабжения, так как повреждение магистрали ведет к отключению всех потребителей, питаемых от данной магистрали.

Учитывая особенности радиальных и магистральных сетей, обычно применяют смешанные схемы электрических сетей в зависимости от характера производства, условий окружающей среды и т. Д. Напри­мер в механических цехах машиностроительной промышленности при системе блока «трансформатор — магистраль» электроснабжение вы­полняют магистральным шипопроводом, к которому присоединяют распределительные штепсельные шинопроводы, и от них радиальными линиями осуществляют питание всех электроприемников цеха. На некоторых участках цеха устанавливают распределительные пункты для питания электроприемников, которые присоединяют к ближайшим магистральным или распределительным шинопроводам. В прокатных, кузнечных, литейных и других цехах распределительную сеть подклю­чают к распределительным пунктам.

Наиболее распространены закрытые магистральные шинопроводы серии ШМА и распределительные закрытые шинопроводы серии ШРА с алюминиевыми шинами.

Шинопроводы серии ШМА служат для передачи электри­ческой энергии трехфазного тока промышленной частоты при напря­жении до 660 В в цехах и установках, не содержащих то ко проводящей пыли, химически активных газов и испарений. Их комплектуют из отдельных секций, крепят либо на нижнем поясе металлических ферм, либо на кронштейнах или специальных стойках.

Распределительный шинопровод серии ШРА предназна­чен для распределения электрической энергии трехфазного тока промышленной частоты при напряжении до 400 В в цехах с нормальной окружающей средой.

Быстрое подключение приемников без снятия напряжения с шинопровода выполняют через ответвительные коробки штепсельного вы­полнения. Эти коробки выпускают с предохранителями и установоч­ными автоматами. При открывании крышки коробки приемник отклю­чают от шинопровода. Если ответвление к приемнику не требует защиты, то на крышке коробки устанавливают ножи, которые при за­крытой крышке входят в губки патронодержателя. Установочный аппарат, смонтированный внутри ответвительной коробки, управля­ется рукояткой, укрепленной на стенке коробки.

Подключение ШМА к распределительным устройствам КТП (шкафам) подстанций производится через присоединительные секции ШМА. Эти секции соединяют с коммутационно-защитной аппаратурой, размещенной в шкафах КТП. Присоединение распределительных шинопроводов к шинам hoi станций производится кабелем или проводом, который подводите к вводной коробке, устанавливаемой в месте соединения двух секций шинопровода.

Присоединение распределительных шинопроводов к магистральным производится обычно через вводную коробку, установленную на распределительном шинопроводе, которая соединяется с ответвительной секцией магистрального шинопровода кабельной перемычкой.

Питающие линии осветительной сети присоединяют к групповым щиткам через установленные на них аппараты защиты и управления. Групповые щитки устанавливают в местах, доступных для обслужи­вания. В отдельных производствах, где перерыв питания освещения недопустим, а также где требуется эвакуация работающих, применяют питание групповых щитков аварийного освещения от двух источников. Для осветительной сети, а также сети переносных механизмов и ин­струментов применяют шинопровод типа ШОС-67 с пулевой шиной на напряжение 380/220 В и ток 25 А.

Изложенные общие требования, предъявляемые к схемам электрических сетей, не исчерпывают всех особенностей их проектирования и выполнения, диктуемых технологическим процессом производства, планировкой зданий, условиями окружающей среды отдельных цехов и т. д. Эти особенности, естественно, должны учитываться для обеспе­чения достаточной надежности н технико-экономической целесообраз­ности.

Отметим особенности выполнения электрических сетей для некото­рых отраслей промышленности.

В химической и нефтеперерабатывающей промышленности большинство потребителей обычно относится к 1-й категории, перерыв в питании которых приводит к длительному расстройству технологи­ческого процесса. Кроме того, наличие взрывоопасных, коррозион­ных и загрязненных цехов требует выполнения электрических сетей (межце­ховых и цеховых) с повышенной степенью надежности. Поэтому здесь при­меняют прокладку кабелями или проводами с механической защитой и с подключением потребителей по радиальной схеме к распределительным щитам, имеющим автоматическое включение ре­зервного питания.

2. Выбор электрооборудования внутрицеховых сетей до 1кВ.

1.4 Определим номинальные и пусковые токи электроприемников.

Для определения номинальных токов мостовых кранов, штамповочных прессов и сварочного аппарата стыковой сварки, приведем их к длительному режиму работ:

-   для кранов и прессов.

-   для сварочных аппаратов.

 – для мостового крана

 =  = 67.4 А

7 ∙ 67.4 = 471.8 А

2.1 Выберем пункты РП1 и РП2.

По условию задания силовые шкафы распределительных пунктов РП1 и РП2 должный быть типа ПР8501.

Выбор типа шкафа будим производить по количеству подключенных электроприемников (количество отходящих линий) и по условию:

Расчетный ток группы электроприемников на РП1 - 48.1 А на РП2 - 50.4 А. Количество отходящих линий для РП1 – 7, по РП2 – 8.

Тогда следуя из условия выбираем для РП1 и РП2 силовой шкаф ПР8501 с зажимами на вводе № 023 с количеством трехполюсных автоматических выключателей – 8, номинальным током 160 А. Для РП1 свободный автоматический выключатель будим использовать как резервный.

2.2 Выберем распределительный шинопровод РШ.

Согласно заданию распределительный шинопровод должен быть типа ШРА5.

Так как присоединение питающей линии к РШ осуществляется с торца то выбор будим производить по расчетному групповому току присоединенных электоприемников.

Условие выбора РШ:

. тогда следую из условия выбора РШ выбираем ШРА5 с , типом коробки У2033 и разъединителем с А.

2.3 Выберем троллейный шинопровод ТР.

Согласно заданию троллейный шинопровод нужно выбрать марки ШМТ.

Выбор осуществляем по условию:

, тогда следуя из условия выбираем ТР ШМТ-АУ2 с  = 250 А.

2.4 Выберем автоматические выключатели и сечения проводников распределительных линий.

 По условию задания автоматический выключатель распределительных линий должен быть типа ВА57-31 либо ВА57-35.

Автоматический выключатель выбирается по условию:

Выберем автоматический выключатель для линии 2.1-Р3, она питает токарный станок с рабочим током .

Согласно условию выбираем автоматический выключатель ВА57-31, с  и  25 А.

По условию задания марка кабеля распределительных линий должна быть ВВГ. Тогда выберем сечение кабеля по допустимому нагреву, поправочный коэффициент принимаем равным 1, тогда условие выбора сечения кабеля:

Выберем сечение кабеля для линии 2.1-Р3, с рабочим током .

Согласно условию это кабель ВВГ с сечением жилы в 1.5 , с =27 А, при прокладке в земле, трехпроводный.

2.5 Выберем пускатели и тепловые реле.

По условию задания нужно выбрать пускатель марки ПМЛ с тепловым реле РТЛ.

Через пускатель подключены два ЭП: насос на распределительной линии 9-А1 и компрессор 10-Р6, с рабочими токами для насоса , для компрессора .

Пускатель с тепловым реле буду выбираться по условию:

Тогда для компрессора с  выбираем пускатель ПМЛ 210004 с . Пускатель имеет тепловое реле РТЛ 102204 со средним значением тока теплового элемента  с пределами регулирования тока 18 – 25 А. Следовательно номинальный рабочий ток пускателя .

Для насоса с  выбираем пускатель ПМЛ 210004 с . Пускатель имеет тепловое реле РТЛ 101604 со средним значением тока теплового элемента  с пределами регулирования тока 9.5 – 14 А. Следовательно номинальный рабочий ток пускателя .

3. Работа синхронной машины в режиме двигателя. Угловая характеристика. Рабочие характеристики.

Рабочие характеристики (рис. 5.40). Представляют собой зависимости тока /_а, электрической мощности Р, поступающей в обмотку якоря, КПД и cos ф от отдаваемой механической мощности Р₂ при U_c = const, f_c = const и /_в — const. Поскольку частота вращения двигателя постоянна, зависимость п =/(Р₂) обычно не приводится; не приводится и зависимость М =/(.Р₂), так как вращающий момент М пропорционален Р₂. Зависимость P—f (Р2) имеет характер, близкий к линейному.

Рис. 5.39. Угловая характеристика синхронного двигателя:! - основная составлявщая электромагнитного момента М_осн; 2 - реактивная составляющая М_р; 3 - результирующий электромагнитный момент

Рис. 5.40. Рабочие характеристики синхронного двигателя

При холостом ходе ток двигателя является практически реактивным. По мере роста нагрузки растет активная составляющая тока, в связи с чем зависимость тока 1_а от мощности Р является нелинейной. Кривая г| =/(Р₂) имеет характер, общий для всех электрических машин. Синхронные двигатели могут работать с cos ср = 1, но обычно их рассчитывают на работу при номинальной нагрузке с опережающим током; при этом cos cp_H0M = 0,9-0,8. В таком случае улучшается суммарный cos (р сети, от которой питаются синхронные двигатели, так как создаваемая ими опережающая реактивная составляющая тока / компенсирует отстающую реактивную составляющую тока асинхронных двигателей. Зависимость cos ср =/(Р₂) при работе машин с перевозбуждением имеет максимум в области Р₂ > Р_НОм• При снижении Р₂ величина cos ф уменьшается, а отдаваемая в сеть реактивная мощность возрастает.

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология