🗊Презентация Класифікація електричних апаратів. (Лекція 1)

Дисципліна “Електричні апарати”. Викладач Васеньова Ю.О. Зошит 36(48 сторінок) Лекція №1. Вступ. Мета і завдання дисципліни. Основні поняття. Класифікація електричних апаратів План 1 Предмет курсу, його роль і місце серед інших дисциплін 2 Класифікація електричних апаратів 3. Умови роботи сучасної апаратури 4 Вимоги до електричних апаратів  

1 Предмет курсу, його роль і місце серед інших дисциплін Електричні апарати застосовуються практично всюди, де необхідно керувати потоками електроенергії – починаючи від АЕС і закінчуючи побутовими приладами. Електричні апарати є фундаментальними засобами, що забезпечують прогрес в області електрифікації, автоматизації і комп’ютеризації і сучасний їх стан. Саме тому дисципліна «Електричні апарати» – одна із базових дисциплін для майбутніх спеціалістів.

1 Предмет курсу, його роль і місце серед інших дисциплін (продовження) В результаті вивчення курсу студент повинен знати: основні фізичні принципи роботи; розрахунки окремих елементів і вузлів апаратів; методи вибору провідників та апаратів і області їх застосування; основні технічні вимоги до апаратів. Вміти: виконувати розрахунки для правильного вибору електричних апаратів високої на низької напруги; обслуговувати та ремонтувати електричні апарати.

1 Предмет курсу, його роль і місце серед інших дисциплін (продовження) Електричні апарати – це пристрої, що служать для керування потоком електроенергії і інформації, режимами роботи, контролю і захисту технічних систем і їх компонентів. Електричні апарати – це пристрої електротехніки, що використовуються для вмикання, вимикання електрокіл, контролю, захисту, керування, регулювання роботою установок, що призначені для передачі, перерозподілу та споживання енергії.

1 Предмет курсу, його роль і місце серед інших дисциплін (продовження) ЕА здійснюють: - включення і відключення електричних ланцюгів об'єктів, що беруть участь в отримання, перетворенні, передачі, розподілі електричної енергії; - контроль і вимірювання параметрів вказаних об'єктів; - захист їх від несанкціонованих режимів роботи; - управління технологічними процесами; - регулювання (підтримка на незмінному рівні або зміна по певному закону) параметрів, відзначених вище за об'єкти; - перетворення неелектричних величин в електричні; - створення магнітного поля з певним параметром і напрямом в заданому об'ємі.

1 Предмет курсу, його роль і місце серед інших дисциплін (продовження) Незалежно від призначення, області застосування принципу дії конструктивного виконання всі електричні апарати розділяються на 2 великі групи: 1. Електромеханічні (контактні). 2. Статичні (безконтактні, силові електронні). Основною ознакою електромеханічних апаратів є контактна система з різними типами приводів - ручним, механічним, електромагнітним, здійснююча комутацію електричного ланцюга. Характерні переваги електромеханічних апаратів: - більш низьке значення опору включених електричних контактів в порівнянні з опором більшості провідних напівпровідникових ключів; - практично ідеальна гальванічна розв'язка між ланцюгами управління і силовою частиною, а також між розімкненими силовими ланцюгами; - працездатність при більш високих значеннях температури і радіації навколишнього середовища.

1 Предмет курсу, його роль і місце серед інших дисциплін (продовження) Завдяки цим перевагам в багатьох областях техніки переважно використовуються електромеханічні ЕА комутації в порівнянні із статичними. Наявність рухомих механічних частин, явище іскро- і дугоутворення при комутації, обмежена швидкодія і інші негативні чинники, властиві цій групі ЕА, ініціювали роботи із створення статичних ЕА. Статичні ЕА виконуються на підставі напівпровідникових приладів або в поєднанні останніх з керованими магнітними підсилювачами або магнітним ключем. Принцип дії більшості статичних ЕА заснований на зміні провідності керованих нелінійних елементів, що входить в них. Проте, силові електронні ЕА не можуть замінити більшості видів електромеханічних ЕА, оскільки поступаються останнім як комутаційні ключі.

1 Предмет курсу, його роль і місце серед інших дисциплін (продовження) Області застосування і використовування ЕА дуже різноманітні, причому для кожної з них діапазон номенклатури ЕА, що використовується, дуже широкий. Іншими словами, не існує жодної області, зв'язаної з використанням електричної енергії де б не застосовувалися електричні апарати різного типу, це: - електроенергетика; - транспорт; - різні області промисловості; - аерокосмічні системи; - центри обробки інформації і телекомунікації; - комунальне господарство; - побутова техніка.

2. Класифікація електричних апаратів Електричні апарати класифікують по різних ознаках: 1. По величині робочої напруги - низьковольтні (до 1000 В) і високовольтні (більше 1000 В). 2. По роду струму - постійного і змінного. 3. По частоті джерела живлення - з номінальною (до 50Гц) і підвищеною (від 400 Гц до 10 кГц) частотою. 4. По величині робочого або комутованого струму - слабкострумові (апарати управління автоматики, захисту, сигналізації), і сильнострумові комутаційні, що використовуються в силових ланцюгах.

2. Класифікація електричних апаратів 5. По роду виконуваних функцій: 1) Комутаційні апарати призначені для замикання і розмикання електричних ланцюгів . Для них характерно відносно рідке включення і відключення і наявність дугогасних пристроїв. До них відносяться: - рубильники; - пакетні вимикачі; - вимикачі навантаження; - розєднувачі; - віддільники; - короткозамикачі; - автоматичні вимикачі; - вимикачі високої напруги.

2. Класифікація електричних апаратів 5. По роду виконуваних функцій: 2) Пускорегулюючі апарати - забезпечують плавне або східчасте регулювання швидкості електричних двигунів, напруги, струму, пуску, гальмування. Для них характерні часті включення і виключення, число яких досягає 3600 в годину і більш. Це: - контроллери; - командоконтролери; - контактори; - магнітні пускачі; - реостати.

2. Класифікація електричних апаратів 5. По роду виконуваних функцій: 3) управління, захисту, сигналізації: - реле струму, напруги, потужності; - реле часу; - проміжне реле; - поляризовані реле; - герконовые реле; - оптронні реле; - напівпровідникові реле; - реле максимального струму; - реле нульового струму; - температурні реле; - логічні елементи.

2. Класифікація електричних апаратів 5. По роду виконуваних функцій: 3) командні (кнопки управління, ключі, командоконтролери і командоаппарати); 4) апарати захисту (розрядники, автоматичні вимикачі, плавкі запобіжники): 5) обмежуючі апарати, призначені для обмеження струмів к.з. (реактори) і перенапружень (розрядники, обмежувачі напруги). Режими к.з. і перенапружень є аварійними.

2. Класифікація електричних апаратів 6. По виконанню: - незахищені- захист від дотику з струмообмежуючими і рухомими частинами відсутній; - захищені; - пильоводонепроникні; - герметичного виконання. 7. За принципом дії: - електромеханічні; - індукційні; - магнітоелектричні; - теплові; - напівпровідникові; - герконові.

2. Класифікація електричних апаратів 8. За способом перемикання: контактні, безконтактні, гібридні. 9. За способом включення: первинні, вторинні. 10. За способом управління: - апаратура безпосереднього управління; - дистанційного керування; - автоматичного управління. 11. По швидкодії: - нормальні; - реле часу; - швидкодійні; - надшвидкодіючі.

2. Класифікація електричних апаратів 12. По характеру роботи електричних апаратів: - апарати, що призначені для тривалої роботи; - апарати,що призначені для роботи в короткочасному режимі; апарати, що призначені в умовах повторно- короткочасного навантаження. 13. За способом гасіння електричної дуги: - контактні; - гібридні; - безконтактні; -бездугові; -без дугогасіння -з дугогасінням.

3. Умови роботи сучасної апаратури - висота над рівнем моря не більше 2000 м; - температура навколишнього середовища від -40 до +40 С; - відносна вогкість повітря не більше 90 % при 200О С; - відсутність безпосередньої дії сонячної радіації; - навколишнє середовище невибухонебезпечне, не містить агресивних газів і пари в концентраціях, що руйнують метали і ізоляцію. Всі ці дані наводиться в каталогах і довідниках. Під кліматичним чинником зовнішнього середовища розуміється температура і вогкість навколишнього повітря, тиск повітря (висота над рівнем моря), сонячне випромінювання, дощ, вітер, пил, сольовий туман, гідростатичний тиск води.

Номінальні параметри електричних апаратів: 1)  Номінальна напруга: U~ 36; 127; 220; 380; 660 В. U= 24; 48; 110; 220; 440; 750 В. 2) Номінальні струми (орієнтовні значення) Iн = 1; 3; 6; 10; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300А. 3) Тривалість вмикання- ПКР-ПВ% = 15; 25; 40; 60%. 4) Стандартні значення тривалості переходу навантаження в короткочасному режимі: 10; 30;60; 90 хв. 5) Максимально допустимі частоти включення в годину: 6; 30; 150; 600; 1200; 2400; 3600.

4. Вимоги, що висуваються до електричних апаратів Загальні вимоги незалежно від призначення, застосування або конструкції апаратів. Нагрівання всіх без виключення апаратів повинні мати місце в межах норм, встановлених ДСТУ. При цьому, оскільки межа нагрівання перш за все визначається електричною ізоляцією струмоведучих частин апаратів ізолюючих матеріали повинні бути вибрані з належним рівнем теплостійкості. Окрім того, нагрівання апарату обмежує також контактна частина. Контакти апарату повинні надійно працювати при всіх заданих режимах роботи апарату при допустимому числі включень в годину, не оплавлялися, не окислювалися і не піддавалися дії корозії.

4. Вимоги, що висуваються до електричних апаратів 2. При номінальному режимі роботи температура струмоведучих елементів апарату не повинна перевершувати паспортних значень. 3. При к.з. струмоведучі елементи піддаються значним термічним і динамічним навантаженням, великим струмом, що викликається. Ці навантаження не повинні викликати залишкових явищ, що порушують працездатність апарату при усуненні к.з. 4. Контакти апаратів, призначених для відключення струмів к.з. повинні бути розраховані на цей режим к.з.

4. Вимоги, що висуваються до електричних апаратів 5. Апарати, призначені для частих включень і відключень повинні мати високу зносостійкість і швидкодію. 6. Ізоляція електричних апаратів повинна витримувати можливі перенапруження. 7. Висока надійність апаратів , безвідмовність в роботі. 8. Висока чутливість. 9. Економічність (малогабаритність, якнайменша вага апарату, мінімальна кількість дорогих матеріалів для виготовлення окремих частин). 10. Мале власне споживання енергії. 11. Простота пристрою і обслуговування апаратів. 12. Зручність монтажу і експлуатації, мінімальна потреба у відході.

Підхід до вибору електричних апаратів. При виборі в каталозі відповідного апарату необхідно знати: - величину номінальної напруги сіті, а також його зниження або перевищення у відсотках (межі коливання); - тимчасові характеристики; - коефіцієнт повернення для контакторів; - потужність електромагнітних катушок і величину струму при замикання і розмиканні електричних контактів; - кількість включень в годину; - температура і відносну вогкість навколишнього повітря; - висоту працюючого об'єкту над рівнем моря; - нормальні або тропічні умови роботи; - наявність сонячної радіації; - можливі удари і вібрації; - розташування апарату в просторі.

Домашнє завдання Прочитати зміст лекції, знати класифікацію ЕА, вимоги до них

Перелік використаних джерел Электрические аппараты:[Текст] Учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования. Девочкин О.В.,В.В.Лохнин - М.: Академия, 2010- ISBN 978-5-7695-5305-9 И.И. Алиев, М.Б. Абрамов. Электрические аппараты. Справочник – М.: Радиософт, 2004- ISBN 5-93037-115-6