Исследование электрических аппаратов напряжением до 1000 В

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1.

Исследование электрических аппаратов напряжением до 1000 В.

1. Цель работы.

Ознакомиться с устройством, принципом действия, конструктивными элементами и схемами соединений электрических контактов магнитных пускателей, автоматов и предохранителей. Изучить методы испытаний и наладки электрических аппаратов напряжением до 1000 В.

2. Основные  теоретические положения.

Контактор - двухпозиционный коммутационный аппарат с самовозвратом для частых коммутаций токов,  не превышающих ток перегрузки, и приводимых в действие приводом.

Магнитный пускатель - устройство,  состоящее,  как правило,  из трехполюсного контактора,  встроенных тепловых реле и блок-контактов,  предназначенное для прямого включения,  отключения и защиты электродвигателей.                    

Автоматический воздушный выключатель  (автомат) предназначен для размыкания электрических цепей при  аварийных  режимах и для редких оперативных переключений при нормальных режимах работы.

Предохранитель -  аппарат  для автоматического однократного отключения электрической цепи при коротком замыкании или перегрузке.  Отключение цепи предохранителем осуществляется путем расплавления  плавкой вставки,  которая нагревается протекающим через нее током защищаемой цепи.

Подробные сведения по устройству, типам, техническим данным и характеристикам электрических  аппаратов  приведены в литературе [1,2,3].

3. Описание лабораторной установки.

Устройство коммутационной аппаратуры с напряжением до 1000 В, изучим с помощью стенда и установок,  расположенных в учебной лаборатории.

Для испытаний аппаратуры на стенде собираем  схемы, приведенные на рис. 1, 2, 3, 4.

Все схемы собираем при отключённом напряжении питания и с соблюдением правил техники безопасности.

4. Порядок выполнения работы.

1.Исследование контактора

1.1. Ознакомимся с устройством,  принципом действия контактора и взаимодействием его отдельных частей.

1.2. Собираем схему проверки напряжения втягивания и  отпадения контакторов (рис.1). Определяем напряжение втягивания и отпадения контакторов с помощью автотрансформатора Т, измеряя  его вольтметрами PV1 и PV2. Рассчитываем коэффициент возврата по формуле:

К_воа= U_отп/U_втяг, где U_отп - напряжение отпадения;

U_втяг - напряжение втягивания.

На переменном токе:

К_воа=110/140=0,786.

На постоянном токе:

К_воа=72/96=0,75.

1.3. Собираем  с помощью контактора схему подключения  нагрузки к питающей сети.

1.4. Проверяем правильность работы схемы. При включении автоматического выключателя SF, подаётся напряжение в схему лабораторной установки. При нажатии кнопки S1 "Пуск", через замкнутый контакт кнопки S2 "Стоп" и  замкнутые блок-контакты тепловых реле РТ1 и РТ2 происходит втягивание сердечника контактора К и замыкание его силовых контактов в цепи нагрузки. О работоспособности схемы сигнализируют три загоревшиеся зелёные лампочки, подключённые вместо нагрузки.

2.Исследование магнитного пускателя

2.1. Ознакомимся  с устройством, конструкцией и принципом действия всех элементов магнитного пускателя. Изучаем условные обозначения элементов пускателя на электрических схемах.

2.2. Собираем  схему (см. рис. 1) и определяем напряжение втягивания и отпадения магнитного пускателя  К1.  Рассчитываем  коэффициент возврата.

Рис.1

Рис.2

2.3. Собираем  с помощью магнитного пускателя  схему подключения  нагрузки к питающей сети. Проверяем правильность работы схемы. При включении автоматического выключателя SF, подаётся напряжение в схему лабораторной установки. При нажатии кнопки S1 "Пуск", через замкнутый контакт кнопки S2 "Стоп" и  замкнутые блок-контакты тепловых реле РТ1 и РТ2 происходит втягивание сердечника магнитного пускателя и замыкание его силовых контактов в цепи нагрузки. О работоспособности схемы сигнализируют три загоревшиеся зелёные лампочки, подключённые вместо нагрузки.

2.4. Собираем реверсивную схему подключения нагрузки к питающей сети с помощью двух магнитных пускателей (рис.3).  Проверяем правильность ее работы. При нажатии кнопки "Вперед" S2 подаётся напряжение на катушку магнитного пускателя К1 и одновременно обесточивается катушка магнитного пускателя К2. Электродвигатель вращается в прямом направлении. При нажатии кнопки "Назад" S3 обесточивается катушка магнитного пускателя К1 и подаётся напряжение на катушку магнитного пускателя К2. Электродвигатель вращается в обратном направлении. Таким образом, при работе схемы представленной на рис.3, предупреждается одновременное включение магнитных пускателей К1 и К2, что привело бы к короткому замыканию в цепи нагрузки.

2.5. Составляем схему испытания тепловых реле магнитного пускателя (рис.4). Устанавливаем регулировочный рычаг реле в нулевое положение (среднее). Пропускаем через реле номинальный ток, который устанавливается с помощью автотрансформатора Т. Номинальный ток поддерживаем в течении 10 мин, затем увеличиваем ток до 1,2 I_н. и отмечаем время с момента увеличения тока до срабатывания теплового реле. Реле сработало через 15 мин. Возможно испытание и другим методом: при токе нагрузке 2,5…3I_н время срабатывания теплового реле должно быть в пределах 5…8 минут.

3.Исследование воздушного автомата.

3.1. Ознакомимся с устройством, конструкцией и принципом действия автоматического воздушного выключателя.

Изучаем работу контактной и дугогасительной систем автомата, привода, механизма свободного расцепления, работу теплового и максимального расцепителей.

3.2. Составляем  схему  подключения нагрузки к питающей сети с помощью автомата.

3.3. Изучаем механизмы регулирования тепловых  реле, контактной системы, срабатывания максимальных расцепителей, напряжение срабатывания минимального расцепителя.

Рис.3

Рис.4

4.Изучение свойств и конструкций предохранителей

4.1. Ознакомимся с принципом действия, устройством, конструкциями, защитными характеристиками и параметрами предохранителей напряжением до 1000 В.

2. Выбор предохранителей производят по условиям:

;             (1)

;            (2)

;          (3)

,     (4)

где U_с - номинальное напряжение сети;

I_р.макс. - максимальный рабочий ток сети;

I_п- пусковой ток нагрузки, равный i_п=I_ном∙К_пуск, где

К_пуск - кратность пускового тока.

К_пер - коэффициент перегрузки.

К_пер=1,6—2 для тяжёлых условий пуска;

К_пер=2,5   для лёгких условий пуска.

5. ВЫВОД.

В ходе лабораторной работы мы ознакомились с устройством, принципом действия, конструктивными элементами и схемами соединений электрических контактов магнитных пускателей, автоматов и предохранителей. Изучили методы испытаний и наладки электрических аппаратов напряжением до 1000 В.

Литература:

1.Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. 2-е изд.-М.:Энергия, 1987.

2.Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций. -М.: Энергия, 1986.

3.Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий / Под ред. М.Г.Зименкова, Г.В.Розенберга, Е.М.Феськова –М.: Энергоатомиздат, 1983.