Общие сведения об электрических и электронных аппаратах
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Тульский государственный университет»
Факультет систем автоматического управления
(ИBТС им. В.П. Грязева)
Кафедра «Электроэнергетика»
| Утверждаю Декан САУ факультета _____________ А.Э. Соловьев “___”_________ 2012 г. |
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
дисциплины
«СРЕДСТВА КОММУТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ»
Направление подготовки: 140400 – «Электроэнергетика и электротехника»
Профиль подготовки: Системы электроснабжения объектов техники и отраслей хозяйства
Квалификация выпускника: 62, бакалавр
Форма обучения – (очная, заочная)
Тула 2012 г.
Рассмотрено на заседании кафедры «Электроэнергетика» САУ факультета
протокол №___ от "___"____________ 20___ г.
Зав. кафедрой ________________ В.М. Степанов
Содержание
ЛЕКЦИЯ № 1. 9
1.1 Предмет и задачи изучения дисциплины, её значение для подготовки дипломированных специалистов. 9
1.2.1 Совершенствование электрических аппаратов как насущная необходимость повышения эффективности установок по производству, распределению и потреблению электрической энергии 9
1.3 Электрические и электронные аппараты как средства управления режимами работы, защиты и регулирования параметров системы электроснабжения и управления автоматизированным электроприводом; электромеханические аппараты автоматики, управления, распределительных устройств (РУ) и релейной защиты.. 10
|
|
|
1.3.1 Назначение и область применения электрических аппаратов (ЭА) 10
1.3.2 Классификация электрических аппаратов. 11
1.4 Расположение электрических аппаратов в установке по производству по производству, распределению и потреблению электрической энергии. 12
1.5. Требования, предъявляемые к электрическим аппаратам.. 12
1.6 Особенности схем электроустановок и общие требования к их выполнению.. 13
ЛЕКЦИЯ № 2. 15
2.1 Свойства дугового разряда. 15
2.2 Вольт-амперная характеристика дуги (ВАХ) 15
2.3 Условия гашения дуги постоянного тока. 17
2.4 Энергия, выделяемая в дуге. 18
2.5. Условия гашения дуги переменного тока. 20
ЛЕКЦИЯ № 3. 22
3.1 Способы гашения электрической дуги. 22
3.2 Дугогасительные устройства постоянного и переменного тока. 22
3.2.1 Широкие и узкие продольные щели. 22
3.2.2 Дугогасительные решётки. 23
3.2.4 Гашение дуги в масле. 25
3.2.5. Гашение дуги воздушным дутьём.. 25
3.2.6 Гашение дуги в элегазе. 26
3.2.7 Гашение дуги в вакууме. 27
3.3 Применение полупроводниковых приборов для облегчения гашения дуги. 28
3.3.1 Коммутация цепей переменного тока. 28
3.3.2 Коммутация цепей постоянного тока. 30
|
|
|
ЛЕКЦИЯ № 4. 31
4.1 Общие сведения. 31
4.2 Режимы работы контактов. 32
4.2.1 Включение цепи. 32
4.2.2 Проведение тока во включенном состоянии. 34
4.2.3 Отключение цепи. 34
4.2.4 Способы уменьшения износа контактов. 35
4.3 Материалы контактов. 36
4.4 Конструкция твёрдометаллических контактов. 36
4.5 Жидкометаллические контакты.. 37
4.6 Расчёт контактов аппаратов. 38
ЛЕКЦИЯ № 5. 40
5.1 Общие сведения. 40
5.3 Усилия между параллельными проводниками. 43
5.4 Усилия и моменты, действующие на взаимно перпендикулярные проводники. 43
5.5 Усилия в витке, катушке и между катушками. 44
ЛЕКЦИЯ № 6. 45
6.1 Усилия в месте изменения сечения проводника. 45
6.2 Усилия при наличии ферромагнитных частей. 45
6.3 Электродинамические усилия при переменном токе. 45
6.4 Электродинамическая стойкость электрических аппаратов. 46
ЛЕКЦИЯ 7. 48
7.1 Общие сведения. 48
7.2 Активные потери энергии в аппаратах. 48
7.3 Способы передачи тепла внутри нагретых тел и с их поверхности. 49
7.5 Нагрев аппаратов в переходных режимах. 50
7.6 Нагрев аппаратов при коротком замыкании. 52
7.7 Допустимая температура различных частей электрических аппаратов. 53
7.8 Термическая стойкость электрических аппаратов. 53
ЛЕКЦИЯ № 8. 54
|
|
|
8.1 Назначение контакторов. 54
8.2 Классификация контакторов. 54
8.3 Область применения контакторов. 54
8.4 Узлы контактора и принцип его действия; физические явления, происходящие в электрическом аппарате. 54
8.5 Параметры контакторов. 55
ЛЕКЦИЯ № 9. 57
9.1 Контактная система. 57
9.2 Электромагнитные системы: физические явления, происходящие в электрических аппаратах 57
9.3 Конструкция контакторов переменного тока. 57
9.4 Контакторы серии КТ6600. 59
9.5 Контакторы серии КТ64 и КТ65. 59
9.6 Контакторы серии МК.. 59
9.7 Контакторы переменного тока на напряжение 1140 В.. 59
9.8 Контакторы переменного тока вакуумные. 60
9.9 Выбор, применение и эксплуатация контакторов. 60
ЛЕКЦИЯ № 10. 62
10.1 Режимы работы контакторов, физические явления, происходящие в электрических аппаратах 62
10.2 Контакторы постоянного тока, их конструкция и основные параметры.. 62
10.3 Контакторы серии КПВ-600. 62
10.4 Контакторы типа КТПВ-600. 63
10.5 Контакторы типа КМВ. Контакторы серии КП81. 63
10.6 Выбор электрических аппаратов. 64
ЛЕКЦИЯ № 11. 65
11.1 Назначение магнитных пускателей. 65
11.2 Основные требования и условия работы; физические явления, происходящие в электрических аппаратах. 65
11.3 Конструкция и схема включения. 66
11.4 Магнитные пускатели серии ПМЛ.. 67
|
|
|
11.5 Пускатели серии ПМА.. 68
11.6 Нереверсивные пускатели. 68
11.7 Схема включения нереверсивного пускателя. 68
11.8 Реверсивный магнитный пускатель. 69
11.9 Схема включения реверсивного пускателя. 69
11.10 Выбор магнитных пускателей. 70
ЛЕКЦИЯ №12. 71
12.1 Назначение и область применения реле. 71
12.2 Классификация реле. 71
12.3 Принцип действия и устройство электромагнитных реле, физические явления в электрических аппаратах. 72
12.4 Основные характеристики и параметры реле. 73
12.5 Требования, предъявляемые к реле. 74
12.6 Согласование тяговых и противодействующих характеристик реле. 74
12.7 Электромагнитные реле тока и напряжения для защиты энергосистем, управления и защиты электропривода. 76
12.8 Выбор, применение и эксплуатация максимально-токовых реле. 76
ЛЕКЦИЯ № 13. 79
13.1 Назначение, принцип действия и устройство геркона; физическиеявления в электрическом аппарате 79
13.2 Основные параметры герконового реле. 81
13.3 Конструкции герконовых реле. 83
13.4 Реле тока на герконе. 83
13.5 Поляризованные ГР. 84
13.6 Управление герконом с помощью ферромагнитного экрана. 84
ЛЕКЦИЯ № 14. 86
14.1 ГР с магнитной памятью.. 86
14.2 Конструкция гезаконов. 87
14.3. Силовые герконы.. 87
14.4 Расчёт обмотки геркона. 88
ЛЕКЦИЯ № 15. 90
15.1 Основные понятия, физические явления в электрических аппаратах. 90
15.2 Энергия магнитного поля и индуктивность системы.. 90
15.3 Работа, производимая якорем магнита при перемещении. 92
15.4 Вычисление сил и моментов электромагнита. 93
15.5 Электромагниты переменного тока. 95
15.6 Короткозамкнутый виток. 96
15.7 Статические тяговые характеристики электромагнитов и механические характеристики аппаратов 98
ЛЕКЦИЯ № 16. 101
16.1 Динамические характеристики электромагнитов. 101
16.2 Уравнение движения подвижной системы.. 102
16.3 Замедление и ускорение действия электромагнита. 103
16.4 Тормозные устройства, физические явления в электрических аппаратах. 105
16.5 Поляризованные электромагнитные системы.. 106
ЛЕКЦИЯ № 17. 109
17.1 Назначение, принцип действия и устройство предохранителя. 109
17.2 Параметры предохранителя. 110
17.3 Конструкция предохранителей. 113
17.4 Предохранители с гашением дуги в закрытом объёме. 113
17.6 Предохранители с жидкометаллическим контактом.. 114
17.7 Быстродействующие предохранители для защиты полупроводниковых приборов. 115
17.8 Предохранитель-выключатель. 115
17.9 Выбор, применение и эксплуатация предохранителя для защиты электродвигателя и полупроводниковых устройств. 115
ЛЕКЦИЯ № 18. 118
18.1 Назначение, классификация и область применения автоматов. 118
18.2 Требования, предъявляемые к автоматам.. 120
18.3 Узлы автомата и принцип его действия, физические явления в электрическом аппарате. 120
18.4 Основные параметры автомата. 121
18.5 Универсальные и установочные автоматы.. 122
18.6 Быстродействующие автоматы.. 122
18.7 Автоматы для гашения магнитного поля мощных генераторов. 123
18.8 Выбор, применение и эксплуатация автоматических воздушных выключателей. 123
ЛЕКЦИЯ № 19. 125
19.1 Назначение выключателей ВН.. 125
19.2 Основные параметры.. 125
19.3 Требования, предъявляемые к выключателям.. 126
19.4 Классификация выключателей. 126
19.5 Принцип действия и устройство высоковольтных выключателей, физические явления в электрическом аппарате. 126
19.7 Маломасляные выключатели. 128
ЛЕКЦИЯ № 20. 131
20.1 Приводы масляных выключателей. 131
20.2 Воздушные выключатели. 131
20.3 Элегазовые выключатели. 132
20.4 Вакуумные выключатели. 133
20.5 Электромагнитные выключатели. 134
20.6 Выключатели нагрузки. 134
20.7 Выбор, применение и эксплуатация выключателей ВН.. 135
ЛЕКЦИЯ № 21. 137
21.1 Назначение разъединителей. 137
21.2 Требования, предъявляемые к разъединителям.. 138
21.3 Классификация разъединителей. 138
21.4 Принцип действия, устройство и основные параметры разъединителей, физические явления в электрических аппаратах. 138
21.5 Разъединители для внутренней установки. 139
21.6 Разъединители для наружной установки. 140
21.7 Блокировка разъединителей и выключателей. 141
ЛЕКЦИЯ № 22. 144
22.1 Назначение и принцип действия короткозамыкателей и отделителей, физические явления в электрических аппаратах. 144
22.2 Конструкция короткозамыкателей и отделителей. 145
22.3 Основные параметры.. 147
22.4 Выбор короткозамыкателей и отделителей. 147
ЛЕКЦИЯ № 23. 148
23.1 Назначение, область применения и принцип работы реактора, физические явления в электрическом аппарате. 148
23.2 Основные параметры реактора. 149
23.3 Бетонные реакторы.. 149
23.4 Масляные реакторы.. 150
23.5 Сдвоенные реакторы.. 150
23.6 Выбор, применение и эксплуатация реакторов. 151
ЛЕКЦИЯ № 24. 153
24.1 Назначение, область применения разрядников. 153
24.2 Требования, предъявляемые к разрядникам.. 153
24.3 Основные параметры разрядников. 153
24.4 Конструкции разрядников, физические явления в электрических аппаратах. 154
24.5 Трубчатые разрядники, физические явления в электрическом аппарате. 154
24.6 Вентильные разрядники, физические явления в электрическом аппарате. 154
24.7 Разрядники постоянного тока, физические явления в электрическом аппарате. 155
24.8 Ограничители перенапряжения, физические явления в электрических аппаратах. 156
24.9 Выбор разрядников. 156
ЛЕКЦИЯ № 25. 158
25.1 Назначение предохранителей. 158
25.2 Требования, предъявляемые к предохранителям ВН.. 158
25.3 Принцип действия, устройство и основные параметры предохранителей ВН, физические явления в электрических аппаратах. 158
25.4 Предохранители с мелкозернистым наполнителем серий ПК и ПКТ. 158
25.5 Предохранители серии ПКТН.. 159
25.6 Предохранители с автогазовым, газовым и жидкостным гашением дуги. 160
25.7 Выбор, применение и эксплуатация предохранителей ВН.. 160
ЛЕКЦИЯ № 26. 162
26.1 Назначение, принцип действия, схема включения трансформатора тока. 162
26.2 Основные параметры трансформаторов тока. 162
26.3 Режимы работы трансформаторов тока. 164
26.4 Конструкция и принцип действия трансформаторов тока, физические явления в электрическом аппарате. 166
26.5 Выбор трансформаторов тока. 167
ЛЕКЦИЯ №27. 169
27.1 Назначение и основные параметры ТН.. 169
27.2 Принцип действия ТН, физические явления в электрическом аппарате. 169
27.3 Схема включения однофазного ТН.. 172
27.4 Конструкция ТН.. 173
27.5 Выбор трансформаторов ТН.. 176
ЛЕКЦИЯ № 28. 177
28.1 Современные подходы при создании коммутационных аппаратов низкого напряжения и перспективы их совершенствования. 177
28.2 Пускатели тиристорные серии ПТ. 178
28.3 Тиристорные станции управления типа БЛЭ.. 179
28.4 Тиристорные станции управления серии ПТУ.. 180
28.5 Тиристорный регулятор мощности. 181
ЛЕКЦИЯ № 29. 183
29.1 Принципы создания бесконтактных выключателей. 183
29.2 Транзисторные устройства коммутации и защиты сетей постоянного тока. 184
29.3 Выключатели тиристорные. 185
ЛЕКЦИЯ № 30. 189
30.1 Общие сведения. 189
30.2 Функциональная схема ЭВМ... 189
30.3. Электронные и микропроцессорные аппараты, их классификация и физические явления в них 190
30.4Функциональная схема управления электродвигателем постоянного тока с помощью микропроцессора. 191
ЛЕКЦИЯ № 31. 193
31.1 Общие сведения. 193
31.2 Реле тока с выдержкой времени, зависящей от тока. 194
31.3 Реле защиты от замыкания на землю.. 195
31.5 Трёхфазные реле напряжения. 197
31.6 Полупроводниковые реле времени. 199
31.7 Цифровые реле времени. 200
31.8 Применение оптоэлектронных приборов в электрических аппаратах. 202
ЛЕКЦИЯ № 32. 204
32.1 Однофазные управляемые выпрямители. 204
31.2 Коммутация тока и внешние характеристики однофазных управляемых выпрямителей. 212
31.3 Трёхфазные управляемые выпрямители. 214
31.4 Энергетические характеристики управляемых выпрямителей. 217
31.5 Ведомые сетью инверторы.. 217
31.6. Высшие гармонические первичного тока управляемых выпрямителей и ведомых сетью инверторов 222
31.7 Непосредственные преобразователи частоты.. 223
ЛЕКЦИЯ № 33. 229
33.1. Одноплечевой ШИП с симметричным законом управления. 229
33.2 Мостовой широтно-импульсный преобразователь. 232
33.3 Энергетические характеристики широтно-импульсных преобразователей. 236
33.4 Импульсные источники питания постоянного тока. 239
33.5 Энергетические характеристики импульсных источников питания. 242
ЛЕКЦИЯ № 34. 244
34.1 Однофазные автономные инверторы.. 244
34.2 Трёхфазные автономные инверторы.. 252
34.3. Гармонический состав выходного напряжения трёхфазного инвертора. 258
34.4 Трёхфазные тиристорные автономные инверторы.. 260
34.5 Многоуровневые инверторы.. 263
34.6 Выпрямительный режим работы автономных инверторов. 264
34.7 Основные характеристики инверторов. 266
ЛЕКЦИЯ № 1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОННЫХ АППАРАТАХ
План:
1.1 Предмет и задачи изучения дисциплины, её значение для подготовки дипломированных специалистов.
1.2 Понятие об электрическом и электронном аппарате.
1.3 Электрический и электронный аппараты как средства управления режимами работы, защиты и регулирования параметров системы электроснабжения и управления автоматизированным электроприводом; электромеханические аппараты автоматики, управления, распределительных устройств (РУ) и релейной защиты.
1.4 Расположение электрических и электронных аппаратов в установке по производству, распределению и потреблению электрической энергии.
1.5 Требования, предъявляемые к электрическим и электронным аппаратам.
1.6 Особенности схем электроустановок и общие требования к их выполнению.
1.1 Предмет и задачи изучения дисциплины, её значение для подготовки дипломированных специалистов
Дисциплина "Электрические и электронные аппараты" (ЭиЭА) относится к базовым дисциплинам направления 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» специализации "Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов". Целью преподавания дисциплины являются освоение теоретических основ электрических и электронных аппаратов, ознакомление с назначением, устройством и их техническими характеристиками. Задачей изучения дисциплины является получение знаний, позволяющих правильно выбирать электрические и электронные аппараты в зависимости от технических и экономических требований, предъявляемых к ним.
Данная дисциплина базируется на фундаментальных и общеинженерных дисциплинах и общеинженерных дисциплинах учебного плана специальности: физике, высшей математике, теоретической механике, теоретических основах электроники, электрических машинах и др.
Она будет использоваться при изучении дисциплин специализации, дипломном и курсовом проектировании.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 23; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!