Рабочая учебная программа по дисциплине конспект лекций задание на контрольную работу и общие указания к выполнению контрольной работы

1.7 Внутренние электрические проводки Внутри зданий электрическую энергию распределяют с помощью внутренних проводок. Вид проводки определяется характером и средой помещения, маркой применяемых монтажных материалов и внешним видом помещения. Применяют следующие виды внутренних проводок: Открытая – по поверхности стен и потолков, по балконам и фермам незащищенными изолированными и голыми проводами, размещенными нак недоступной высоте. Срытая (под штукатуркой) изолированными проводами. Открытая и скрытая – изолированными проводами в стальных трубах и кабелем. Тросовая проводка – в которой в качестве несущего элемента используют трос диаметром 1,95-6мм или холоднокатанную проволоку диаметром от 5 до 8мм. Провода электрических проводок обычно рассчитывают по потере напряжения и по нагреву. Обычно считают, что потеря напряжения не превосходит допустимой, если падение напряжения в проводах в проводах не более 2-3%. Из формулы для падения напряжения в одном проводе трехфазной линии, к которой подключена активная нагрузка P: можно определить необходимое сечение провода: . Здесь P- активная мощность трехфазного приемника, Вт, UЛ – линейное напряжение, В, lПР – длина проводов, м, -падение напряжения в проводе, В, - удельное сопротивление металла проводов, Ом·м, SПР – сечение провода. Если нагрузка линии не является чисто активной, то необходимо учитывать коэффициент мощности . В этом случае сечение провода определится по формуле: . Для однофазной линии Отсюда сечение провода при активной нагрузке будет равно: . При смешанной нагрузке с учетом коэффициента мощности: При расчете проводов по нагреву сначала определяют ток нагрузки, по справочникам находят ближайшее стандартное сечение провода. При этом должно выполняться условие: номинальный ток проводника IН должен быть больше расчетного тока IР, т.е. IН>IР. Ориентировочно можно определить необходимое сечение и по допустимой плотности тока. Она составляет для алюминиевого проводника примерно 8А/мм2. Следовательно провод сечением 4мм2 может выдержать ток 32А. При уменьшении сечения плотность несколько возрастает. Например, алюминиевый провод сечением 2,5мм2 рассчитан на ток 24А. 1.8. Электроснабжение железных дорог Электрифицированные железные дороги являются крупными потребителями электрической энергии. Например, Российские железные дороги потребляют около 6% всей вырабатываемой электроэнергии России. Электроснабжение электрических железных дорого осуществляется от крупных энергетических систем, объединенных в единую энергетическую систему. Ее называют системой внешнего электроснабжения (СВЭ). От системы внешнего электроснабжения энергия передается в систему тягового электроснабжения (СТЭ), к которой относятся тяговые трансформаторы, установленные на тяговых подстанциях, контактные сети и рельсы, по которым электроэнергия передается к электроподвижному составу (ЭПС). Схема электроснабжения электрифицированной железной дороги переменного тока напряжением 27,5 кВ приведена на рис.1. Рис.1. Схема электроснабжения железной дороги, электрифицированной по системе переменного тока 27,5 кВ Как видно из роис.1, при передаче электрической энергии от СВЭ через СТЭ к ЭПС электрическая энергия неоднократно трансформируется и передается на довольно значительные расстояния. При этом происходит потеря мощности и потеря энергии в трансформаторах, линиях электропередачи и в контактной сети. В этих же элементах происходит и потеря напряжения. Указанные потери зависят от мощности, потребляемой ЭПС. Чем больше потребляемая мощность, тем больше потери мощности и потеря напряжения. Следовательно, напряжение на токоприемниках ЭПС не будет оставаться постоянным. С ростом нагрузки оно будет уменьшаться. Известно, что при снижении напряжения на токоприемнике, скорость движения поезда также снижается, а время хода увеличивается, что приводит к снижению провозной способности железных дорог. Поэтому Правила эксплуатации ж.д. напряжением 27,5 кВ требуют, чтобы напряжение на токоприемнике электровоза, ведущего грузовой поезд, было не менее 21 кВ, а ведущего пассажирский поезд – не менее 24 кВ. Лекция 2. Трансформаторы для питания промышленных предприятий. Защита и автоматика 2.1. Введение Трансформатором называют статический электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции электрической энергии переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте. В некоторых случаях трансформаторы применяют также для преобразования частоты. Как правило, электрическая энергия вырабатывается там, где имеются энергетические ресурсы, то есть на крупных реках и вблизи месторождений угля и газа. Потребители же энергии – крупные промышленные центры, большие города и населенные пункты находятся на значительном расстоянии от источников электроэнергии. Поэтому возникает необходимость передачи электрической энергии на дальние расстояния. Необходимость такой передачи вызвана также объединением региональных энергетических систем в Единую энергетическую систему, которая позволяет сгладить пики нагрузок в разных регионах страны. Особенностью электрической энергии является то обстоятельство, что одно и то же значение электрической мощности можно получить при разных ее параметрах: при низком напряжении и большом токе или при высоком напряжении и малом токе. В разных случаях требуется электроэнергия с разными параметрами и возникает необходимость изменять эти параметры, для чего и используют трансформаторы. Чем выше напряжение в линии электропередачи (ЛЭП), тем меньше ток и меньше потери при передаче мощности и тем экономичнее передача электроэнергии. Повышение напряжения в ЛЭП не вызывает слишком больших затрат. Изоляция проводов воздушных ЛЭП относительно земли легко обеспечивается набором необходимого количества изоляторов. После пробоя воздух полностью восстанавливает свои изоляционные свойства и больших проблем с изоляцией ЛЭП не возникает. Поэтому целесообразно передавать электрическую энергию при возможно более высоком напряжении в линии и при малом токе. Для этого в начале ЛЭП устанавливают трансформаторы, повышающие напряжение переменного тока, вырабатываемого на электрических станциях и не превышающее 35кВ до значения, 110, 220, 500 кВ и выше. Напряжение в начале ЛЭП устанавливают тем выше, чем больше длина линии и передаваемая мощность. При напряжении 110 кВ энергию можно передавать на расстояние до 100-150 км, при напряжении 10 кВ – на расстояние 15-20 км, а при напряжении 0,4 кВ – всего на 1-3 км. Использовать высокое напряжение ЛЭП непосредственно для питания потребителей нельзя, так как это связано, во-первых, с большой опасностью поражения человека электрическим током, и, во-вторых, в электрических машинах и аппаратах, рассчитанных на такое напряжение, практически невозможно в приемлемых габаритах обеспечить надежную изоляцию обмоток. В быту используют напряжение не выше 220 В. Поэтому в конце ЛЭП у потребителей устанавливают трансформаторы, понижающие напряжение для распределительных сетей до 10 кВ и для потребления энергии - до более низкого напряжения 0,4кВ. Таким образом, электрический ток на пути от электрической станции до потребителя обычно приходится трансформировать 3-4 раза, а иногда и до 5 раз. Отсюда следует, что мощность повышающих и понижающих трансформаторов, называемых силовыми трансформаторами, которые необходимы для передачи и распределения электроэнергии в 3-4 раза, а иногда и 5 раз больше мощности установленных на электрической станции генераторов и во столько же раз больше мощности потребителей. Это говорит о важной роли трансформаторов в энергетике и во всех отраслях народного хозяйства и необходимости обеспечения их экономичной работы. Принцип электромагнитного преобразования тока основан на явлении электромагнитной индукции, которое было открыто М.Фарадеем в 1831 году. Хотя это явление и использовалось позднее некоторыми учеными, но применение его для технических целей началось с работ П. Яблочкова, который впервые в 1876 году применил устройство, имеющее разомкнутый сердечник с двумя независимыми обмотками для питания электрических ламп – «свечей Яблочкова». Это устройство позднее стали называть трансформатором. Трансформаторы с замкнутым сердечником и сам термин «трансформатор» появились значительно позднее - в 1884-1886 гг. Началом практического применения трансформаторов и началом развития трансформаторостроения следует считать 1890 год, когда в Германии было начато сооружение первой в мире опытной высоковольтной линии электропередачи трехфазного тока протяженностью 175 км из города Лауфена в город Франкфурт-на-Майне. Эта система трехфазного тока была разработана русским ученым М. О. Доливо-Добровольским. Гидрогенератор трехфазного тока, установленный в Лауфене имел мощность 230 кВт при напряжение 95 В. Трехфазный трансформатор повышал напряжение в начале линии до 15 кВ. В дальнейшем напряжение линии электропередачи было повышено до 20 кВ. В конце линии напряжение понижалось до 65 В (фазное значение) и подавалось для питания трехфазного асинхронного двигателя. Трехфазные трансформаторы для передачи электроэнергии и асинхронный двигатель были построены немецкой фирмой AEG по проекту М. О. Доливо-Добровольского. К концу 19 и началу 20 века практически уже были созданы все основные типы электрических машин и разработаны основы их теории и методы расчета. Конструкция трансформатора, предложенная М. О. Доливо-Добровольским практически не изменилась до наших дней. Однако технико-экономические показатели трансформаторов были существенно улучшены благодаря улучшению свойств применяемых изоляционных и магнитных материалов, за счет усовершенствования конструкции магнитопровода и обмоток, а также улучшения технологии их изготовления. Значительно повысились мощности трансформаторов и их напряжения. В настоящее время развитие электрических машин и трансформаторов идет по пути дальнейшего повышения их энергетических показателей, улучшения технологичности конструкций, снижения шума и вибраций. Развитию отечественного трансформаторостроения способствовали работы М.П. Костенко, Г.Н. Петрова, П.М. Тихомирова, Л. М. Пиотровского, А.И. Вольдека, А.В. Сапожникова, С.Б. Васютинского, И.П. Копылова, В.Я. Беспалова и других ученых. 2. 2. Общие понятия о трансформаторах. Принцип действия трансформатора Трансформатор предназначен для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения при неизменной частоте. Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции. Простейший трансформатор (рис.2.1) имеет две индуктивно связанные обмотки 1 и 2, выполненные чаще всего из медного или алюминиевого изолированного провода. Обмотку 1, которая подключена к питающему переменному напряжению и к которой подводится энергия переменного тока, называют первичной обмоткой. Обмотка 2, к которой подключен приемник электрической энергии (или нагрузка) и от которой энергия отводится, называют вторичной обмоткой. В соответствии с этим все величины, относящиеся к первичной обмотке, называют первичными и обозначают их буквами с индексом 1, а величины, относящиеся ко вторичной обмотке, вторичными и обозначают их буквами с индексом 2. Рис.2.1. Принцип устройства однофазного двухобмоточного трансформатора: а- электромагнитная схема, б – условное графическое обозначение Передача энергии из первичной обмотки во вторичную производится посредством электромагнитной индукции. С целью усиления электромагнитной связи между обмотками они располагаются на замкнутом сердечнике 3, собранном из изолированных листов электротехнической стали или другого ферромагнитного материала. Сердечник трансформатора называют также магнитопроводом. В первичной обмотке 1 трансформатора под действием переменного напряжения возникает ток . При этом вокруг витков обмотки с током образуется переменное магнитное поле, которое концентрируется в основном в ферромагнитном сердечнике, так как его относительная магнитная проницаемость гораздо больше относительной магнитной проницаемости воздуха. Магнитное поле или как его называют магнитный поток пронизывает витки не только первичной, но и вторичной обмотки, индуктируя в ней ЭДС . Под действием этой индуктированной ЭДС на выводах вторичной обмотки возникает разность потенциалов или напряжение , называемое вторичным напряжением. Если числа витков первичной и вторичной обмоток не равны, то и первичное и вторичное напряжения не равны друг другу. Если действующее значение вторичного напряжения больше действующего значения первичного напряжения , то трансформатор называют повышающим, а если меньше - понижающим. При равных напряжениях трансформатор называют разделительным. Такие трансформаторы применяют в тех случаях, когда требуется гальваническая развязка источника питания и нагрузки. Обмотку, у которой напряжение выше, называют обмоткой высшего напряжения (ВН), а у которой напряжение меньше - обмоткой низшего напряжения (НН). Отношение напряжения обмотки ВН к напряжению обмотки НН в режиме холостого хода, равное отношению чисел витков этих обмоток, называют коэффициентом трансформации и обозначают буквой n. Если к выводам вторичной обмотки с напряжением будет подключен приемнике электрической энергии (например, резистор R), то в резисторе будет протекать ток , называемый вторичным током. Таким образом, электромагнитная энергия из первичной цепи передается во вторичную цепь, изменяя свои параметры, причем электрическая связь между первичной и вторичной обмотками отсутствует. Связь между обмоткам осуществляется только за счет магнитного потока. Вторичная обмотка с током также участвует в создании магнитного потока, пронизывающего обе обмотки. В трансформаторе различают три магнитных потока. Переменный магнитный поток , который замыкается по магнитопроводу и связан с первичной и вторичной обмотками, называют основным магнитным потоком. Магнитные потоки, которые замыкаются по воздуху, и связаны только с первичной или вторичной обмотками, называют потоками рассеяния и . Первичный поток рассеяния создается только первичным током и сцеплен только с витками первичной обмотки w1. Вторичный поток рассеяния создается только вторичным током и сцеплен только с витками вторичной обмотки w2. Магнитные потоки рассеяния не участвуют в передаче электромагнитной энергии из одной обмотки в другую. В этом процессе участвует только основной или как его иногда называют рабочий поток. Основной магнитный поток индуцирует в первичной обмотке ЭДС самоиндукции и во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции . Потоки рассеяния и индуктируют в обмотках и ЭДС рассеяния и .

Похожие:

	Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине ...		Задание на контрольную работу по дисциплине С помощью редактора Word составить и напечатать реферат по Вашей теме контрольной работы. Реферат должен быть сдан преподавателю...
	Методические рекомендации по выполнению контрольной работы по дисциплине... Адрес преподавателя – контрольную работу высылать на электронную почту Ковригиной В. А. 14		Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине «Имиджелогия» Программа курса, задания и методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине «Имиджелогия» для студентов заочной...
	Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине... Контрольная работа по дисциплине «Психология ведения переговоров» состоит из 3-х частей: реферата, итогового теста и контрольных...		Методические указания по выполнению контрольной работы Цели и задачи... Связи с общественностью: методические указания по выполнению контрольной работы, обучающихся на 6 курсе специальности «Маркетинг»-...
	Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине... Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Анализ музыкальных произведений» утверждены на заседании кафедры...		Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине «Финансы» Задания к контрольной работе даны в 10-ти вариантах. Номер варианта контрольной работы соответствует последней цифре номера зачетной...
	Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Управление затратами» Методические указания к изучению дисциплины «Управление затратами» и выполнению контрольной работы для студентов экономических специальностей...		Методические указания по выполнению контрольной работы для самостоятельной... Методические указания по выполнению контрольной работы одобрены на заседании Научно-методического совета взфэи
	Методические указания к выполнению контрольной работы для студентов... Студенты, обучающиеся по специальности 080507 «Менеджмент организации», выполняют контрольную работу по проблемным вопросам курса...		Методические указания для выполнения контрольной работы по дисциплине... Для достижения учебных целей дисциплины «Корпоративная социальная ответственность» студентам необходимо, наряду с другими видами...
	Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине... Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Основы научных музыкально-педагогических исследований» утверждены...		Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов... Современные методы исследований : методические указания по выполнению контрольной работы / сост. В. И. Гузенко, Д. В. Сергиенко;...
	Методические указания по выполнению контрольных работ общие положения... Методические указания и задания контрольной работы по дисциплине для студентов специальностей 080301 – Коммерция (торговое дело);...		Материалы для подготовки контрольной работы по дисциплине «История... Студенты, не представившие в установленный срок контрольную работу или не получившие по ней зачета, к экзамену по данной дисциплине...