Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет

имени М.Т. Калашникова»

Приборостроительный факультет

Кафедра «Электротехника»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ

На тему: «Исследование коммутационных перенапряжений вакуумных контакторов»

Заведующий кафедрой

«Электротехника» В.К.Барсуков

Руководитель проекта В.А. Морозов

Дипломник И.В. Алалыкин

Ижевск 2012г.

Содержание

Введение ……………………………………………………………………… .2

Коммутация электрических систем…………………………………………...6

Классификация коммутационных перенапряжений……………………… ... 7

Характеристики коммутационных перенапряжений……………………….11

Условия возникновения перенапряжений ……………...…………………... 14

Причины возникновения перенапряжений………...…..…………………….16

Процесс коммутации контактора …..…………………………………… … .20

Характеристические уравнения перенапряжений......…………………...….21

Устройство лабораторного стенда…………………...………………………28

Исследование характеристик привода контактора…….…………………... 32

Анализ переходных процессов коммутации вакуумного контактора……..35

Заключение………………………………...…………………………..…… .. 38

Список используемой литературы......……………………………………….39

Введение

В данное время в электроэнергетике сложилась ситуация, что наиболее изношенное оборудование на подстанциях – это коммутационная аппаратура. Доля отработавшего свой срок коммутационного оборудования составляет более 20 % [2]. Таким образом, одним из первоочередных видов оборудования, которое будет заменено в ближайшее время, станут коммутационные аппараты. На смену масляным выключателям в средних классах напряжений приходят вакуумные и элегазовые.

Вакуумные выключатели и контакторы в настоящее время являются приоритетно рекомендуемым коммутационным оборудованием для использования в сетях средних классов напряжения. В них гашение дуги при коммутации электрической цепи осуществляется в вакуумной дугогасительной камере, которая состоит из изоляционной цилиндрической оболочки, снабженной по концам металлическими фланцами, внутри которой помещаются подвижный и неподвижный контакты и электрические экраны. Неподвижный контакт жестко крепиться к одному фланцу, а подвижный соединяется с другим фланцем сильфоном из нержавеющей стали, обеспечивающим возможность перемещения контакта без нарушения герметичности вакуумной дугогасительной камеры. У данного типа выключателей имеется множество достоинств при эксплуатации: высокая износостойкость, резкое снижение эксплуатационных затрат, полная взрыво- и пожаробезопасность и возможность работы в агрессивных средах, повышенная устойчивость к ударными вибрационным нагрузкам, произвольное рабочее положение и малые габариты, бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малым выделением энергии в дуге и отсутствием выброса масла, газов при отключении токов КЗ, и т.д Однако вместе с положительными эксплуатационными свойствами вакуумных выключателей наблюдаются и отрицательные, которые и до сих пор

остаются предметом дискуссий о вакуумных выключателях. [2]

Наряду со знаниями теории студенту необходимо иметь определенные практические навыки, которые в процессе обучения в высшем учебном заведении достигаются выполнением курса лабораторных работ.

Выполнение лабораторных работ способствует закреплению теоретических знаний и показывает их практическую значимость. В процессе выполнения лаборатор­ных работ учащиеся приобретают опыт проведения экспериментов, практиче­ские навыки сборки электрических схем, умение пользоваться электрическими машинами, аппаратами и приборами, применяемыми на практике. Выполняя работы, студенты производят измерения и расчеты, анализируют результаты экспериментов, учатся делать правильные выводы. Поэтому лабораторные стенды играют важную роль в процессе обучения будущих специалистов.

Лабораторная работа по исследованию коммутационных перенапряжений при работе вакуумного контактора дополняет теоретический курс и дает возможность студентам на практике изучить принцип действия вакуумных выключателей при работе в качестве элементов автоматики в различных устройствах.

В рассматриваемой лабораторной работе исследуются коммутационные перенапряжения при работе вакуумного контактора в электрической цепи.

Вакуумный контактор коммутирует силовую электрическую цепь в которой нагрузка является имитацией реальной электрической цепи.

Лабораторные работы по курсу электрические и электронные аппараты проводятся учащимися при изучении данной дисциплины и составляют ее неотъемлемую часть. Количество работ и их тематика определяются учебными программами, временем, отводимым для выполнения работ, и оснащенностью лаборатории учебного заведения релейной и измерительной аппаратурой. Число часов, отводимых на практические занятия, всегда должно быть использовано рационально и с наиболее эффективной отдачей.

Для успешного выполнения опытов, предусмотр енных лабораторной работой, необходима тщательная предварительная подготовка учащегося. Только изучив теоретический материал, осмыслив его сущность и основное содержание работы, а также заранее познакомившись с принципом действия и правилами эксплуатации используемых в лабораторной работе устройств, можно приступить к ее выполнению.

Учебные лабораторные занятия имеют также целью приучить учащихся к последующей практической эксплуатационной деятельности, где периодические проверки устройств являются обязательным условием обеспечения надежной работы энергетических установок.