Б3. Электрооборудование компрессорных, вентиляционных и насосных установок

Основное назначение – это обеспечение технологического процесса. В цехах устанавливаются КУ небольшой мощности, а на предприятиях, при централизованном обеспечении потребителей сжатого воздуха – компрессорные станции.

Электропривод .В компрессорных станциях применяют асинхронные и синхронные двигатели трехфазного тока на номинальные напряжения 220, 380 и 6000В при частоте 50 Гц.

В отношении режимах работы электродвигателей компрессоров относятся к электроприемникам, работающих в длительном режиме с неизменной или мало изменяющейся нагрузкой. Номинальная мощность электродвигателей выбирается в соответствии с их максимальной длительной нагрузкой.

Синхронные двигатели целесообразно применять при мощности более 100 кВт, т.к. кроме основного назначения используется как генератор реактивной мощности, улучшая коэффициент мощности cos φ.

Делаем вывод, что электродвигатели выбираются для конкретного компрессора.

В качестве аппаратов ручного управления применяют рубильники, пакетные и кнопочные выключатели, масляные выключатели и реостаты.

Для автоматического и полуавтоматического применяют автоматы, контакторы, магнитные пускатели станции управления.

Основное назначение автоматов состоит в обеспечении максимальной защиты от перегрузок и коротких замыканий.

Одним из самых простых и распространенных аппаратов управления является магнитный пускатель, который представляет собой объединенные в одном корпусе контактор и тепловое реле. Магнитный пускатель управляется дистанционно при помощи кнопок.

В соответствии с правилами устройства электроустановок компрессорные станции относятся ко второй категории по надежности электроснабжения.

Как правило, при компрессорной станции должна сооружаться трансформаторная подстанция

Насосные установки предназначены для транспортирования жидкости, заполнения и осушения резервуаров, для обслуживания механизмов (например, система водяного охлаждения) и т.д.

Для осуществления главной функции насосной станции – подача воды – предназначено различное оборудование, от которого зависят эффективность и надежность работы станции.

Входящее в систему оборудование обычно разделяют на следующие группы: основное энергетическое оборудование, механическое оборудование и вспомогательное оборудование.

К основному энергетическому оборудованию относятся насосы, привод которых осуществляется электродвигателями ( чаще всего). Комплекс, состоящий из насоса и приводного электродвигателя, называется гидроагрегатом или просто агрегатом насосной станции.

В качестве приводных двигателей обычно применяются асинхронные или синхронные электродвигатели. К электродвигателям предъявляются ряд требований: возможность пуска под нагрузкой, допустимость вращения в обратную сторону при отключении питания от сети и сливе воды из напорных трубопроводов, возмож­ность частых без перегрева повторных пусков обмотки статора и пусковой обмотки. Наиболее просты и надежны в эксплуатации асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

Наряду с аппаратурой общего назначения для пуска, переключения и управления, в системах автоматизации применяется специальная аппаратура: реле давления, реле уровня, струйное реле и т.д.

Вентиляционные установки Установки сжатого воздуха по назначению, давлению на напоре и принципу действия делятся на вентиляторы (1..1.1)10⁵, воздуходувки (1.1…4)10⁵ и компрессоры.

Вентиляторы предназначены для вентиляции производственных помещений, отсасывания газов, подачи воздуха или газа в камеры электропечей и т.п.

Производительность установки можно регулировать следующими способами:

• изменением скорости приводного ЭД ( для среднего диапазона регулирования);

• изменением количества работающих вентиляторов на общую магистраль (для широкого диапазона регулирования);

• изменением сопротивления воздушной магистрали (прикрытие задвижки, для местного подрегулирования).

Электрооборудование.В вентиляционных установках применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Для изменения скорости двигателя обычно изменяют подводимое к статору напряжение ступенчатым переключением отпаек автотрансформатора или дросселя, включенных в цепь статора. Для пуска и управления вентиляционной установкой используются магнитные пускатели, линейные контакторы, универсальные переключател, регуляторы температуры с выходным реле, для автоматического управления вентилятором. Для защиты используются автоматические выключатели.

Б4-1. Электрическая дуга и дугогашение в электрических аппаратах.

В коммутационных электрических аппаратах, предназначенных для размыкания и замыкания цепи с током, имеют место переходные процессы, приводящие к ряду нежелательных явлений (ионизация газа, задержка тока и др.). В результате этих явлений возникает разряд в газе, который может существовать либо в виде тлеющего разряда, либо в виде дуги (только при больших токах).Дуговой разряд возникает только при больших токах. В дуговом разряде можно различить три характерные области: околокатодную, область столба дуги и околоанодную. В каждой из этих областей процессы ионизации и деионизации протекают по-разному, в зависимости от условий, которые там существуют.

Чтобы погасить электрическую дугу постоянного тока, необходимо создать такие условия, чтобы в дуговом промежутке при всех значениях тока процессы деионизации протекали бы интенсивнее, чем процессы ионизации.

При переменном токе ток в дуге независимо от степени ионизации дугового промежутка переходит через нуль каждый полупериод, т.е. каждый полупериод дуга гаснет и зажигается вновь. Задача гашения дуги существенно облегчается. Здесь необходимо создать условия, при которых ток не восстановился бы после прохождения через нуль.

Электрическая дуга является газообразным про­водником тока. На этот проводник, так же как на метал­лический, действует магнитное поле, создавая силу, про­порциональную индукции поля и току в дуге. Магнитное поле, действуя на дугу, увеличивает ее длину и переме­щает элементы дуги в пространстве.

Гашение дуги может быть достигнуто увеличением скорости деионизации дугового промежутка, уменьшением скорости восстановления напряжения, либо совместным использованием обоих этих факторов.

Ко всем дугогасительным устройствам предъявляются следующие требования:

1. время гашения дуги должно быть минимальным;

2. энергия, выделенная дугой должна быть минимальной;

3. при гашении дуги не должно возникать опасных перенапряжений.

Для гашения эл. дуги применяются следующие способы: растягивание электрической дуги, магнитное дутье, гашение дуги в узких щелях, гашение дуги в дугогасительной решетке, устройство для бездуговой коммутации.

Растягивание электрической дуги приводит к повышению падения напряжения на дуговом промежутке за счет деионизации, происходящей в стволе дуги, что привело бы к увеличению габаритов отключающего аппарата. Обычно растягивание электрической дуги применяется лишь в низковольтных слаботочных аппаратах. В коммутационных аппаратах (например, в контакторах) растягивание дуги используется в совокупности с другими методами гашения дуги.

Магнитное дутье Перемещение электрической дуги в воздушной среде приводит к интенсивной ионизации ствола дуги с усилением охлаждения дуги; возрастанием диффузии заряженных частиц из области горения дуги в окружающее пространство; повышением давления внутри дуги в результате уменьшения диаметра ее ствола.

Эффективность каждого из перечисленных факторов возрастает с повышением скорости ее перемещения. Электрическая дуга перемещается под воздействием электродинамических сил, возникающих в результате взаимодействия дуги с внешним магнитным полем. Внешнее магнитное поле для перемещения электрической дуги в низковольтных аппаратах может быть получено при помощи:

1. Электромагнитов с катушкой, включаемой последовательно с контактами, между которыми возникает электрическая дуга;

2. Электромагнитов с катушкой, включаемой на напряжение сети;

3. Постоянных магнитов.

Исключительное распространение получила последовательная дугогасительная катушка.

Гашение дуги в узких щелях. Дугогасительное устройство, использующие этот принцип гашения дуги, представляют собой узкую щель, образованную двумя стенками из дугостойкого изоляционного материала. Ширина щели камеры выполняется меньше диаметра дуги, что увеличивает ее аэродинамическое сопротивление. Поэтому, чтобы загнать дугу в узкую щель, применяется магнитное дутье.

В качестве материала для камеры обычно используется асбоцемент и керамика. Керамическая масса по сравнению с асбоцементом более устойчива к выгоранию от действия электрической дуги. Кроме того, поверхность ее глаже и поэтому сопротивление вхождению дуги в щель меньше, чем в камере из асбоцемента.

Дугогасительное устройство с узкой щелью используется в аппаратах как постоянного, так и переменного тока.