НЕКОММЕРЧЕСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра электроснабжения промышленных предприятий
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ
Методические указания и задания к выполнению расчетно-графической работе для студентов специальности 050718 - Электроэнергетика всех форм обучения
Алматы 2008
СОСТАВИТЕЛИ: В.Б. Фадеев, О.П. Живаева. Электрические аппараты. Методические указания и задания к выполнению расчетно-графической работы для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика. - Алматы: АИЭС, 2008. – 19 с.
Данная разработка включает в себя программу курса, задания для студентов и методические указания по его выполнению, технические данные и перечень рекомендуемой литературы
Печатается по плану издания Некоммерческого акционерного общества «Алматинский институт энергетики и связи» на 2008 г.
Содержание
|
|
Введение……………………………………………………………………… |
4 |
1 Программа курса…………………………………………………………... |
5 |
1.1 Содержание курса………………………………………………… |
5 |
1.2 Методические указания к изучению теоретических вопросов… |
7 |
2 Задания к расчетно-графической работе…………………………………. |
8 |
Список литературы………………………………………………………….. |
18 |
Введение
Согласно учебному плану, студенты специальности 050718 – Электроэнергетика изучают дисциплину «Электрические аппараты». В данном курсе предусмотрена одна расчетно-графическая работа, предполагающая самостоятельное закрепление студентами пройденных разделов дисциплины. К сдаче экзамена по курсу студенты допускаются после успешного выполнения и защиты лабораторных работ и расчетно-графической работы.
Цели и задачи дисциплины
Цель курса – подготовка специалиста высокой квалификации, способного выполнять основные задачи, связанные с электрическими аппаратами напряжением до и выше 1000 В.
Задачи курса – изучение назначения, принцип действия, конструкции и области применения электрических аппаратов, состоящих из коммутационных аппаратов распределения энергии и аппаратов управления приемниками электрической энергии. Данный курс охватывает основные теоретические сведения, на которых базируется аппаратостроение, подробное изучение распределительных аппаратов общего назначения и краткие сведения о распределительных устройствах.
Требования к знаниям
Студент должен уметь применять полученные знания для решения инженерных, технических и научно-исследовательских задач.
В частности, овладев данным курсом, студент должен уметь:
- формулировать основные требования, предъявляемые к электрическим аппаратам для любой конкретной схемы электроснабжения в части надежности работы, безопасности обслуживания и условий монтажа;
- выполнять технические расчеты, необходимые для правильного выбора конкретных схем, а также рассчитывать экономическую эффективность проектных и технологических решений;
- пользоваться выпускаемой специальной технической и справочной литературой при выборе тех или иных аппаратов для схем электроснабжения.
Перечень дисциплин с указанием разделов, усвоения которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины: физика, электротехнические материалы, ТОЭ, электрические машины.
1 Программа курса
1.1 Содержание курса
1.1.1 Введение в дисциплину. Электродинамические силы в электрических аппаратах.
Назначение и место электрических аппаратов в электроэнергетике. Классификация электрических аппаратов. Основные требования, предъявляемые к электрическим аппаратам. Перспективы и пути развития аппаратостроения.
Электродинамические усилия (ЭДУ) в электрических аппаратах. Методы расчета ЭДУ. Электродинамическая стойкость аппаратов.
Вопросы для самопроверки
1. Как определяется направление действия ЭДУ?
2. Как определяется ЭДУ на основе закона Био-Савара?
3. В каких случаях удобно применять энергетический метод расчета ЭДУ?
4. Как действуют ЭДУ в местах изменения сечения проводников?
5. Как действуют ЭДУ при наличии ферромагнитных частей?
1.1.2 Нагрев электрических аппаратов.
Основы тепловых расчетов. Активные потери энергии в аппаратах. Потери в нетоковедущих ферромагнитных частях. Способы передачи тепла внутри нагретых тел и с их поверхности: теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. Установившийся процесс нагрева. Нагрев аппарата в переходных режимах. Термическая устойчивость аппаратов. Предельная допускаемая температура нагрева проводников и аппаратов.
Вопросы для самопроверки
1. Как определяется активная мощность, теряемая в проводниках?
2. В чем отличие потерь мощности и нагрева проводников на постоянном и переменном токе?
3. Какие явления оказывают влияние на нагрев деталей из магнитных материалов?
4. Какие явления сопровождают процесс отдачи тепла нагретым телом?
5. Как определяется теплоотдача аппарата в установившемся режиме?
6. Какие особенности в теплообмене проявляются при режиме аппарата в кратковременном и повторно-кратковременном режиме работы?
7. Как проверяются аппараты на термическую устойчивость от действия токов короткого замыкания?
8. Какими факторами определяется допустимая температура деталей аппаратов?
1.1.3 Электрические контакты.
Переходное сопротивление контактов. Нагрев контактов. Режим работы контактов. Эрозия и коррозия контактов. Износ контактов. Вибрация контактов и способы борьбы с ней. Материалы контактов. Конструкции контактов.
Вопросы для самопроверки
1. В чем отличие кажущейся и физической площади соприкосновения?
2. От чего зависят размеры площадок соприкосновения контактов?
3. Как определить величину переходного сопротивления контактов?
4. Какие факторы оказывают существенное влияние на переходное сопротивление контакта?
5. В чем причина возникновения вибрации контактов, и какие меры применяют для ее уменьшения?
6. Какие причины определяют износ контактов и какие меры применяют для уменьшения эрозии и увеличения срока службы контактов?
7. Чем обеспечивается надежность работы контактов в номинальном режиме и в режиме короткого замыкания?
8. Какая связь между материалом контактных соединений сроком службы и надежностью работы аппаратов?
1.1.4 Электрическая дуга.
Формы электрического разряда в газах. Процессы при ионизации дугового промежутка. Процессы при деионизации дугового промежутка. Вольтамперные характеристики дуги. Условия гашения дуги постоянного тока. Особенности горения и гашения дуги переменного тока. Способы гашения дуги. Механическое растягивание дуги. Гашение дуги в магнитном поле. Гашение дуги в продольных щелях. Способы возбуждения магнитного поля дугогашения. Гашение дуги высоким давлением. Гашение дуги дугогасительной решетки.
Вопросы для самопроверки
1. Какие основные явления сопровождают начало возникновения дуги между расходящимися контактами?
2. Какие факторы способствуют возникновению ударной ионизации?
3. Что считается основной причиной существования дуги?
4. Какие факторы способствуют рекомбинации заряженных частиц?
5. Как усилить диффузию частиц из зоны горящей дуги?
6. Какова роль диссоциации молекул газа (водорода) в гашении дуги?
7. Какие факторы определяют рост ВАХ дуги?
8. При каких условиях обеспечивается неустойчивое горение дуги постоянного тока?
9. В чем проявляется особенность гашения дуги переменного тока?
10. Какие способы создания магнитного дутья реализованы в аппаратах постоянного и переменного тока?
11. Какие факторы являются определяющими при гашении дуги высоким давлением?
12. В чем оригинальность способа гашения дуги, предложенного Доливо-Добровольским?
1.1.5 Электрические аппараты общепромышленного применения.
Воздушные автоматические выключатели. Плавкие предохранители. Контакторы. Магнитные пускатели. Высоковольтные выключатели. Высоковольтные предохранители. Выключатели нагрузки.
Вопросы для самопроверки
1. Какие меры для гашения дуги используются в низковольтных аппаратах постоянного и переменного тока?
2. Какие факторы влияют на выбор материалов и форму контактов, применяемых в установках до 1000 В?
3. Как выполняется выбор низковольтных аппаратов?
4. Какие мероприятия по гашению дуги применяются в высоковольтных аппаратах?
5. Какими достоинствами и недостатками обладают современные высоковольтные вакуумные выключатели?
6. Какими достоинствами и недостатками обладают современные элегазовые высоковольтные выключатели?
7. Какими достоинствами и недостатками обладают масляные и электромагнитные выключатели?
8. Какими достоинствами и недостатками обладают выключатели нагрузки, их область применения?
1.2 Методические указания к изучению теоретических вопросов
1.2.1 При изучении раздела 1.1.1, обратить внимание на назначение электрических аппаратов, области их применения, требования, предъявляемые к электрическим аппаратам, на методы расчетов электродинамических усилий.