Электрических аппаратах

Быстродействующие высокочастотные и дифференциальные защиты линий электропередачи и электрических агрегатов

Быстродействующие высокочастотные и дифференциальные защиты линий электропередач и электрических агрегатов быстро ликвидируют возникающие аварийные режимы и гарантируют нормальную работу при различном изменении конфигурации электросети.

При эксплуатации дизель-электрических агрегатов нередко используется преобразователь частоты переменного тока с 50 на 200 гц. Повышение частоты позволяет

Уровень напряжения синхронных генераторов электроэнергетической установки при автономном энергоснабжении буровой при прочих равных условиях определяет массогабаритные и стоимостные показатели основного электрооборудования (дизель-электрических агрегатов, электрических машин, тири-сторных преобразователей, силовой коммутационной аппаратуры, реакторов, трансформаторов и кабельной сети от генераторов до приводных электродвигателей), а также занимаемую площадь (для морских установок — объем судовых помещений). Поэтому при выборе оптимального значения уровня напряжения ориентируются на комплексный показатель оценки.

Расчетный баланс времени бурения. Электропотребление буровых установок характеризуется зависимостью нагрузки от длительности отдельных технологических операций и непрерывным колебанием электрической нагрузки, связанным с изменением во времени условий, определяющих мгновенную нагрузку на каждой отдельной операции. Проводимые в настоящее время исследования электрических нагрузок буровых установок ориентированы на разработку усредненных норм расхода электроэнергии и решение вопросов проектирования и эксплуатации электрической сети. Данные этих исследований не могут быть непосредственно использованы для оценки энергетических затрат при автономном энергоснабжении, так как не учитывают фактической загрузки дизель-электрических агрегатов и длительность их использования.

График загрузки дизель-электрических агрегатов. Расчет графика выполняется по активной и полной мощности. Такой подход особенно существен для систем тиристорного электропривода, работающих зачастую с низким коэффициентом мощности. Мощность дизелей следует выбирать по активной, а генераторов — по полной мощности.

Нагрузочные характеристики дизель-электрических агрегатов. Из 7.6 видно, что нагрузка на дизель-генератор при проводке скважины меняется в широких пределах. Поскольку удельный расход топлива возрастает при снижении нагрузки ( 7.7), в расчете энергетических затрат следует использовать нагрузочную характеристику агрегата в форме графика или эмпирической зависимости, связывающей коэффициент увеличения расхода топлива /гр с коэффициентом фактической загрузки k3.

электрических агрегатов разной единичной мощности регулирование загрузки осуществляется варьированием числа агрегатов и выбором мощности работающего агрегата. Технически возможна реализация силового блока из одного дизель-электрического агрегата (максимальное значение мощности не ограничивается). Однако такое решение принципиально недопустимо с точки зрения как аварийного резервирования, так и организации нормальной эксплуатации, когда периоды достаточно частого технического обслуживания дизелей могут не совпадать со временем естественных перерывов в работе установки (монтажно-демонтажные и транспортные работы). Поэтому независимо от класса установки силовой блок должен комплектоваться как минимум двумя дизель-электрическими агрегатами; при этом мощность одного из них может быть существенно меньше, чем другого.

Последующий анализ выполнен в предположении, что силовой блок скомпонован из дизель-электрических агрегатов двух типов (для питания главных и вспомогательных механизмов). В зарубежной практике начато применение силовых блоков, скомпонованных из агрегатов нескольких типоразмеров (например, 800, 600 и 400 кВт). Это энергосберегающее решение позволяет обеспечить наибольшее соответствие суммарной мощности работающих агрегатов фактической нагрузке, однако связано с усложнением организации производства и эксплуатации (даже при полной унификации деталей и узлов дизель-генераторов различной мощности).

электрических агрегатов в составе силового блока буровой установки влияет на ряд важнейших конструктивных и эксплуатационных характеристик установки, в том числе на удельные энергетические затраты (расход дизельного топлива и масла на 1 м проходки типовой скважины или 1 ч работы установки), затраты на текущее обслуживание и ремонт дизельных двигателей (электротехническое оборудование агрегатов, как правило, не подлежит среднему и капитальному ремонту за срок службы установки), стоимость комплекта электрооборудования и сопутствующего механического оборудования, расходы на транспортировку. Поэтому сравнение вариантов необходимо проводить по комплексному критерию, например, сравнением приведенных затрат на основании отраслевой методики по определению экономической эффективности новой техники.

где AJ — стоимость дизель-электрического агрегата; m — число дизель-электрических агрегатов в составе станции, руб.; Е„ — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (Еа = 0,1); Bj — стоимость сооружения и перемещения дизель-генераторной станции, руб.; п,- - число перемещений за год; DJ — затраты на амортизацию и ремонт дизель-генераторной станции, руб/год; Tj — затраты на обслуживание, руб/год; Г, — затраты на горюче-смазочные материалы и их доставку на точку бурения, руб/год.

2.9. Холявский Г. Б. Расчет электродинамических усилий в электрических аппаратах. Л.: Энергия, 1971.

В электрических аппаратах различают контакты замыкающие (з) и размыкающие (р). Если аппарат находится в отключенном положении (в катушке электромагнитного аппарата нет тока, кнопка с пружинным возвратом не нажата), то его замыкающие контакты разомкнуты, а размыкающие замкнуты. Такое положение контактов называют нормальным или начальным; в этом положении их изображают на принципиальных схемах. Кроме условных графических обозначений на схемах применяют обозначения буквенные и цифровые. Каждый аппарат имеет свое буквенное обозначение, которое относится ко всем элементам схемы, конструктивно принадлежащих этому аппарату. Если таких аппаратов несколько, то после буквенного обозначения ставят порядковый номер аппарата. Например, обозначение РП2 по ЕСКД расшифровывается так: реле промежуточное № 2.

Умение выполнять расчеты позволяет учащимся оценить порядок физических величин и глубже понять физические процессы, происходящие в электрических аппаратах.

Совмещение достоинств контактных и бесконтактных аппаратов привело к широкому распространению аппаратов, сочетающих измерительную часть на полупроводниковых приборах с электромеханической исполнительной частью. Такие аппараты иногда называют гибридными. Ниже приведены примеры расчета схем на дискретных полупроводниковых приборах и интегральных микросхемах, которые применяются в гибридных электрических аппаратах, выпускаемых промышленностью.

Химическая стойкость электроизоляционных материалов имеет особо важное значение в условиях эксплуатации, связанных с использованием изоляции в атмосфере, содержащей различные химические вещества, или с непосредственным воздействием* химических веществ, их растворов, паров и т. п. Твердые электроизоляционные материалы, применяемые в маслонаполненных трансформаторах, конденсаторах и электрических аппаратах, должны быть стойкими к действию нефтяного масла. Изоляция, пропитываемая или покрываемая лаками и эмалями, не должна повреждаться от действия содержащихся в них масел и растворителей. Изоляция корабельных электротехнических установок должна быть рассчитана на воздействие влажного воздуха, насыщенного морскими солями. Все это подтверждает необходимость определения химической стойкости электроизоляционных материалов, используемых в указанных условиях. Методы определения стойкости пластмасс к действию химических сред изложены в ГОСТ 12020 — 72. Стандарт не распространяется на пенистые и пористые материалы. Стойкость пластмассы оценивается по изменению массы, линейных размеров, механических . свойств стандартных образцов в ненапряженном

Массовое применение электрических аппаратов, необходимость повышения их надежности и экономичности делают главной задачу совершенствования методов их расчета и проектирования. Несмотря на относительную простоту конструкций, процессы в электрических аппаратах требуют для своего описания сложного математического аппарата и громоздких вычислений. Попытки вести расчет электрических аппаратов по упрощенным формулам с помощью примитивных вычислительных средств не всегда давали удовлетворительные результаты. Применение электронных вычислительных машин (ЭВМ) позволило поднять расчеты электрических аппаратов на качественно новую ступень. Для того чтобы использовать возможности ЭВМ, необходимо совершенствование существующих и создание принципиально новых методов расчета и расчетных формул.

К таким вопросам относятся расчеты магнитных систем электромагнитных механизмов, тепловых и электромагнитных полей в аппаратах, дугогасительных узлов, механических усилий, возникающих в элементах аппаратов защиты при отключении аварийных токов. Большие логические возможности ЦВМ оказываются решающим фактором при проведении оптимизационных расчетов электрических аппаратов. И наконец, без использованияи ЦВМ невозможна автоматизация проектирования аппаратов, предусматривающая проведение всех этапов проектирования, начиная с разработки технического задания (ТЗ) на создание аппарата или серии аппаратов, выбора конструктивной схемы, оптимизации параметров, расчета всех рабочих режимов, изготовления рабочих чертежей и кончая изготовлением опытной партии аппаратов на станках с-числовым программным управлением. В настоящее время интенсивно ведутся работы по созданию систем автоматизированного проектирования (САПР), характерная особенность которых — возможность корректировки результатов на отдельных этапах за счет связи конструктора с машиной с помощью дисплеев. Таким образом, возможности ЦВМ чрезвычайно велики и для их применения требуется разработка строгого MaTeM3TH4eqKoro описания процессов, происходящих в электрических аппаратах.

Так как процессы в электрических аппаратах часто описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, то возникает необходимость воспроизведения различных нелинейных зависимостей. Эти операции при расчете на АВМ выполняются с помощью диодных функциональных преобразователей (нелинейных блоков). Нелинейные блоки строятся, как правило, на принципе кусочно-линейной аппроксимации нелинейной зависимости. При этом аргумент и функция разбиваются на ряд участков, в пределах каждого из которых зависимость принимается линейной. Используемые при расчете аппаратов нелинейные зависимости (кривые намагничивания ферромагнитных материалов, зависимости от рабочего зазора индуктивности, магнитной проводимости и др.) гладки, не имеют разрывов и часто имеют линейные участки. Указанные кривые целесообразно разбивать, концентрируя большую часть интервалов на нелинейных участках.

Таким образом, вещественная часть магнитного сопротивления Rm определяет собой реактивную мощность и составляющую магнитодвижущей силы, совпадающую по фазе с магнитным потоком Фм. В то же время мнимая часть Хт определяет активную мощность — потери в среде •— и составляющую МДС, совпадающую по фазе с напряжением Um, уравновешивающим ЭДС, наведенную на поверхности среды. Обычно в электрических аппаратах эта составляющая мала, тогда как при индукционном нагреве она определяет процесс. Например, в рассматриваемой полубесконечной среде с р = const и [л = const имеем Rm = Хт.

мощью различных измерений, среди которых главное место занимает измерение сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции с помощью мегаомметра, подтверждает правильность такого представления изоляции в электрических аппаратах и машинах.

Монтажные провода и кабели предназначаются для различного рода соединений в электрических аппаратах, приборах и других электроустройствах. Жилы этих проводов выполняются лужеными из проводниковой меди.