Потребительские трансформаторные подстанции. Электрическая сварка. Электродуговое сварочное оборудование

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА 

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ  СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

 ФАКУЛЬТЕТ  НЕПРЕРЫВНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

 

 

Контрольная работа по « Электрификации и автоматизации  Сельскохозяйственного производства »

 

 

Тема: Потребительские трансформаторные подстанции. Электрическая сварка. Электродуговое сварочное оборудование.

 

 

 

 

 

                                                                           Проверил: профессор,

                                                                                      Доктор технических наук Н.П.Кондратьева

                                                                     Выполнила: Студентка К.А. Опарина

                                                                                Специальность: «Экономика и управление

                                           на предприятии АПК»

                  Курс № 1

                       Группа №47

                            Шифр 1005034

 

 

 

 

Ижевск 2010

Содержание

 

Аннотация…………………………………………………………………………………..3

 

Потребительские трансформаторные подстанции……………………………………4

Электрическая сварка. Электродуговое сварочное оборудование……………….11

Список литературы…………………………………………………………………………24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация.

 

   В данной контрольной работе, мною были описаны : потребительские трансформаторные подстанции, показаны электрические схемы подстанций, расчет потребительских нагрузок в сетях, схема присоединения к высоковольтным линиям и т.д.

Так же в контрольной работе мною была изучена тема: Электрическая сварка и электродуговое сварочное оборудование. В этой теме представлены основные понятия о сварке. Дается определение, что такое сварочная дуга, электрод, сварочные трансформаторы, указано наименование трансформаторов, внешний вид и их электрические схемы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Потребительские трансформаторные подстанции

Мощность и число трансформаторов понижающей потребительской подстанции выбирают по расчетной мощности на шинах низшего напряжения с учетом перегрузочной способности трансформаторов и требований по обеспечению необходимой степени надежности электроснабжения потребителей. 
 
Расчет электрических нагрузок в сетях 0,38 кВ производится путем суммирования расчетных нагрузок на вводах всех потребителей с учетом коэффициентов одновременности. 
 
Коэффициенты одновременности для суммирования электрических нагрузок в сетях 0,38 кВ приведены в табл. 1. 
 
Таблица 1 
Напряжения, передаваемая мощность и расстояния передачи электрической энергии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Расчетную мощность участка линии при суммировании с учетом коэффициента одновременности определяют по формуле: Pq ?=k0?Pq i; Pb?=k0?Pb i; где Pq?; Pb?- расчетные дневная и вечерняя нагрузки на участке линии или на шинах ТП, кВт; k0 коэффициент одновременности (по табл. 2); Pq i, Pb i, - дневная и вечерняя нагрузки на вводе i-гo потребителя или i-гo элемента сети, кВт.  
 
В небольших и средних сельских населенных пунктах, а также садово-огородных товариществах, в дачных поселках и т. д. с преобладающей коммунально-бытовой нагрузкой устанавливают одну или две трансформаторные подстанции ТП 10/0,4 кВ с трасформаторами мощностью до 63 и реже 100 кВА. 
 
Площадку для строительства ТП нужно выбирать на незаселенной местности, незатопляемой паводковыми водами, в центре нагрузок или вблизи от него. Площадка должна иметь по возможности инженерно-геологические условия, допускающие строительство без устройства дорогостоящих заземлений и фундаментов под оборудование и не вызывать большого объема планировочных работ. 
 
Выбор типа подстанции. При выборе типа подстанции предпочтение следует отдавать подстанциям типа КТП (комплектные трансформаторные подстанции) заводского изготовления. 
 
Таблица 2 
Коэффициенты одновременности для суммирования электрических нагрузок в сетях 0,38 кВ 
 

На рис. 2 показано присоединение КТП мощностью до 160 кВА к воздушным линиям 10 кВ и 0,4 кВ. КТП установлено на двух железобетонных фундаментах-столбах на высоте 1,8 м над уровнем земли. Разъединитель с приводом устанавливают на концевой опоре ВЛ 10 (6) кВ, что обеспечивает при отключенном разъединителе безопасность работ в любой точке подстанции. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 2. Схема присоединения ВЛ 10(6) и 0,38 кВ в комплектной трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ: 
1 - разъединитель; 2 - КТП; 3 - концевая опора ВЛ 380

 
Электрическая схема КТП изображена на рис. 3. Для защиты отходящих линий от междуфазных и однофазных коротких замыканий применяют устройства ЗТИ-0,4 УЗ. Уличное освещение выполнено централизованным с автоматическим или дистанционным управлением. Следует отметить, что схемы электрических соединений сельских потребительских подстанций независимо от конструктивного исполнения принципиально не отличаются одна от другой.

 

Пониженное трансформаторной подстанцией напряжение по отходящим линиям распределительной сети подается потребителям. Отходящие линии обычно выполняют четырьмя проводами: три провода фазных, а четвертый - нулевой (нейтральный). Если по трассе линии предусмотрено уличное освещение, то для него пускают еще один провод- фонарный. На рис. 3 на схеме КТП предусмотрено три линии распределительной сети с устройствами автоматической защиты от перегрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Электрическая схема КТП мощностью 63, 100 и 160 кВ А с защитой ЗТИ-0,4 УЗ: 1 - разъединитель РДНД; 2,7 - разрядники РВО-10 и РВН-1У1; 3 - предохранитель ПК-10; 4- трансформатор TM-10/0,4 кВ; 5- рубильник Р-32УЗ; 6 -трансформатор тока ТК-20УЗ; 8 - автоматические выключатели АЕ-2058-32; 9- защитные приставки ЗТИ-0.4УЗ; 10- переключатель ПК 10-1-2-П; 11 - фотореле ФР-2; 12 - фоторезистор ФСК-Г1; 13 - магнитный пускатель ПМЕ-211; 14,17- предохранители Е-27, П-25/3 80УЗ; 15 - штепсельная розетка; 16 - переключатель ПМОФ-45; 18 - лампа накаливания НВ27; 19- выключатель на 6 А; 20- счетчик САЧУ-И672М; 21 - резистор ПЭ-75

Отводы от воздушной линии уличной магистрали показаны на рис. 4. К каждому садовому или дачному домику от магистрали обычно ответвляются два провода: один - фазный и обязательно нулевой. Такое двухпроводное ответвление называют однофазным. Можно встретить также четырех проводное ответвление. 
 
 
 
 
 

 

 

 

Рис. 4. Электрическая схема подключения потребителей к магистрали 380/220 В 
 
 
 
 
 
Четырехпроводное ответвление от магистрали делают при трехфазном вводе. Необходимость в нем возникает, когда нужно подключить трехфазный электродвигатель или равномерно распределить по фазам однофазные нагрузки. К каждому из фазных проводов подключают приблизительно равное число ответвлений от домов, к фонарному подключают по одному проводу каждого светильника, к нулевому проводу - все ответвления к домам, а также светильники. 
 
Нулевой провод обязательно заземляют на ТП, а, кроме того, через каждые 100-200 м по линии устраивают его повторные заземления путем присоединения к заземляющему спуску, проложенному по опоре. На опорах с заземляющим спуском к нему присоединяют также крюки, на которых укреплены изоляторы. При железобетонных опорах в качестве заземляющего спуска используют арматуру. Заземляющий спуск соединяют с заземлителем - трубой, полосой, или какой-либо иной металлической массой, заложенной в землю. 
 
В трехфазной электрической сети различают линейное и фазное напряжения. 
 
- Линейное (его называют также междуфазным или межфазным) - это напряжение между двумя фазными проводами. 
 
- Фазное - между нулевым проводом и одним из фазных. 
 
Линейные напряжения при нормальных эксплуатационных условиях одинаковы и в 1,73 раза больше фазных, т. е. напряжение между нулевым и фазным проводом (фазное) составляет 58% линейного напряжения. Напряжение трехфазной сети принято оценивать по линейному напряжению. Для отходящих от ТП трехфазных линий установлено номинальное линейное напряжение 380 В, что соответствует фазному 220 В. В обозначении номинального напряжения трехфазных четырехпроводных сетей указывают обе величины, т. е. 380/220 В. Этим подчеркивается, что к такой сети можно подключать не только трехфазные электроприемники на номинальное напряжение 380 В, но и однофазные на 220 В. 
 
Трехфазная система 380/220 В с заземленной нейтралью получила наибольшее распространение, но в некоторых населенных пунктах и садовых кооперативах можно встретить иные системы распределения электроэнергии. Например, трехфазную с линейным напряжением 220 В и незаземленной (изолированной) нейтралью. Однофазные электроприемники 220 В подключают на линейное напряжение между любой парой фазных проводов, а трехфазные - к трем фазным проводам. При этой системе нулевой провод не требуется, а незаземленная нейтраль снижает вероятность поражения электрическим током в случае нарушения изоляции. Однако выявление нарушений изоляции в такой системе сложнее, чем при заземленной нейтрали.

 
Прохождение электрического тока по проводам сопровождается потерями и напряжение у потребителей оказывается несколько меньшим, чем в начале линии у ТП. Чтобы обеспечить приемлемые уровни напряжения вдоль всей линии, на ТП приходится поддерживать напряжение выше номинала, т. е. не 380/220 В, а 400/230 В. В электрических сетях сельских районов у потребителей, согласно действующим нормам, допускаются отклонения напряжения на 7,5% от номинального значения. Значит, на трехфазном электроприемнике допускается напряжение в пределах 350-410 В, а на однофазном 200-240 В. 
 
Отклонения напряжения. Однако бывают случаи, когда величина напряжения выходит за допустимые пределы. При понижении напряжения заметно падает интенсивность электрического освещения от ламп накаливания, уменьшается производительность электронагревательных приборов, нарушается устойчивость работы телевизоров и других радиоэлектронных приборов с электропитанием от сети. Повышение напряжения приводит к преждевременному выходу из строя электроламп и нагревательных приборов. Электродвигатели в меньшей степени чувствительны к отклонениям напряжения. 
 
Использование однофазных и трехфазных вводов. Однофазными электроприемниками потребитель может пользоваться как при однофазном, так и при трехфазном вводе, а трехфазный электроприемник можно включать только при наличии трехфазного ввода. Трехфазный ввод предоставляет более широкие возможности применения электроэнергии, но для электроснабжения квартир сельских жителей, одноквартирных домов в сельской местности и для садоводческих участков и дачных домиков его используют редко. 
 
В пылесосах, электрополотерах, стиральных машинах, компрессионных электрохолодильниках, различных кухонных машинах, а также в электроинструментах применяют однофазные электродвигатели, хотя они по сравнению с трехфазными более сложны по конструкции, менее экономичны и более громоздки. Чем больше мощность, тем в большей мере проявляются.недостатки однофазных электродвигателей. При мощности 1,3 кВт и более однофазные электродвигатели для бытовых машин не применяются. Некоторые сельскохозяйственные орудия личного пользования, а также бытовой электроинструмент для строительных и монтажных работ требуют мощность, превышающую 1,5 кВт. Отсюда возникает потребность в бытовых трехфазных электроприемниках и, как следствие этого, в трехфазном вводе для сельского дома. 
 
ВНИМАНИЕ! Электрические сети прежней постройки не были рассчитаны на присоединение современных бытовых электроустановок большой мощности. Поэтому, согласно "Правилам пользования электрической и тепловой энергией", на применение трехфазных электроприемников для бытовых нужд, а также на установку бытовых машин и электроприборов мощностью более 1,3 кВт необходимо специальное разрешение от энергоснабжающей организации. 
 
В остальных случаях достаточно выполнить электропроводку согласно требованиям "Правил устройства электроустановок" и для включения ее под напряжение подать заявление в электроснабжающую организацию, предъявить электропроводку для контроля инспектору энергонадзора и сдать технический минимум по обслуживанию электроустановок и электропроводок. 
 
Ответственность за техническое состояние, эксплуатацию электропроводки и электрооборудования, а также за технику безопасности при пользовании электрической энергией в квартирах, на подсобных, приусадебных или садовых участках возлагается на лиц, пользующихся электроэнергией (жильцов квартир или владельцев участков). Они, согласно "Правилам пользования ...", должны приобрести необходимые технические знания.

 

 

 

Электрическая сварка. Электродуговое сварочное оборудования

Дуга – сильный стабильный электрический разряд в ионизированной атмосфере паров и газов металла. Во время зажигания дуги производится ионизация дугового промежутка и и постоянно поддерживается в течение ее горения. В большинстве случаев процесс зажигания дуги состоит из 3-х этапов: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод на расстояние 3-6 мм электрода и появление устойчивого дугового разряда.

Короткое замыкание  производится для разогрева торца  заготовки и электрода в области  соприкосновения с электродом. После  отвода электрода с его нагретого  торца – катода, под воздействием электрического поля происходит термоэлектронная эмиссия электронов. Столкновение быстродвижущихся по направлению к аноду электронов с газовыми молекулами и парами металла становится причиной их ионизации. В процессе разогрева столбца дуги и усиления кинетической энергии молекул и атомов за счет их соударения возникает дополнительная ионизация. Благодаря поглощению энергии, выделяемой при столкновении других частиц, ионизируются и отдельные атомы. Дуговой промежуток в результате этого становится электропроводным и через него проходит разряд электричества. Заканчивается процесс зажигания дуги появлением устойчивого дугового разряда.

При дуговой сварке источником тепла является электрическая дуга, горящая между заготовкой и электродом. В зависимости от числа электродов, материала и метода включения заготовки и электродов в цепь электрического тока классифицируют такие виды дуговой сварки:

а) Сварка неплавящимся (вольфрамовым или графитным) электродом, дугой  прямого действия, в результате чего соединение выполняется расплавлением  только основного металла, либо с использованием присадочного металла.

б) Сварка плавящимся (металлическим) электродом, дугой прямого действия, с одновременным расплавлением  электрода и основного металла.

в) Сварка косвенной дугой, горящей между 2-мя, в основном, неплавящимися электродами. В данном случае основной металл нагревается и расплавляется теплотой столба дуги.

г) Сварка трехфазной дугой, при которой дуга идет между электродами, а также между каждым электродом и основным металлом.

Питание дуги осуществляется переменным или постоянным током. При использовании постоянного тока сварка происходит на прямой и обратной полярностях. В первом случае электрод подключают к отрицательному полюсу (катод) , во втором – к положительному (анод). Сварочные аппараты переменного тока.

 

Сварочные аппараты применяемые в  сельском хозяйстве , подразделяют на четыре основные группы: сварочные  аппараты с отдельным дросселем; сварочные аппараты со встроенным дросселем; сварочные аппараты с подвижным  магнитным шунтом; сварочные аппараты с увеличенным магнитным рассеянием и подвижной обмоткой. Они отличаются по конструкции и по электрической схеме. Сварочные аппараты состоят из понижающего трансформатора и устройства-дросселя, подвижного магнитного шунта, подвижной обмотки для создания падающей внешней характеристики и регулирования сварочного тока. Трансформатор обеспечивает питание дуги переменным током напряжением 60...70 В.