Выбор и наладка электрооборудования


СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Серия основана в 2001 году



В.К. Варварин

ВЫБОР И НАЛАДКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ


            СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ


3-е издание


znanium.com

Москва

ИНФРА-М

2022

УДК 621.31(075.32)
ББК 31.29-5я723

     В18



      Рецензент:
        преподаватель специальных дисциплин электротехнического цикла технического отделения Обнинского политехнического техникума В.П. Шеховцов





      Варварин В.К.
В18 Выбор и наладка электрооборудования : справочное пособие / В.К. Варварин. — 3-е изд. — Москва : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2022. — 238 с. — (Среднее профессиональное образование).


          ISBN 978-5-00091-451-9 (ФОРУМ)
          ISBN 978-5-16-013067-5 (ИНФРА-М, print)
          ISBN 978-5-16-105846-6 (ИНФРА-М, online)


          Рассмотрена наладка оборудования электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры, заземляющих устройств. Приведены данные о степенях защиты, конструктивном исполнении и способе монтажа электрооборудования для выбора его с учетом специфических условий среды, в которой это оборудование должно работать. Изложены сведения об электрических цепях и схемах. Описаны причины возникновения ошибок в схемных решениях, а также методы обнаружения неисправностей в электрических цепях.
          Предназначена специалистам, занимающимся монтажом, наладкой и эксплуатацией электрооборудования.


                                                  УДК 621.31(075.32) ББК 31.29-5я723


ISBN 978-5-00091-451-9 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-013067-5 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-105846-6 (ИНФРА-М, online

© Варварин В.К., 2006
© Варварин В.К., 2014,

с изменениями

© ФОРУМ, 2014

                Введение







    Электрооборудование является основой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов в промышленности, а правильный выбор и наладка электрооборудования способствует его безаварийной работе. На базе директивных документов в книге обобщены наиболее часто встречающиеся формы и методы ведения наладочных работ на электрооборудовании напряжением до 1 кВ (электрические цепи, электродвигатели, пускозащитная аппаратура, заземляющие устройства), которое имеет наибольшее распространение и используется почти во всех электроустановках, а также приведены данные, необходимые при выборе электрооборудования, как общепромышленного, так и специализированного, при различных условиях внешней среды.
    Почти все работы, описанные в книге, проводятся не только в период пуска оборудования в эксплуатацию, но и периодически: один раз в год или несколько лет. Поэтому в наладочных организациях группы или участки наладчиков, для которых, в основном, предназначено Справочное пособие, являются самыми многочисленными. Книга полезна также специалистам монтажных организаций, как материалом, с помощью которого можно выбрать электрооборудование (этот вопрос возникает перед всеми работниками электротехнических специальностей, связанных с производством), так и описанием методик проведения работ, некотрые из которых обязательны для выполнения монтажными организациями или выполняются силами эксплуатационного персонала при отсутствии монтажников.
    Поскольку к производству работ на электроустановках допускаются только лица, прошедшие специальное обучение, сведения первого раздела и материал, помещенный в начале других разделов, будет полезен работникам, деятельность которых связана с электрооборудованием. Этот материал необходим также и в практической деятельности.

Введение

   Для работников с небольшим опытом работы на электрооборудовании приведены сведения об электрических цепях и схемах и описаны методы обнаружения неисправностей электрических цепей в схемах вторичной коммутации, а также причины неработоспособности самих схем.
   На основании части 3 СНиП «Организация, производство и приемка работ» изложены взаимоотношения со смежными организациями и разграничение монтажных и пусконаладочных работ.
   Приведены меры электробезопасности и правила оказания первой доврачебной помощи.

                1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ






            1.1. Основные формулы и зависимости электрических величин


    Закон Ома для постоянного тока
¹  ■ U ■                     <¹'¹⁾
R
где I — ток, A; U — напряжение, В; R — сопротивление, Ом.
    Сопротивление проводника постоянному току:
R ■Р l= ,                    (1.2)
О
где р — удельное сопротивление (сопротивление проводника из материала длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м²), Ом • м; l — длина проводника, м; S — площадь поперечного сечения проводника, м².
    Значения удельных сопротивлений некоторых проводниковых материалов приведены в табл. 1.1.
    Зависимость сопротивления от температуры характеризуется формулой:
R2 ■ R 1[1 + а(Т, - T,)],           (1.3)
где R₂ и R 1 — сопротивление проводника соответственно при температурах T₍ и T>, Ом; а — температурный коэффициент сопротивления, Ом • К.
    Значения некоторых температурных коэффициентов сопротивления проводниковых материалов приведены в табл. 1.1.
    При последовательном сопротивлении резисторов общее сопротивление:
R ■ R 1 + R₂ + ... + Rₙ.            (1.4)

1. Общие сведения

Таблица 1.1. Параметры некоторых проводниковых материалов

           Удельное сопротив- Температурный коэффициент  Темпе-            
Материал   ление, при 20 °C,  электрического  линейного  ратура  Плотность,
              10 6 Ом • м     сопротивления, расширения, плавле- 103 кг/м3 
                                 Ом • K '    '03м • К '  ния, °C           
Алюминий   0,029              0,004          0,024         659   2,7       
Вольфрам   0,056              0,0046           0,0045     3500      18,7   
Железо         0,1---0,14     0,0045                      1530   7,85      
Константан     0,4---0,51     0,00005        0,015        1200   8,8       
Латунь     0,05               0,002          0,018         960   8,4---8,7 
Медь             0,0175       0,004          0,017        1083   8,9       
Манганин   0,42               0,000015                     960   8,14      
Нихром     1,1                0,0003                      1375   8,2       
Серебро    0,016              0,004          0,019         961      10,5   
Сталь          0,13---0,3     0,005          0,012        1500   7,85      
Хромель    1,3                0,00004                     1500   7,1       

    При параллельном соединении резисторов общее сопротивление:


1

R =

1       1               1

(1.5)

— н-----------+ ... н-----------

R1   R2        Rₙ

    Электрическая проводимость, См:
1 g = R ■


(1.6)

   Электродвижущая сила (ЭДС) источника постоянного тока:


E = I (R + r),


(1.7)

где Е — ЭДС источника тока, В; I — ток в цепи, A; R — сопротивление внешней цепи, Ом; r — внутреннее сопротивление источника тока, Ом.

1.1. Основные формулы и зависимости электрических величин 7

    При последовательном соединении источников постоянного тока общая ЭДС:
E = E 1 + E2 + ... + Eₙ,              (1.8)
где E1, E2, ..., Eₙ — ЭДС отдельных источников тока.
    При параллельном соединении источников постоянного тока общая ЭДС:
E = E 1 = E2 = ... = Eₙ.              (1.9)
    При последовательном включении источников тока значение тока во внешней цепи:
I = /     ,                     (1.10)
R + rn
где n — число последовательно включенных источников тока.
    При параллельном включении источников тока значение тока во внешеней цепи:
I = —E— .                       (1.11)
R + -
n


   При смешанном включении источников тока значение тока во внешней цепи:

 1 ■ En ■                     (1'12)
                             R + ---
                                   m

где m — число параллельных групп источников тока.
    Мощность постоянного тока, Вт:

Работа (энергия), Дж: P = UI.                         (1.13)  
                      A = Pt,                           (1.14)

где t — время, с.

1. Общие сведения

   Количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему тока, Дж:
A = 1² Rt,              (1.15)
где I — ток, A; R — сопротивление проводника, Ом; t — время прохождения тока, с.

   Закон Ома для переменного тока:
I = у,                  (1.16)

где I — ток, A; U — напряжение, В; Z — полное сопротивление, Ом:
:т                   rv
        Z = Rr² ₊ (XL ₊ Xc )² = R² ₊ I гоL - -L I . (1.17)
I   го C )


Здесь R — активное сопротивление, Ом; XL = гоL — индуктивное сопротивление, Ом; XC = —-----емкостное сопротивление, Ом;
C го C
го — угловая частота, рад/с; го = 2лf, где f — частота переменного тока, Гц; при f = 50 Гц го = 314 рад/с; L — индуктивность, Гн; C — емкость, Ф.

    Однофазный переменный ток:
    • активная мощность, Вт:
P = UIcos Ф;                  (1.18)
    • реактивная мощность, вар:
Q = I sin ф;                  (1.19)
    • полная (кажущаяся) мощность, В • A:
S = UI = Рр² + Q²;                (1.20)

    • активная энергия, Дж:
W = 3600Pt;                   (1.21)
    • реактивная энергия, вар/ч:
W, = Qt.                      (1.22)

1.1. Основные формулы и зависимости электрических величин

9

    В формулах (1.18)—(1.22) U — напряжение цепи, В; I — ток цепи, А; ф — угол сдвига фаз; t — время протекания тока, ч.

    Переменный трехфазный ток:
    • активная мощность, Вт:
P = 3Uui cos ф;                 (1.23)

    • реактивная мощность, вар.:
Q = 3UUI sin ф;                 (1.24)

    • полная (кажущаяся) мощность, В • А:
S = 3UUI;                    (1.25)

    • активная энергия, Дж:
W = 3600Pt;                     (1.26)
    • реактивная энергия, вар/ч:
W, = Qt.                     (1.27)
    В формулах (1.23)—(1.27) U — линейное (междуфазное) напряжение (действующее значение), В; t — время протекания тока, ч; I — ток (действующее значение), А; ф — угол сдвига фаз между векторами токов и напряжений одноименных фаз.

    Коэффициент мощности:
R U     I    P
cos ф = — = U^- = I^ = P ,            (1.28)
z U     U    I    S
где Uₐ и Ia — активные составляющие напряжения и тока.

    Соотношение между напряжениями и токами в трехфазной системе:
    • соединение в звезду:
                      U, = л/3 Uф; I, = Iф,             (1.29)
    • соединение в треугольник:
                      U^ = Uф; I^ = 3IIф,               (1.30)
где Uф, Iф — фазное напряжение и ток; Uё, Iё — линейное напряжение и ток.

1. Общие сведения



            1.2. Некоторые сведения о средствах измерений


   Различного рода измерения являются существенной частью наладочных работ и испытаний электрооборудования. Применяющиеся для этого средства измерений являются техническими средствами, имеющими норматированные метрологические свойства, и от их выбора существенно зависят результаты проводимых наладочных работ.
   Различают следующие средства измерений: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки и системы.
   Средства измерений классифицируют по следующим основным признакам.
   По роду измеряемых величин или параметро в — для измерения температуры, количества и расхода вещества, давления и разрежения, частоты вращения и др.
   По точности — классы точности и соответствующие им предельно допустимые значения основной погрешности выбираются из ряда: (1; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0;) • 10ⁿ, где n = 0 или целому отрицательному числу. Из этого ряда исключаются классы 5,0 и 6,0. Класс 2,0 применяют для счетчиков электрической энергии.
   Для приборов, у которых основная погрешность выше 4,0, класс не устанавливается, и прибор характеризуется предельным значением основной погрешности.
   По принципу действия — механические, электрические, пневматические и др.
   По метрологическому назначению — эталонные, образцовые, технические (рабочие).
   По способу образования показаний — показывающие и регистрирующие. Показывающие приборы, в свою очередь, делят на аналоговые (их показания являются непрерывной функцией значения измеряемой величины) и цифровые (их показания представлены в цифровой форме). Различают регистрирующие приборы, самопишущие и печатающие.
   По числу контролируемых величин.