Оглавление
тиристорный преобразователь постоянный ток
Введение
1. Характеристика предприятия
2. Тиристорный электропривод постоянного тока
3. Вакуумные и воздушные выключатели
Список литературы
Введение
Преддипломная практика является одним из заключительных этапов подготовки студента к его дальнейшей профессиональной деятельности. Она необходима для того, чтобы студент ознакомился со своей будущей профессией не только в теории, но и на практике.
Целью преддипломной практики является закрепление полученных в университете знаний на производстве.
1. Характеристика предприятия
Предприятие ООО «Гелиос-2000» начиналось с создания в 1999 году небольшого коллектива, нацеленного на реализацию взаимозачётов по энергосистемам Омска, Екатеринбурга и Челябинска. В 2002 году приобрели собственную производственную базу и взяли курс на выполнение комплексов электромонтажных и пусконаладочных работ по электрооборудованию и КИПиА в Омской энергосистеме. Первыми техническими руководителями стали специалисты монтажно-наладочной фирмы ТОО «Электросервис» г. Экибастуз, ещё одно собственное предприятие осуществляющее с 1997 года комплексы работ в Казахстане. Залогом успеха стал большой опыт в техническом перевооружении промышленных предприятий Экибастузского топливно-энергетического комплекса. В дальнейшем предприятие развивалось, принимая молодых специалистов, окончивших кафедру «Электроснабжение промышленных предприятий» Омского государственного технического университета. Таким образом был заложен механизм развития и укрепления компании на перспективу.
Предприятие постоянно повышает технический уровень своих специалистов на курсах повышения квалификации в учебных центрах, заводах изготовителях РЗиА, КИПиА, выставках. Имеет возможность вводить собственными силами объекты любой технической сложности в согласованные с Заказчиком сроки. И дело не только в оперативности и профессионализме сотрудников, но и за счёт собственного предприятия в Казахстане имеется возможность оперативно «по звонку» перебрасывать персонал необходимой численности и квалификации с объекта на объект.
Основным видом деятельности компании ООО "ГЕЛИОС-2000" является "Производство электромонтажных работ". Компания также зарегистрирована в таких категориях ОКВЭД как "Деятельность агентов по оптовой торговле универсальным ассортиментом товаров", "Торговля оптовая производственным электротехническим оборудованием, машинами, аппаратурой и материалами", "Разработка проектов промышленных процессов и производств, относящихся к электротехнике, электронной технике, горному делу, химической технологии, машиностроению, а также в области промышленного строительства, системотехники и техники безопасности", "Испытания, исследования и анализ целостных механических и электрических систем, энергетическое обследование", "Ремонт электрического оборудования" и других.
2. Тиристорный электропривод постоянного тока
Достоинства: отсутствие подвижных частей, простой уход, надежность, долговечность, малые габариты и масса, быстродействие, высокий к. п. д., бесшумность работы, отсутствие фундамента, возможность более полной автоматизации и т. п.
Комплектный тиристорный преобразователь постоянного тока содержит следующие элементы: силовую часть -- вентильный блок из тиристоров; систему импульсно-фазового управления; систему защиты и сигнализации; систему охлаждения; измерительные приборы и др. Силовую часть преобразователя чаще всего выполняют по трехфазной мостовой схеме и реже -- по трехфазной схеме с нулевой точкой.
В приводе по системе Г--Д тиристоры выполняют роль регулируемого возбудителя, питающего обмотку независимого возбуждения генератора, и т. п.
Для работы привода, не требующего частого реверсирования, используют однокомплектный тиристорный преобразователь.
Тиристорные электроприводы с расположением контакторов: а - в цепи якоря; б - в цепи обмотки возбуждения
3. Вакуумные и воздушные выключатели
В вакуумных выключателях контакты расходятся в среде с давлением 10-4 Па. При таком вакууме дугогасительный промежуток имеет высокую электрическую прочность - примерно 100 кВ/мм. Малая плотность воздуха создает возможность гашения дуги без ДУ за время 0,01 - 0,02 с.
Высокие значения напряжённости электрического поля являются причиной возникновения дуги в вакууме благодаря автоэлектронной эмиссии.
Малая плотность среды обусловливает высокую скорость диффузии зарядов из-за большой разности плотности частиц в разряде и вакууме. Быстрая диффузия частиц, высокая электрическая прочность вакуума позволяют эффективно гасить дугу в выключателе.
При работе выключателя распыленные материалы контактов осаждаются на поверхности изоляционного цилиндра, что создает возможность перекрытия изоляции. Для защиты цилиндра от паров металла электроды защищаются металлическими экранами 8 и 9 (рис. 1).
В вакуумной дугогасительной камере контактный стержень 4 с контактным наконечником 1-2 жестко укреплен в металлическом фланце 6 керамического корпуса 10. Контактный стержень подвижного контакта 5 связан с сильфоном 7, выполненным из нержавеющей стали. Сильфон представляет собой цилиндрическую эластичную гармошку. Поэтому стержень 5 имеет возможность осевого перемещения. Внутренняя полость сильфона связана с атмосферой, поэтому контакт 3 верхнего контакта нажимает на контакт 3 нижнего контакта с силой, равной произведению площади сильфона на атмосферное давление.
При больших номинальных токах и для получения необходимой динамической стойкости ставится дополнительная пружина, создающая необходимое нажатие контактов. Металлические экраны 8 и 9 служат для выравнивания электрического поля между контактами с целью повышения электрической прочности. Экран 8 защищает также керамику 10 от напыления паров металла, образующихся при гашении дуги. Касание контактов 1 происходит в шести точках, что позволяет снизить переходное сопротивление и уменьшить температуру контактов. Тепло, выделяемое в контактах 1, 1' и контактных стержнях 4, 5, отводится в основном теплопроводностью к нижнему фланцу 6 и шинам, соединяемым с контактом 5. Из-за высокого вакуума отдача тепла в радиальном направлении идет только за счет излучения.
Рис. 1. Вакуумная дугoгасительная камера
Поперечное магнитное поле в месте перехода тока из контакта 1 в контакт 1' быстро перебрасывает дугу на криволинейные сегменты 2. Перемещение дуги по контактам с большой скоростью позволяет уменьшить эрозию контактов и снизить количество паров металла в вакуумной дуге. Однако при больших токах отключения напряжение на дуге начинает расти с увеличением тока (до 100 В и выше). При этом энергия дуги увеличивается, процесс гашения затрудняется.
Общий вид выключателя, использующего ДУ по схеме рис. 1, показан на рис. 2.
Рис. 2. Вакуумный выключатель
Дугогасительные камеры 1, залитые в эпоксидный компаунд, имеют выходные контакты 2 в виде розеток. ДУ укреплены на тележке 3, в которой расположены механизм и привод выключателя.
Преимущества вакуумных выключателей:
отсутствие специальной дугогасящей среды, требующей замены;
высокая износостойкость;
быстрое восстановление электрической прочности междуконтактного промежутка;
высокое быстродействие, обусловленное малой массой контактов и их малым ходом;
широкий диапазон рабочих температур: от -70 до +200°С.
К недостаткам можно отнести:
возникновение больших перенапряжений при отключении индуктивной нагрузки, что может приводить к повреждению изоляции;
большие трудности при создании выключателей на номинальное напряжение 100 кВ и выше, когда приходится соединять несколько разрывов последовательно;
сложность разработки и изготовления;
большие затраты для организации производства.
В воздушном выключателе в качестве гасящей среды используется сжатый воздух, находящийся в баке под давлением 1-5 МПа. При отключении сжатый воздух из бака подается в ДУ. Дуга, образующаяся в камере ДУ, обдувается интенсивным потоком воздуха, выходящим в атмосферу.
На рис. 3 показан воздушный выключатель типа ВВП-35 для электротермических установок.
Рис. 3. Выключатель типа ВВП-35
Принципиальной особенностью выключателя является наличие отделителя 1, включенного последовательно с ДУ3. В ДУ продольного дутья ток отключения зависит от отношения l/d, где l - расстояние между контактами, d - диаметр сопла ДУ. Для одностороннего сопла наибольшее значение тока отключения достигается при l/d=0,33. После отключения обычно в ДУ устанавливается атмосферное давление и расстояние l=0,33d может пробиваться восстанавливающимся напряжением. Поэтому последовательно с ДУ включается отделитель, который создает надёжный изоляционный промежуток после гашения дуги и смыкания контактов ДУ. При отключении сначала расходятся контакты в ДУ и дуга гаснет, затем расходятся контакты разъединителя. После этого подача сжатого воздуха в ДУ прекращается и контакты ДУ смыкаются. Включение выключателя производится замыканием контактов отделителя 1 и 2. Работа узлов выключателя описывается ниже.
Сжатый воздух находится в стальном баке 4. На стеклоэпоксидной трубе 5 расположено ДУ 3. Цепь высокого напряжения присоединяется к выводам 9 и 7. Последовательно с ДУ включены контакты 1 и 2. Неподвижный контакт отделителя 2 укреплен на стеклопластиковом цилиндре 8. Привод ножа отделителя осуществляется через изоляционную штангу 6. Для ограничения перенапряжений дуговой промежуток шунтирован нелинейным резистором 16. При отключении электромагнит воздействует на пусковой клапан 18 и сообщает с атмосферой полость справа от поршня 10.
Под действием сжатого воздуха поршень 10 перемещается вправо вниз и открывает главный клапан 11. Сжатый воздух из бака 4 поступает по трубе 5 в ДУ. В ДУ (рис. 4) под действием сжатого воздуха поршень 12 вместе с трубчатым контактом 13 поднимается вверх. Дуга между контактами 13 и 14 интенсивно охлаждается сжатым воздухом. Предельная длина дуги ограничивается электродом 15. Длительность горения дуги составляет 0,5-1,5 полупериода.
После погасания дуги привод приводит нож отделителя 1 в положение, обозначенное пунктиром. После отключения клапан 11 закрывается и под действием пружины 17 контакты ДУ замыкаются. Для включения выключателя изменяется направление потока сжатого воздуха, поступающего в привод отделителя, благодаря чему нож 1 и контакт 2 замыкаются. Из-за невысокой надежности отделителей такие выключатели не применяются в открытых распределительных устройствах (ОРУ). В ОРУ используются выключатели с газонаполненным отделителем (серии ВВН), в которых контакты отделителя защищены от воздействия окружающей среды. В электротермических установках на напряжение 110 и 220 кВ используются выключатели серии ВВБ, в которых дугогасительная камера размещается непосредственно в баке с сжатым воздухом.
На рис. 5, а показан полюс выключателя серии ВВБ на напряжение 110 кB. Бак с сжатым воздухом 1 располагается на опорном изоляторе 2, в этом же изоляторе проходят управляющие воздухопроводы, воздух в которых находится под давлением 2,6 МПа. Шкаф управления 3 расположен в основании выключателя. ДУ соединяется с внешней цепью токоведущими частями проходных изоляторов 4. Равномерное распределение напряжения между двумя разрывами устройства обеспечивается с помощью конденсаторов 5.
Рис. 4. Дугогасительное устройство выключателя ВВП-35
Схема устройства представлена на рис. 5,б, где 5 - шунтирующие конденсаторы, обеспечивающие равенство напряжений на двух разрывах устройства; 6 - основные контакты; 7 вспомогательные; 8 - шунтирующие резисторы, служащие для снижения скорости восстановления напряжения. Ток через шунтирующие резисторы отключается контактами 7 после гашения дуги в основных разрывах 6.
Рис. 5. Баковый воздушный выключатель серии ВВБ-110
В ДУ (рис. 5,в) неподвижный контакт 9 укреплен на конце токоведущего стержня изолятора 10. Подвижный контакт 11 укреплен на траверсе 12, связанной с приводным штоком 13. Выступ 14 на штоке 13 служит для фиксации механизма ДУ во включенном положении с помощью защелок 15.
Во включенном положении полость бака отделена от атмосферы с помощью клапана, закрывающего выхлоп 1. При отключении в привод подается сжатый воздух, под действием которого шток 13 перемещается вверх и открывает клапан выхлопа 1, отделяющий полость бака от атмосферы. Дуга между контактами 11 и 9 потоком выходящего воздуха сдувается на точки а и б, где подвергается интенсивному продольному дутью сжатым воздухом. После отключения клапан закрывается и бак разобщается с атмосферой.
В современных выключателях используется модульный принцип. ДУ на рис. 5,в, рассчитанное на напряжение 110 кВ, может использоваться при напряжении 220 кВ при том же токе отключения, но два ДУ соединяются последовательно, а опорная изоляция соответственно усиливается. На напряжение 500 кВ соединяются пять ДУ. Выключатели, используемые для расширения номинального напряжения путем последовательного их соединения, называются модулями. Совершенствование модуля ВВБ позволило повысить номинальное напряжение со 110 до 220 кВ. При этом сокращается число разрывов выключателя в 2 раза, что дает большой технико-экономический эффект.
Развитием этой серии выключателей является выключатель ВВБК, в котором давление воздуха поднято до 4 МПа. В результате конструктивных усовершенствований при отключении создается двустороннее несимметричное дутье, повышающее эффективность гашения дуги. Для уменьшения времени отключения в выключателях на напряжение 220 кВ и выше пневматическая система управления заменена механической. Номинальное напряжение выключателя ВВБК достигает 1150 кВ.