Управление режимом работы электроустановок: ЭЛЕКТРОУСТАНОВКА; АВАРИЙНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

Режимы работы электроустановок

Номинальный режим

1. Номинальный режим- это такой режим работы, при котором параметры, как отдельных элементов, так и электрической цепи в целом равны номинальным.
2. Для разных электротехнических устройств в технической документации, в справочной литературе или на самом оборудовании указываются их номинальные параметры.
3. Основными номинальными параметрами, которые указываются практически всегда, являются:
   • номинальное напряжение Un;
   • номинальный ток Iп;
   • номинальная мощность Рп.

4. Как правило, производители электрооборудования гарантируют его надежную работу при допустимых отклонениях параметров от номинальных значений.

Режим перегрузки

• Режим перегрузки- это такой режим работы, при котором происходит превышение фактического значения тока, как отдельных элементов, так и электрической цепи в целом над номинальным значением.
• Ток перегрузки— сверхток в электрической цепи электроустановки при отсутствии электрических повреждений.

Основными причинами перегрузок являются:

• несоответствие сечения проводников рабочему току;
• параллельное включение в сеть не предусмотренных расчетом токоприемников;
• повышение температуры окружающей среды.
• Последствиями перегрузок являются:
  • перегрев электрооборудования;
  • нарушение изоляции проводов, кабелей, электроустановок, приводящее к возникновению короткого замыкания;
  • снижение уровня напряжения питающей сети.

Короткое замыкание

Короткое замыкание (КЗ) — непредусмотренное нормальными условиями работы соединение двух или нескольких точек электрической цепи, находящихся в рабочем режиме под разными напряжениями,  проводником с  малым сопротивлением.

•   Короткое замыкание сопровождается резким ростом тока в ветвях электрической  цепи, примыкающих к месту возникновения КЗ, до значения многократно  превышающего номинальное.
• Основные причины КЗ:

— нарушение изоляции проводов, кабелей, электроустановок;

— неправильный монтаж и эксплуатация электросетей и  электрооборудования;

-резкие скачки нагрузки электросети;

-аварии в нагрузке (например, заклинивание ротора электродвигателя).

                                               Ток  утечки

•  Ток утечки — ток в диэлектрике, обусловленный приложением электрического напряжения.

•  значение тока утечки определяется сопротивлением изоляции.

•  Сопротивление изоляции — сопротивление, измеряемое в специальных  условиях между двумя проводящими телами, изолированными друг от друга.

•  В номинальном режиме, когда значение сопротивления изоляции соответствует номинальному, ток утечки пренебрежимо мал и не  влияет на работу электроустановки.

•  При снижение сопротивления изоляции (деформации изолирующих элементов, загрязнение проводящими веществами, старение изоляции и др.) токи утечки возрастают, что приводит к локальному перегреву в зоне его действия с последующими авариями.

Базовые знания помогут  электромонтажнику лучше освоить свою профессию.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК — Студопедия

Поделись  

Режим работы электроустановки – характеристика энергетического процесса, протекающего в энергоустановке и определяемого значениями, изменяющихся во времени основных параметров этого процесса.

Возможные режимы работы:

— Длительный

— Кратковременный

— Повторно-кратковременный

Возможны более сложные случаи или сочетания. Обычно эти режимы условны, то есть, нерегулярны и зависят от длительности включенного состояния, от потребляемой мощности во время включенного состояния. Подобные режимы характерны некоторыми средними показателями. Режимы работы больших групп разнородных потребителей электрической энергии в целом характеризуются графиками нагрузки.

Под установленной мощностью потребителя электрической энергии – понимается сумма номинальных мощностей однородных электроприёмников.

Установленная мощность разнохарактерных групп потребителей электрической энергии определяется также суммированием, но после приведения их мощностей к неким базовым одинаковым условиям. Известны и используются ряд способов усреднения (приведения), то есть определения установленной мощности, которые будут рассмотрены далее.

Различие потребляемой по характеру мощности, в общем случае потребители или приёмники электрической энергии потребляют полную мощность, но в качестве номинальной мощности, например, для трансформаторов и дросселей принимается полная мощность, а для двигателей, ламп накаливания и электрических печей активная мощность (для двигателей мощность на валу). В свою очередь для батарей статических конденсаторов и синхронных компенсаторов принимают реактивную мощность.

Потребители электрической энергии и электрические приёмники по группам характеризуется коэффициентом мощности или cosφ или tgφ.

Обычно время усреднения выбирается 15 или 30 минут или длительность одной смены. Коэффициент мощности считается высоким если он больше 0,85, средним 0,65…0,85, низким 0,4…0,65, и особо низким меньше 0,4.

Величину и длительность пусковых токов необходимо знать для определения достаточности пропускной способности элементов электроснабжения и для расчётов колебания напряжения при включении потребителей электрической энергии или электрических приёмников. Пусковые токи считают существенными, когда их учёт приводит к необходимости изменения параметров элементов системы энергоснабжения, выбранного по токам номинального режима. Наиболее значительными в данном смысле являются приёмники электрической энергии – асинхронные электродвигатели, так как их пусковыё токи в 4-7 раз больше номинального, а длительность процесса пуска может достичь десятки секунд (при развороте мощных асинхронных двигателей).

В двигателях постоянного тока пусковые токи достигают 20 значений номинального, практически при прямом пуске увеличивают сопротивления якоря либо используют пусковую аппаратуру, что снижает уровни провала напряжения на первичной стороне преобразовательных подстанций или преобразовательных установок

Несущественными могут считаться пусковые токи ламп накаливания с кратностью менее 6∙ , пусковые токи конденсаторных установок с кратностью менее 20∙ .

Процесс торможения электрической машины с рекуперативным торможением предполагается наличие потребителей электрической энергии для утилизации появившейся электромагнитной постоянной мощности (электромагнитной волны). В противном случае наблюдаются дополнительные потери в линиях электропередач и элементах энергосистемы, появление стоячих волн в длинных линиях электропередач, отраженные и преломленные волны на шинах подстанций, что ухудшает качество электрической энергии и условия работы иных потребителей, подключенных к данной системе энергоснабжения.

Качество электрической энергии нормируется ГОСТом по следующим параметрам:

— отклонение напряжения,

— колебания напряжения,

— синусоидальность напряжения,

— несимметрия напряжения

— отклонение частоты питающего тока,

— провалы напряжения,

— импульс напряжения,

— временное перенапряжение.



режимов работы электропривода | Принцип управления скоростью

Три режима работы электропривода:

Как мы уже знаем, установившийся режим имеет место, когда крутящий момент двигателя равен крутящему моменту нагрузки. Установившаяся работа для заданной скорости реализуется путем настройки стационарной кривой скорости двигателя таким образом, чтобы крутящие моменты двигателя и нагрузки были равны на этой скорости. Изменение скорости достигается за счет изменения кривой крутящего момента установившейся скорости двигателя таким образом, чтобы крутящий момент двигателя равнялся крутящему моменту нагрузки при новой заданной скорости.

На рис. 3.1, когда параметры двигателя отрегулированы для получения кривой крутящего момента скорости 1, привод работает с требуемой скоростью ω _м1 . Скорость изменяется на ω _м2 , когда параметры двигателя отрегулированы для получения кривой скорость-момент 2. Когда момент нагрузки противодействует движению, двигатель работает как двигатель, работающий в квадранте I или III в зависимости от направления вращения. Когда нагрузка активна, она может изменить свой знак и способствовать движению. Например, когда нагруженный подъемник опускается или ненагруженный подъемник поднимается, чистый крутящий момент нагрузки помогает движению. Стабильная работа в таком случае может быть достигнута путем добавления механического тормоза, который будет создавать крутящий момент в направлении, противодействующем движению. Работа в установившемся режиме достигается при скорости, при которой тормозной момент равен моменту нагрузки. Привод работает в квадранте II или IV в зависимости от направления вращения. Механическое торможение имеет ряд недостатков: частое обслуживание и замена тормозных колодок, меньший ресурс, мощность торможения всегда теряется в виде тепла. Эти недостатки преодолеваются за счет использования электрического торможения, при котором двигатель работает как генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую и создающий крутящий момент в направлении, противодействующем движению. Даже когда используется электрическое торможение, механические тормоза также могут быть предусмотрены для обеспечения надежной работы привода. Механические тормоза также используются для удержания привода в состоянии покоя, поскольку многие методы торможения не способны создавать крутящий момент в состоянии покоя.

Режимы ускорения и торможения являются переходными операциями. Привод работает в режиме ускорения всякий раз, когда требуется увеличение его скорости. Для этого кривая скорость-момент двигателя должна быть изменена таким образом, чтобы крутящий момент двигателя превышал момент нагрузки. Время, необходимое для заданного изменения скорости, зависит от инерции системы двигатель-нагрузка и величины, на которую крутящий момент двигателя превышает крутящий момент нагрузки.

Увеличение крутящего момента двигателя сопровождается увеличением тока двигателя. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы ограничить ток двигателя в пределах значения, безопасного как для двигателя, так и для модулятора мощности. В приложениях, включающих длительные периоды ускорения, нельзя допускать, чтобы ток превышал номинальное значение. Когда периоды разгона короткие, во время разгона допускается ток выше номинального значения. В приводах с обратной связью, требующих быстрой реакции, ток двигателя может быть намеренно доведен до максимального значения для достижения высокого ускорения. Крутящий момент, развиваемый двигателем переменного тока при заданном токе, обычно зависит от используемого метода управления двигателем. В высокопроизводительных приводах используются методы, обеспечивающие высокий крутящий момент на ампер тока двигателя.

На рис. 3.2 показан переход от рабочей точки A при скорости ω _м1 к рабочей точке B при более высокой скорости ω _м2 , когда крутящий момент двигателя поддерживается постоянным во время разгона. Путь состоит из AD ₁ E ₁ B. На рис. 3.2 с 1 по 5 показаны кривые скорости двигателя. Пуск — это особый случай ускорения, когда происходит изменение скорости от 0 до желаемой скорости. Все пункты, упомянутые в отношении ускорения, применимы к пуску. Максимально допустимый ток должен быть не только безопасным для двигателя и модулятора мощности, но и вызванное им падение напряжения источника также должно находиться в допустимых пределах. Для каждого двигателя доступно несколько методов ограничения пускового тока. В двигателях переменного тока пусковой момент на ампер имеет разные значения для разных методов пуска. Когда пуск происходит без нагрузки или при малых нагрузках, можно использовать методы с низким пусковым моментом. Когда двигатель должен запускаться со значительным крутящим моментом нагрузки (около номинального крутящего момента) или когда требуется быстрый пуск, необходимо использовать методы с высоким пусковым моментом. В некоторых случаях двигатель должен разгоняться плавно, без рывков. Это достигается, когда пусковой момент может плавно увеличиваться от его нулевого значения. Такой старт известен как Плавный пуск .

Режимы работы электропривода в режиме торможения требуется, когда требуется снижение его скорости. Как известно, торможение происходит, когда момент нагрузки превышает момент двигателя. В тех приложениях, где крутящий момент нагрузки всегда имеет значительную величину, достаточное замедление может быть достигнуто простым уменьшением крутящего момента двигателя до нуля. В тех приложениях, где крутящий момент нагрузки не всегда может иметь значительную величину или где простое снижение крутящего момента двигателя до нуля не обеспечивает достаточного замедления, можно использовать механические тормоза для создания требуемой величины замедления. В качестве альтернативы можно использовать электрическое торможение. Теперь и двигатель, и момент нагрузки противодействуют движению, что приводит к большему замедлению.

Во время электрического торможения ток двигателя превышает безопасный предел. Внесены соответствующие изменения, чтобы гарантировать, что ток ограничен безопасным пределом. Когда электрическое торможение может сохраняться в течение длительного времени, максимальный ток обычно ограничивается номинальным значением. Когда электрическое торможение происходит кратковременно, максимальный ток может превышать номинальное значение. Чем выше тормозной момент, тем больше замедление. Следовательно, в схемах с замкнутым контуром с высокой производительностью ток двигателя может быть намеренно доведен до максимально допустимого значения во время замедления. На рис. 3.2 показаны пути, пройденные при переходе из точки А со скоростью ω _м1  в точку Cat a более низкая скорость ω _м3 . При торможении электрическим торможением с постоянным тормозным моментом рабочая точка перемещается по траектории AD ₃ E ₃ C. При наличии достаточного момента нагрузки или при использовании механического торможения режимы работы электропривода происходит по пути AD ₂ E ₂ C. Остановка является частным случаем замедления, когда скорость работающего двигателя изменяется до нуля. Все рассуждения о замедлении применимы и к остановке. В приложениях, требующих частых, быстрых, точных или быстрых аварийных остановок, обычно используется электрическое торможение. Это позволяет плавно и быстро останавливаться, не подвергая механические части чрезмерно большим нагрузкам, например, в пригородных электричках обязательны быстрые остановки. Использование электрического торможения обеспечивает плавную остановку, не доставляющую неудобств пассажирам, и увеличивает срок службы гусеницы и колес, что позволяет существенно сэкономить.

Электрические системы управления — Проектирование зданий

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимально удобные условия пользования нашим веб-сайтом. Вы можете узнать о наших файлах cookie и о том, как отключить файлы cookie, в нашей Политике конфиденциальности. Если вы продолжите использовать этот веб-сайт без отключения файлов cookie, мы будем считать, что вы довольны их получением. Закрывать.

Редактировать эту статью

Последняя редакция 29 июл 2022

См.
вся история

Электрическая система управления — это физическое соединение устройств, влияющее на поведение других устройств или систем. Простая электронная система состоит из входа, процесса и выхода. И входные, и выходные переменные для системы являются сигналами. Примеры таких систем включают циркуляционные насосы, компрессоры, производственные системы, холодильные установки и панели управления двигателями.

Устройства ввода, такие как датчики, собирают информацию и реагируют на нее, а также контролируют физический процесс, используя электрическую энергию в форме выходного действия. Электронные системы могут быть классифицированы как «каузальные» по своей природе. Входной сигнал является «причиной» изменения процесса или работы системы, а выходной сигнал является «следствием», следствием причины. Примером может служить микрофон (устройство ввода), заставляющий звуковые волны преобразовываться в электрические сигналы и усиливаемый динамиком (устройством вывода), производящим звуковые волны.

Электронные системы обычно представляются как ряд взаимосвязанных блоков и сигналов. Каждый блок показан со своим набором входов и выходов. Это известно как представление блок-схемы.

Электрические системы работают либо с сигналами непрерывного времени (CT), либо с сигналами дискретного времени (DT).

В системе CT входные сигналы непрерывны во времени. Обычно это аналоговые системы, обеспечивающие линейную работу с входными и выходными сигналами, привязанными к заданному периоду времени, например, с 13:00 до 14:00.

Система DT — это система, в которой входные сигналы представляют собой последовательность или серию значений сигналов, определенных в определенных интервалах времени, например, в 13:00 и 14:00 по отдельности.

Системы управления бывают двух типов: системы с разомкнутым контуром и системы с замкнутым контуром.

Система управления с разомкнутым контуром — это система, в которой выход не имеет обратной связи со входом для корректировки отклонений. Вместо этого выход изменяется за счет изменения входа. Это означает, что внешние условия не будут влиять на производительность системы. Примером может служить котел центрального отопления, управляемый таймером, который включается в определенное заданное время независимо от уровня теплового комфорта в здании.

Преимущества систем с разомкнутым контуром заключаются в том, что они просты, легко конструируются и в целом остаются стабильными. Однако они могут быть неточными и ненадежными из-за того, что вывод не корректируется автоматически.

Система управления с обратной связью — это система, в которой выход влияет на вход для поддержания желаемого выходного значения. Это достигается за счет обеспечения цикла обратной связи. Например, котел может иметь температурный термостат, который контролирует уровень теплового комфорта в здании и посылает сигнал обратной связи, чтобы контроллер поддерживал заданную температуру.

Замкнутые системы имеют то преимущество, что они точны, и их можно сделать более или менее чувствительными в зависимости от требуемой стабильности системы. Однако они более сложны с точки зрения проектирования стабильной системы.

Существует несколько различных типов контроля:

[править] Ручное управление

В этой системе не используется автоматическое управление, связь обеспечивается человеком-оператором.

[править] Полуавтоматическое управление

Последовательность операций выполняется автоматически после запуска человеком-оператором. Например, запуск электродвигателя.

[править] Автоматическое управление

Человек-оператор заменяется контроллером, который контролирует систему по сравнению с желаемым значением, используя контуры обратной связи для принятия корректирующих действий, если это необходимо.

[править] Местное управление

Уровень, маховик или другое приспособление, закрепленное на агрегате «на месте», используется как средство изменения и управления.

[править] Дистанционное управление

Регулирующий блок соединен с исполнительным устройством, установленным на некотором расстоянии, посредством передачи энергии через электрические связи. Например, пульт дистанционного управления для включения кондиционера.

[править] Управление вкл/выкл

Регулирующий блок может занимать только одно из двух доступных положений «включено» или «выключено». Примером может служить выключатель для освещения.

[править] Пошаговое управление

Регулятор может занимать более двух позиций, но действие происходит поэтапно, а не непрерывно.

• Аналоговые системы управления.
• Системы управления зданием.
• Строительные услуги.
• Бытовая электроника.
• Потребительские единицы.
• Электродвигатель.
• Электроприбор.
• Электрический чертеж.
• Инженер-электрик.
• Электрик.
• Управление энергопотреблением и управление зданием.
• Фанкойл.
• Датчик влажности.
• ОВКВ.
• Механические и электрические.
• Механические, электрические и водопроводные МООС.
• Механическая вентиляция.
  
  Управление режимом работы электроустановок: ЭЛЕКТРОУСТАНОВКА; АВАРИЙНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ