Чунихин А. А.
Электрические аппараты
ОБЩИЙ КУРС
3-е издание, переработанное и дополненное
Допущено Государственным комитетом СССР по народному образованию в качестве учебника для студентоз электротехнических и электроэнергетических специальностей вузов.
Москва
Энергоатомиздат
1988
Рецензент кафедра электрических аппаратов Ленинградского политехнического института
Рассматриваются основы теории электрических аппаратов, описаны устройство и принцип работы аппаратов распределительных устройств высокого и низкого напряжения и аппаратов автоматики, а также конструкции узлов аппаратов, режимы их работы и эксплуатационные характеристики. Даны рекомендации по выбору электрических аппаратов. Второе издание вышло в 1975 г.
Для студентов электротехнических и энергетических вузов и факультетов.
Чунихин А. А. Электрические аппараты: Общий курс. Учебник для вузов.— 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 720 с: ил.
© Энергоатомиздат, 1988
Содержание учебника
Электрические аппараты
Предисловие
Введение
Часть первая 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Глава первая. Электродинамические усилия в электрических аппаратах
1.1. Общие сведения
1.2. Методы расчета электродинамических усилий
1.3. Усилия между параллельными проводниками
1.4. Усилия и моменты, действующие на взаимно перпендикулярные проводники
1.5. Усилия в витке, катушке и между катушками
1.6. Усилия в месте изменения сечения проводника
1.7. Усилия при наличии ферромагнитных частей
1.8. Электродинамические усилия при переменном токе. Динамическая стойкость аппаратов
1.9. Пример расчета динамической стойкости шин
Глава вторая. Нагрев электрических аппаратов
2.1. Общие сведения
2.2. Активные потери энергии в аппаратах
2.3. Способы передачи тепла внутри нагретых тел и с их поверхности
2.4. Установившийся режим нагрева
2.5. Нагрев аппаратов в переходных режимах
2 6. Нагрев аппаратов при коротком замыкании
2.7. Допустимая температура различных частей электрических аппаратов. Термическая стойкость
2.8. Пример теплового расчета элементоз аппаратов
Глава третья. Электрические контакты
3.1. Общие сведения
3.2. Режимы работы контактов
3.3. Материалы контактов
3.4. Конструкция твердометаллических контактов
3.5. Жидкометаллические контакты
3.6. Примеры расчета контактов аппарата
Глава четвертая. Отключение электрических цепей
4.1. Общие сведения
4.2. Дуга постоянного тока
4.3. Дуга переменного тока при отключении активной нагрузки
4.4. Отключение индуктивной цепи переменного тока
4.5. Факторы, определяющие процесс восстановления напряжения
4.6. Отключение цепей при наличии шунтов
4.7. Отключение короткой дуги переменного тока
4.8. Отключение цепей с повышенной частотой тока
4.9. Отключение малых индуктивных токов
4.10. Перенапряжения при коммутации конденсаторов и длинных линий
4.11. Способы гашения электрической дуги
4.12. Пример расчета скорости восстановления напряжения
Глава пятая. Электромагниты
5.1. Общие сведения о магнитных цепях аппаратов
5.2. Магнитная цепь электромагнитов постоянного тока
5.3. Магнитная цепь электромагнитов переменного тока
5.4. Обмотки электромагнитов
5.5. Требования к материалам для магнитных цепей электромагнитов
5.6. Сила тяги электромагнитов
5.7. Динамика работы и время срабатывания электромагнитов
5.8. Магнитные цепи с постоянными магнитами
Глава шестая. Магнитные усилители
6.1. Общие сведения
6.2. Усилитель с самонасыщением (МУС)
6.3. Двухполупериодные схемы МУС
6.4. Параметры МУС
6.5. Влияние различных факторов на работу МУС
6.6. Быстродействующие магнитные усилители (БМУ)
6.7. Реверсивные магнитные усилители
6.8. Бесконтактные магнитные реле на основе МУС
6.9. Материалы магнитопроводов магнитных усилителей
Часть вторая. АППАРАТЫ УПРАВЛЕНИЯ
Глава седьмая. Контроллеры, командоаппараты и реостаты
7.1. Общие сведения
7.2. Контроллеры
7.3. Командоаппараты
7.4. Резисторы пусковых и пускорегулирующих реостатов
7.5. Реостаты
Глава восьмая. Контакторы и магнитные пускатели
8.1. Общие сведения
8.2. Контакторы постоянного тока
8.3. Контакторы переменного тока
8.4. Магнитные пускатели
8.5. Тиристорный пускатель
8.6. Выбор контакторов и пускателей
Глава девятая. Электромагнитные и тепловые реле
9.1. Общие сведения
9.2. Электромагнитные реле тока и напряжения
9.3. Конструкция электромагнитных реле тока и напряжения
9.4. Поляризованные реле
9.5. Тепловые реле
9.6. Позисторная защита двигателей
9.7. Выбор реле
Глава десятая. Электромеханические реле времени
10.1. Общие сведения
10.2. Реле времени с электромагнитным замедлением
10.3. Реле времени с механическим замедлением
Глава одиннадцатая. Герконовые реле
11.1. Общие сведения
11.2. Основные соотношения параметров герконового реле с обмоткой
11.3. Конструкция герконовых реле
11.4. Управление герконом с помощью постоянного магнита
11.5. Герконовые реле с памятью
11.6. Герконы с большой коммутационной способностью
11.7. Расчет обмоток герконовых реле
11.8. Преимущества и недостатки герконов. Герконы, выпускаемые отечественной промышленностью
Глава двенадцатая. Бесконтактные полупроводниковые электрические аппараты управления
12.1. Релейный режим полупроводникового усилителя
12.2. Влияние параметров схемы на характеристики полупроводникового реле
12.3. Операционные усилители
12.4. Полупроводниковые реле
12.5. Применение оптоэлектронных приборов в электрических аппаратах
12.6. Логические элементы
12.7. Полупроводниковые транзисторные логические элементы
12.8. Полупроводниковые функциональные элементы
12.9. Бесконтактные коммутирующие и регулирующие полупроводниковые устройства переменного тока (БКРПУ)
12.10. Микропроцессоры и электронные управляющие машины
Глава тринадцатая. Датчики неэлектрических величин
13.1. Общие сведения
13.2. Контактные датчики
13.3. Бесконтактные датчики
Глава четырнадцатая. Электромагнитные муфты управления
14.1. Общие сведения
14 2. Электромагнитные фрикционные муфты
14.3. Электромагнитные ферропорошковые муфты
14.4. Гистерезисные муфты
Часть третья. АППАРАТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НИЗКОГО И ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Глава пятнадцатая. Рубильники и переключатели
15.1. Общие сведения
15.2. Конструкция рубильников и переключателей
Глава шестнадцатая. Предохранители
16.1. Общие сведения
16.2. Нагрев плавкой вставки при длительной нагрузке
16.3. Нагрев плавкой вставки при коротком замыкании
16.4. Конструкция предохранителей низкого напряжения
16.5. Выбор предохранителей
16.6. Высоковольтные предохранители
Глава семнадцатая. Автоматические воздушные выключатели (автоматы)
17.1. Общие сведения
17.2. Токоведущая иепь и дугогасительная система автоматов
17.3. Приводи и механизмы универсальных и установочных автоматов
17.4. Расцепители автоматов
17.5. Универсальные и установочные автоматы
17.6. Быстродействующие автоматы
17.7. Автоматы для гашения магнитного поля мощных генераторов
17.8. Выбор автоматических выключателей
Глава восемнадцатая. Выключатели переменного тока высокого напряжения
18.1. Общие сведения
18.2. Баковые масляные выключатели
18.3. Маломасляные выключатели
18.4. Приводы масляных выключателей
18.5. Воздушные выключатели
18.6. Элегазовые выключатели
18.7. Электромагнитные выключатели
18.8. Вакуумные выключатели
18.9. Синхронизированные выключатели
18.10. Выключатели нагрузки
18.11. Выбор выключателей
Глава девятнадцатая. Разъединители, отделители и короткозамыкатели
19.1. Общие сведения
19.2. Конструкция разъединителей и их приводов
19.3. Блокировка разъединителей и выключателей
19.4. Отделители и короткозамыкагели
Глава двадцатая. Реакторы
201. Общие сведения
20 2. Конструкция реакторов
20.3. Сдвоенные реакторы
Глава двадцать первая. Разрядники
21.1. Общие сведения
21.2. Трубчатые разрядники
21.3. Вентильные разрядники
21.4. Разрядники постоянного тока
21.5. Ограничители перенапряжений
Глава двадцать вторая. Трансформаторы тока
22 1. Общие сведения
22 2. Зависимость погрешностей от различных факторов
22 3. Компенсация погрешности
22 4. Режимы работы трансформаторов тока
22.5. Конструкция трансформаторов тока
22.6. Выбор трансформаторов тока
Глава двадцать третья. Трансформаторы напряжения
23.1. Общие сведения
23.2 Конструкция трансформаторов напряжения
23.3. Емкостные делители напряжения
23.4. Выбор трансформаторов напряжения
Глава двадцать четвертая. Комплектные распределительные устройства высокого напряжения
24.1 Общие сведения
24.2. Комплектные распределительные устройства на напряжение 6—35 кВ
24 3. Элегазовые комплектные распределительные устройства
Предисловие
Настоящий учебник представляет: собой дополненное и переработанное издание книги, вышедшей в 1975 г. Он широко использовался для специальностей: электрические машины, электрооборудование самолетов и автомобилей, электротехнические материалы и кабели, автоматизированный электропривод и др. В 1976 г. книга удостоена серебряной медали ВДНХ СССР и получила одобрение ведущих политехнических вузов страны.
Настоящее издание написано в соответствии с программами общего курса «Электрические аппараты» для вышеуказанных специальностей с учетом замечаний специалистов Ленинградского, Томского, Киевского, Харьковского политехнических институтов, Ивановского энергетического института, а также Всесоюзного заочного политехнического института.
По сравнению с предыдущим в настоящее издание внесены некоторые изменения. В I части переработана гл. 4, в которой рассмотрены способы гашения электрической дуги и бездуговое отключение электрической цепи с помощью полупроводниковых приборов. Во II и III частях описаны современные электрические аппараты, выпускаемые промышленностью. Особое внимание уделено физическим процессам, происходящим в аппаратах, их устройству, регулировочным характеристикам и выбору. Заново написаны гл. 11 и 12, посвященные герконам и полупроводниковым электрическим аппаратам.
Рассмотрено также воздействие механических и климатических факторов на электрические аппараты в условиях эксплуатации.
Во всех главах более глубоко освещены вопросы эксплуатации и выбора электрических аппаратов.
Автор считает своим долгом выразить благодарность сотрудникам кафедры электрических аппаратов МЭИ за предложения по улучшению третьего издания книги и коллективу кафедры электрических аппаратов Ленинградского политехнического института им. М. И. Калинина и ее заведующему доктору техн. наук, проф. Г. Н. Александрову за большой труд по рецензированию книги и ценные замечания, которые учтены при доработке рукописи.
Автор выражает глубокую благодарность редактору книги инж. И. Д. Беликову за проделанную им большую работу по редактированию и ряд ценных замечаний, способствующих улучшению содержания книги.
Автор
Введение
Электрический аппарат - это электротехническое устройство, которое используется для включения и отключения электрических цепей, контроля, измерения, защиты, управления и регулирования установок, предназначенных для передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии.
Под электрическими аппаратами понимается широкий круг всевозможных устройств, применяемых в быту, промышленности и энергетике.
В настоящей книге рассматриваются основы теории, конструкция и эксплуатационные характеристики аппаратов, которые применяются в электрических системах, схемах электроснабжения промышленных предприятий и при автоматизации производственных процессов и электропривода.
Классификация электрических аппаратов может быть проведена по ряду признаков: назначению (основной выполняемой функции), области применения, принципу действия, роду тока, исполнению защиты от воздействий окружающей среды, конструктивным особенностям и др. Основной является классификация по назначению, которая предусматривает разделение электрических аппаратов на следующие большие группы.
1. Коммутационные аппараты распределительных устройств, служащие для включения и отключения электрических цепей. К этой группе относятся рубильники, пакетные выключатели, выключатели нагрузки, выключатели высокого напряжения, разъединители, отделители, короткозамыкатели, автоматические выключатели, предохранители. Для аппаратов этой группы характерно относительно редкое их включение и отключение. Могут быть и случаи, когда такие аппараты довольно часто включаются и отключаются (например, выключатели высокого напряжения в цепях питания электрических печей).
2. Ограничивающие аппараты, предназначенные для ограничения токов короткого замыкания (реакторы) и перенапряжений (разрядники). Режимы короткого замыкания и перенапряжений являются аварийными, и эти аппараты редко подвергаются наибольшим нагрузкам.
3. Пускорегулирующие аппараты, предназначенные для пуска, регулирования частоты вращения, напряжения и тока электрических машин или каких-либо других потребителей электрической энергии. К этой группе относятся контроллеры, командоконтроллеры, Еюнтакторы, пускатели, резисторы н реостаты. Для аппаратов этой группы характерны частые включения и отключения, число которых достигает 3600 в час и более.
4. Аппараты для контроля заданных электрических или неэлектрических параметров. К этой группе относятся реле и датчики. Для реле характерно плавное изменение входной (контролируемой) величины, вызывающее скачкообразное изменение выходного сигнала. Выходной сигнал обычно воздействует на схему автоматики. В датчиках непрерывное изменение входной величины преобразуется в изменение какой-либо электрической величины, являющейся выходной. Это изменение выходной величины может быть как плавным (измерительные датчики), так и скачкообразным (реле-датчики). С помощью датчиков могут контролироваться как электрические, так и неэлектрические величины.
5. Аппараты для измерений. С помощью этих аппаратов цепи первичной коммутации (главного тока) изолируются от цепей измерительных и защитных приборов, а измеряемая величина приобретает стандартное значение, удобное для измерений. К ним относятся трансформаторы тока, напряжения, емкостные делители напряжения.
6. Электрические регуляторы. Предназначены для регулирования заданного параметра по определенному закону. В частности, такие аппараты служат для поддержания на неизменном уровне напряжения, тока, температуры, частоты вращения и других величин. В данном курсе электрические регуляторы не рассматриваются, так как принцип их действия и характеристики связаны с теорией автоматического регулирования, которая в настоящей книге не излагается.
Разделение аппаратов по областям применения более условно. Аппараты для электрических систем и электроснабжения объединяют в группу аппаратов распределительных устройств низкою и высокого напряжения. Аппараты, применяющиеся в схемах автоматического управления электроприводами и для автоматизации производственных процессов, удобно объединить в группу аппаратов управления. Одни и те же аппараты могут быть отнесены как к группе аппаратов распределительных устройств, так и к группе аппаратов управления, например рубильники, пакетные выключатели, контакторы, трансформаторы тока, реле и др. Классификация электрических аппаратов по области применения принята в настоящей книге.
Скачать книгу "Электрические аппараты". Москва, Издательство Энергоатомиздат, 1988
|
