Выбор и наладка электрооборудования

УДК 621.31
ББК 31.29-5
В18
Р е ц е н з е н т :
преподаватель специальных дисциплин электротехнического цикла
технического отделения Обнинского Политехникума В. П. Шеховцов
Варварин В. К.
В18
Выбор и наладка электрооборудования : cправочное пособие /
В. К. Варварин. — 2-е изд. — М. : ФОРУМ, 2010. — 240 с. : ил. —
(Профессиональное образование).
ISBN 978-5-91134-270-8
Рассмотрена наладка оборудования электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры, заземляющих устройств. Приведены данные о степенях защиты, о 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
ББК 31.29-5
ISBN 978-5-91134-270-8
© Варварин В. К., 2006, 2008
© Издательство «ФОРУМ», 2006, 2008

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
I
U
R


,
(1.1)
где I — ток, А; U — напряжение, В; R — сопротивление, Ом.
Сопротивление проводника постоянному току:
R
l
S

 
,
(1.2)
где  — 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:
R
R
T
T
2
1
2
1
1




[
(
)]

,
(1.3)
где R2 и R1 — сопротивление проводника соответственно при
температурах T1 и T2, Ом;  — 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
R
R n





1
2
...
.
(1.4)

1. Общие сведения
Таблица 1.1. Параметры некоторых проводниковых материалов
Материал
Удельное сопротивление, при 20 °C,
106 Ом  м
Температурный коэффициент
Температура
плавления, °C
Плотность,
103 кг/м3
электрического
сопротивления,
Ом  K1
линейного
расширения,
103 м  К1
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:
R
1
1
1
1





1
2
...
.
(1.5)
R
R
R n
Электрическая проводимость, См:
g
R

 1 .
(1.6)
Электродвижущая сила (ЭДС) источника постоянного тока:
E
I R
r



(
),
(1.7)
где Е — ЭДС источника тока, В; I — ток в цепи, А; 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
E
E n





1
2
...
,
(1.8)
где E1, E2, ..., En — ЭДС отдельных источников тока.
При параллельном соединении источников постоянного тока
общая ЭДС:
E
E
E
E n








1
2
...
.
(1.9)
При последовательном включении источников тока значение
тока во внешней цепи:
I
E
R
rn
n



,
(1.10)
где n — число последовательно включенных источников тока.
При параллельном включении источников тока значение тока
во внешеней цепи:
I
E



.
(1.11)
R
r
n
При смешанном включении источников тока значение тока во
внешней цепи:
I
E



,
(1.12)
R
rn
m
где m — число параллельных групп источников тока.
Мощность постоянного тока, Вт:
P
UI


.
(1.13)
Работа (энергия), Дж:
A
Pt


,
(1.14)
где t — время, с.

1. Общие сведения
Количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему тока, Дж:
A
I Rt


2
,
(1.15)
где I — ток, А; R — сопротивление проводника, Ом; t — время
прохождения тока, с.
Закон Ома для переменного тока:
I
U
Z


,
(1.16)
где I — ток, А; U — напряжение, В; Z — полное сопротивление, Ом:
Z
R
X
X
R
L
C
L
C










	



2
2
2
2
1
(
)




.
(1.17)
Здесь R — активное сопротивление, Ом; XL 
 
L — индуктивное
сопротивление, Ом; X
C
C 

1


— емкостное сопротивление, Ом;

 — угловая частота, рад/с; 
 
 2f, где f — частота переменного
тока, Гц; при f 
 50 Гц 
 
 314 рад/с; L — индуктивность, Гн;
C — емкость, Ф.
Однофазный переменный ток:
 активная мощность, Вт:
P 
 UIcos ;
(1.18)
 реактивная мощность, вар:
Q 
 I sin ;
(1.19)
 полная (кажущаяся) мощность, В  А:
S
UI
P
Q





2
2 ;
(1.20)
 активная энергия, Дж:
W 
 3600Pt;
(1.21)
 реактивная энергия, вар/ч:
Wp 
 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;  — угол сдвига фаз; t — время протекания тока, ч.
Переменный трехфазный ток:
 активная мощность, Вт:
P
UI


3
cos ;
(1.23)
 реактивная мощность, вар.:
Q
UI


3
sin ;
(1.24)
 полная (кажущаяся) мощность, В  А:
S
UI


3
;
(1.25)
 активная энергия, Дж:
W 
 3600Pt;
(1.26)
 реактивная энергия, вар/ч:
Wp 
 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;  — угол сдвига фаз
между векторами токов и напряжений одноименных фаз.
Коэффициент мощности:
а
а
,
(1.28)
cos  







R
Z
U
U
I
I
P
S
где Ua и Ia — активные составляющие напряжения и тока.
Соотношение между напряжениями и токами в трехфазной
системе:
 соединение в звезду:
Uл 

3Uф;
Iл 
 Iф,
(1.29)
 соединение в треугольник:
Uл 
 Uф;
Iл 

3Iф,
(1.30)
где Uф, Iф — фазное напряжение и ток; Uл, Iл — 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.
П о
р о д у
и з м е р я е м ы х
в е л и ч и н
и л и
п а р а м е т -
р о в — для измерения температуры, количества и расхода вещества, давления и разрежения, частоты вращения и др.
П о т о ч н о с т и — 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.
П о п р и н ц и п у д е й с т в и я — механические, электрические, пневматические и др.
П о м е т р о л о г и ч е с к о м у н а з н а ч е н и ю — эталонные,
образцовые, технические (рабочие).
П о с п о с о б у о б р а з о в а н и я п о к а з а н и й — 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.
П о ч и с л у к о н т р о л и р у е м ы х в е л и ч и н.