Эксплуатация электрооборудования

ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Рекомендовано
Учебно-методическим объединением 
вузов Российской Федерации 
по агроинженерному образованию 
в качестве учебника для студентов 
высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению 35.03.06 «Агроинженерия»

Москва
ИНФРА-М
2019

Г.П. ЕРОШЕНКО
Н.П. КОНДРАТЬЕВА

УЧЕБНИК

Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный
аграрный университет
им. Н.И. Вавилова

Ижевская государственная
сельскохозяйственная
академия

УДК 631.371:621.31(075.8)
ББК 40.7я73
 
Е76

 Ерошенко Г.П.
 Эксплуатация электрооборудования : учебник / Г.П. Ерошенко, 
Н.П. Кондратьева. – М. : ИНФРА-М, 2019. — 336 с. — (Высшее 
образование: Бакалавриат). — www.dx.doi.org/10.12737/754.

ISBN 978-5-16-006017-0

В учебнике обобщены основные положения эксплуатации электрооборудования в сельском хозяйстве. При этом наряду с общепринятыми положениями эксплуатации электрооборудования более подробно рассмот рены электрооборудование, используемое сельскохозяйственными предприя тиями, а также теоретические основы эксплуатации электрооборудования, технология капитального ремонта электрооборудования и проектирование энергетической 
службы сельскохозяйственного предприятия. 
Приведены примеры и предложено решение задач по темам, изложенным 
в учебнике.

Е76

УДК 631.371:621.31(075.8)
ББК 40.7я73

© Ерошенко Г.П., Кондратьева Н.П., 2014
ISBN 978-5-16-006017-0

Рецензенты:
П.Л. Лекомцев, д-р техн. наук, проф., декан факультета электрификации и 
автоматизации ФГБОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная 
академия»;
Г.Г. Угаров, д-р техн. наук, профессор Саратовского государственного технического университета;
Н.Е. Кабдин, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Автоматизированный электропривод в сельском хозяйстве» Московского государственного агроинженерного университета им. В.П. Горячкина

Оригинал-макет подготовлен в НИЦ ИНФРА-М

Подписано в печать 25.08.2013.
Формат 60×90/16. Бумага офсетная.
Гарнитура Newton. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 21,0. Уч.-изд. л. 22,68.
ПТ17.
Цена свободная.

ТК  240700-11687-250813

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр.1
Тел.: (495) 380-05-40, 380-05-43. Факс: (495) 363-92-12.
E-mail: books@infra-m.ru http://www.infra-m.ru

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

введение

Две проблемы развития Российской Федерации определяют ак
туальность вопросов эксплуатации электрооборудования в сельском 
хозяйстве.

Первая — обеспечение продовольственной безопасности страны 

на основе эффективной и стабильной работы сельского хозяйства. 
Для достижения таких результатов необходимо поднять уровень механизации и электрификации сельского хозяйства и обеспечить эффективную эксплуатацию электрооборудования. Опыт электрификации сельского хозяйства показал, что наращивание парка электроустановок дает ожидаемый положительный эффект только при 
рациональной организации его эксплуатации. В противном случае 
предприятие сельского хозяйства получает от электрификации негативный результат.

Вторая — повышение качества подготовки агроинженеров. Для 

ее решения в Государственном образовательном стандарте Высшего 
профессионального образования (ГОС ВПО) предусмотрена подготовка специалистов по конкретному направлению деятельности.

В числе первых обозначена эксплуатационная деятельность ин
женера-электрика.

Он должен знать: 

• роль эксплуатации в организации эффективного использования 

электроэнергии;

100-летию  

Саратовского государственного аграрного 

университета им. Н.И. Вавилова

70-летию  

Ижевской государственной 

сельскохозяйственной академии

Посвящается

• основные положения теории эксплуатации электрооборудова
ния;

• принципы и способы построения эффективных систем техни
ческого обслуживания и ремонта;

• основы управления производственным коллективом;
• передовые направления экономии энергоресурсов.

Наряду с целевой направленностью при подготовке эксплуатаци
онников важно систематически совершенствовать учебно-методическое обеспечение процесса обучения. Настоящий учебник имеет 
целью выполнение требований ГОС ВПО второго поколения к эксплуатационной подготовке инженеров-электриков на основе обобщения передового опыта учебной работы ведущих сельскохозяйственных вузов страны и достижения эксплутационной науки.

Содержание и объем учебника соответствует примерной про
грамме по дисциплине «Эксплуатации электрооборудования», 
утвержденной учебно-методическим объединением.

Поэтому здесь выделяют: общие вопросы эксплуатации электро
оборудования; теоретические основы эксплуатации электрооборудования; эксплуатацию отдельных видов электрооборудования; 
электротехническую службу сельскохозяйственного предприятия.

Все темы имеют контрольные вопросы, задачи или задания.
Практика эксплуатационной подготовки свидетельствует о том, 

что для выполнения упомянутой программы и подготовки высококвалифицированного инженера нельзя ограничиваться изучением 
дисциплин только в цикле.

Для отдельных разделов целесообразно использовать циклы ре
гиональных дисциплин (например, «Технология ремонта электрооборудования» и др.), дисциплины по выбору (например, «Надежность электрооборудования», «Проектирование энергетической 
службы» и др.), а также дисциплины специализации.

Анализ трудоустройства выпускников свидетельствует, что не ме
нее 80% инженеров-электриков принимают на работу эксплуатационные службы сельскохозяйственных предприятий. Поэтому в учебнике большое внимание уделено проблемам разработки, развития и 
модернизации электротехнических служб. Представленный материал 
позволяет вести дипломное проектирование по эксплутационной 
тематике по заявкам сельскохозяйственных предприятий.

Учебник в целом имеет методическую направленность и поможет 

привить будущим специалистам навыки творческого и эффективного решения инженерных задач.

Часть I

МатеРиаЛ дЛЯ аУдитОРнОГО иЗУЧениЯ

ГЛава 1
ОснОвные пОнЯтиЯ и ОпРедеЛениЯ

1.1. 
пРедМет и МетОды иЗУЧениЯ

Электрооборудование — это совокупность электротехнических 

изделий, в которых при работе в соответствии с назначением производится, преобразуется, распределяется или потребляется электрическая энергия. Как объект изучения электрооборудование характеризуется временными и пространственными границами.

Жизненный цикл электрооборудования состоит из трех периодов: 

разработка, создание и эксплуатация. С позиций пространственных 
границ выделяют отдельное электрооборудование и парк электрооборудования технического объекта или предприятия.

Эксплуатация электрооборудования — это совокупность всех фаз 

его существования после изготовления, включая транспортировку к 
месту применения, подготовку к использованию по назначению, 
техническое обслуживание, ремонт и хранение.

Теория эксплуатации электрооборудования — это область знаний о 

закономерностях получения наибольшей пользы от электрооборудования.

Учебная дисциплина «Эксплуатация электрооборудования» — это 

совокупность положений, формирующих у инженеров навыки решения эксплуатационных задач.

Производственная эксплуатация — процесс использования обо
рудования по своему назначению, в результате которого различные 
виды энергии преобразуются в другие виды. В этом процессе участвует не только электротехнический персонал, но и персонал, обслуживающий технологические объекты (в кормоцехе — оператор, на 
насосной станции — дежурный и т.п.). Результатом (продукцией процесса использования) служит преобразованная и переданная сельскохозяйственному технологическому объекту энергия.

Техническая эксплуатация — это процесс обеспечения и поддер
жания требуемого состояния оборудования при использовании или 
хранении.

Техническую эксплуатацию осуществляют специалисты электро
технической службы сельскохозяйственного предприятия. Результат 
(продукция) технической эксплуатации — эксплуатационная надежность электрооборудования.

В дальнейшем для удобства изложения процессы производ
ственной эксплуатации именуются использованием, а процессы технической эксплуатации — обслуживанием. 

Цель эксплуатации. Электрооборудование служит частью какой
либо машины, установки или другого сельскохозяйственного объекта. Другими словами, оно является частью производственной системы, предназначенной для выпуска определенной продукции. На 
рис. 1.1 показана упрощенная схема такой системы она содержит 
подсистемы ресурсов (трудовые — Тр, материальные — Мр и энергетические — Эр) и подсистему технологического объекта — Т, осуществляющего преобразования исходных материалов в конечную 
продукцию. Оборудование как подсистема энергоресурсов обеспечивает энергией производственный процесс. Цель производственной 
системы — удовлетворять растущие потребности общества за счет 
увеличения выпуска продукции, повышения ее качества и снижения 
себестоимости. Для этого необходимо, чтобы работа всех в совокупности элементов, в том числе и электрооборудования, была подчинена производственной системе. Поэтому цель эксплуатации состоит 
в обеспечении эффективной работы электрифицированных технологических объектов за счет поддержания требуемой надежности и 
рационального использования электрооборудования. 

Эксплуатацию электрооборудования, при которой потребность в 

энергии удовлетворяется полностью и при наименьших удельных 
суммарных затратах (руб/кВт·ч), называют оптимальной.

Рис. 1.1. Упрощенная схема производственной системы (ПС)

Объект изучения. Достижение требуемых качеств эксплуатации 

электрооборудования зависит от многих факторов. Основное влияние 
оказывают: 1 — источник электроснабжения, определяющий качество 
электроэнергии; 2 — эксплуатационные свойства используемого электрооборудования, характеризующие его пригодность к эксплуатации; 
3 — технологический объект, определяющий режимы использования 
и условия окружающей среды; 4 — служба эксплуатации, от которой 
зависит качество обслуживания, ремонта и других работ по обеспечению надежности электрооборудования. Система названных элементов 
(рис. 1.2) составляет обобщенный объект изучения теории эксплуатации электрооборудования и обозначается для краткости: источник — электроприемник — технологический объект — служба эксплуатации (система И–Э–Т–С). Каждый выделенный элемент системы дает обобщенное представление о реальных объектах.

Источник — это электрооборудование системы сельского элект
роснабжения.

Электроприемник — это совокупность электрооборудования от 

ввода в помещение до рабочего органа или рабочей зоны технологического объекта, включающая три функциональных звена: Эи — 
устройство присоединения к источнику (внутренняя проводка, пускозащитная аппаратура, средство автоматики и т.п.); Эп — непосредственно электроприемник—преобразователь энергии (электрическая 
машина, электронагреватель и т.п.); Эт — устройство передачи энергии от электроприемника к технологическому объекту (в электроприводе — муфта или клиноременная передача, в облучающей установке — светильник и т.п.).

Рис. 1.2. Обобщенная схема системы И–Э–Т–С

Технологический объект — это любая электрифицированная ма
шина, установка, поточно-технологическая линия и другая сельскохозяйственная техника. 

Служба эксплуатации — это специалисты электротехнической 

службы (ЭТС) хозяйства или района, которые контролируют использование и осуществляют обслуживание (ремонт), а также их ремонтно-обслуживающая база.

Наряду с перечисленными пространственными границами объект 

эксплуатации характеризуется временными границами, которые охватывают процессы использования, обслуживания и комплектования.

Необходимость учета процесса комплектования на стадии экс
плуатации обусловлено тем, что для изделия массового применения 
(электропривод, электроосветительная установка и т.п.) требования 
потребителей настолько разнообразны, что на стадии создания электрооборудования их нельзя учесть достаточно подробно и заводуизготовителю приходится ориентироваться на некоторые усредненные условия эксплуатации, которые иногда не совпадают с конкретной системой И–Э–Т–С. Чтобы в этом случае добиться 
качественного использования электрооборудования, эксплуатационный персонал должен проверить правильность его комплектования и при необходимости подобрать другие типоразмеры или режимы работы, наиболее подходящие для конкретных условий эксплуатации.

При изучении эксплуатации используют ряд терминов из систем
ного анализа: система, границы системы, цель, альтернатива и др.

Система — это упорядоченная совокупность взаимосвязанных 

элементов, действующих как единое целое для достижения поставленной цели. Любая система включает в себя подсистему как более 
узкие совокупности элементов или отдельные из них, и в то же время 
она является частью другой, более общей системы (надсистема, суперсистема), взаимодействуя с ней через внешние связи.

Границы системы — это пространственно-временные пределы, в 

которых элементы, их свойства и связи способствуют достижению 
цели системы, а также сохраняется управляемость ими.

Цель — это желаемое конечное состояние системы.
Альтернатива — это вариант системы или ее действия, способный 

достигнуть поставленной цели.

Предметом изучения в курсе «Эксплуатация электрооборудова
ния» служат основные закономерности, правила и способы выбора 
(комплектования), использования, технического обслуживания и 
ремонта электрооборудования в условиях сельского хозяйства, а 
также методы решения эксплуатационных задач. Теоретические вопросы изучают на примере обобщенных моделей, в которых используются понятия: объект, изделия, оборудование. Они могут заменять 

любые конкретные виды электрооборудования. Практические рекомендации рассмотрены применительно к конкретным техническим 
средствам сельской энергетики или на примере электротехнического 
оборудования.

Все темы условно разделены на пять разделов и ряд подразделов 

(рис. 1.3). Предметом изучения в первом разделе служат исходные 
сведения об изучаемом оборудовании, основные свойства оборудования, задачи и условия эксплуатации оборудования на предприятиях агропромышленного комплекса.

Рис. 1.3. Примерное содержание предмета изучения

Второй раздел — это теоретические основы эксплуатации элект
рооборудования. Здесь рассмотрены общие закономерности получения наибольшей пользы от электрооборудования за счет управления 
его состоянием в периоды использования и обслуживания.

Третий раздел посвящен изучению эксплуатации отдельных видов 

электрооборудования, где приводятся рекомендации по организации 

обслуживания и текущего ремонта применительно к сложившимся 
на практике условиям использования. 

Важное место занимает четвертый раздел — технология капиталь
ного ремонта. Здесь предметом изучения являются правила, технологические процессы ремонта и хранения конкретных видов электрооборудования, используемого в производстве и в быту. 

В пятом разделе приведены способы организации эксплуатации 

и построения электротехнических служб.

Научно-технический прогресс непрерывно повышает требования 

к специалистам-эксплуатационникам. Они должны не только хорошо знать достигнутое в науке и практике эксплуатации электрооборудования, но и уметь самостоятельно ставить и решать новое 
эксплуатационные задачи, направленные на ускорение развития агропромышленного комплекса. Поэтому при изучении курса ставится 
задача привить навыки технического творчества и методической 
культуры. Особенность эксплуатационных задач состоит в том, что 
они имеют не только техническое, но и организационное, управленческое и социальное содержание. Все они по своей сущности служат 
технико-экономическими задачами. При их решении необходимо 
учитывать гораздо больше факторов, имеющих решающее влияние 
на результаты эксплуатации, не имеющих при этом четкого количественного описания. Поэтому при изучении курса применяют различные методы познания: эксперимент, аналогию, сравнение, анализ, синтез, системный подход и т.п.

При системном подходе обычно применяют алгоритмы принятия 

решений. Простейший алгоритм включает пять этапов:
• первый этап — сформулировать цель изучения (осмыслить глав
ную цель изучаемой дисциплины, выявить актуальность задачи, 
выбрать качественные и количественные оценки достижения 
цели, сформулировать цель);

• второй этап — выделить объект изучения (определить место и 

роль задачи в предмете изучения, а также пространственные и 
временные объекты изучения);

• третий этап — поставить задачу (выявить все факторы, влия
ющие на предмет изучения, выделить неуправляемые и управляемые факторы или исходные и искомые данные, обосновать 
модель объекта с указанием допущений и ограничений);

• четвертый этап — найти альтернативы достижения целей (об
основать метод изучения, выполнить качественное решение, 
получить численное решение, составить список альтернатив решений);

• пятый этап — сформулировать окончательный результат или 

принятое решение (проверить все альтернативы на соответствие 
исходным данным и целям, принять окончательное решение, 
сформулировать результаты изучений).