о питании электричек постоянного тока от сети переменного тока

 Речь пойдёт как сделать так,чтобы электричка постоянного тока поехала на переменном.

Обычно для электричек на постоянном токе напряжение контактной сети составляет 3кВ,а напряжение на переменном -25кВ. Чтобы запустить электричку постоянного тока на пременном нам потребуется трансформатор и выпрямитель или двигатель-генераторная установка и место под них.Это помимо привода расположенного в электричке. Импульсные источники питания здесь не очень хороши из-за помех.Помехи приводят к необходимости установки фильтров на 25кВ(в том числе конденсаторов на 30кВ). По этой причине рассматривается или система трансформатор-выпрямитель или двигатель-генераторная установка. Трансформатор выбирается под полную мощность электрички. Выпрямитель выбирается по максимальному току.

При питании от установки двигатель генератор двигатель берётся на напряжение 25кВ и мощность не менее чем на 5% больше полной мощности электрички,а генератор берётся постоянного тока на 3кВ под полную мощность электрички.

Три конструкции катушек тормозов

О конструкциях катушек электромагнитов тормозов,применяемых в электродвигателяз.

 

Теоретически электромагниты тормозов могут быть трёх типов: два типа для работы на переменном токе и один на постянном. 

Постоянный ток. Здесь самая простая конструкция электромагнита. Используется броневой магнитопровод. Якорь тормоза является частью магнитопровода. В этом варианте катушка не утоплена в магнитопровод. Питание такого электромагнита осуществляется от выпрямителя или источника постоянного тока(в основном на 24 Вольта).

Переменный ток. 

Здесь возможно две конструкции; как в реле пременного тока и система из трёх катушек.

Конструкция как в реле пременного тока предполагает утопленную обмотку и разрезной магнитопровод.В разрез устанавливается короткозамкнутый виток,представляющий собой D-образную пластину из меди или алюминия,вставляемый в разрез магнитопровода.Разрез магнитгопровода делается на внутренней части магнитопровода над отверстием для прохода тормозного диска и выходом второго конца вала электродвигателя.Если посмотреть на электромагнит со стороны якоря и тормозного диска,то мы увидим следы меди или алюминия- это и есть короткозамкнутый виток. Площадь поперечного сечения витка составляет 20% сечения катушки электромагнита( в пределах 8-10 мм по длине). Катушка утоплена на 8-10 мм.Пропил делается до уровня одного из витков катушки. Если катушка заливается компаундом,то заливка ведётся после установки пластины и разобрать такую катушку уже невозможно. Внешне такая катушка от катушки постоянного тока отличается длиной и видом короткозамкнутого витка(пластины). Из такой катушки так же выходит два провода(как из катушки постоянного тока).

Система из трёх катушек применяется при птиании тормоза трёхфазным током. Конструкция может напоминать конструкцию тормоз ТМТ или трёхфазного трансформатора.  В конструкции ТМТ мотается 6 катушек,соединяемых по схеме звезда или треугольник. В конструкции как у трёхфазного трансформатора мотается 3 катушки и они укладываются на броневой магнитопровод. Такие тормоза имеют 6 выводов. Соединение в звезду или треугольник происходит в клеммной коробке электродвигателя.

О питании электричек от аккумуляторов

 О возможности питания электричек от аккумуляторов.

 Ранее я писал об аккумуляторах на 440 и 614 Вольт. Как известно в электричках то же используются аккумуляторы.Только эти аккумуляторы не для питания тяговых двигателей. В принципе соединив последовательно 3 литий-ионных аккумулятора на 614 Вольт можно запитать и тяговую часть электрички. Таким образом в электричке будет 4 аккумулятора: один вспомогательный и 3 тяговых. Вспомогательный аккумулятор предназначен для питания привода токоприёмника ,компрессора и освещения,когда токоприёмники опущены и нет напряжения от тяговых аккумуляторов.

Об изолированных подшипниках

 Речь пойдёт о токоизолированных подшипниках.

Изолированные подшипники применяются тогда,когда надо электрически изолировать корпус и вал. Бывают случаи,когда необходимо изолировать вал от корпуса не только в электродвигателе,но и в редукторе. Если в редукторе используются зубчатые колеса из металла может потребоваться установка всех подшипников изолированных.Это тот случай,когда между шестернями редуктора возникают разряды. 

Токоизолированные подшипники бывают как качения так и скольжения. В качестве изолятора используется керамика. В подшипниках качения  изоляционный слой наносится на наружную обойму- как вариант.Изолирующим элементом так же могут быть шарики. А при определённых условиях весь подшипник может быть керамическим. 

В подшипниках скольжения используются керамические втулки. При определённой геометрии втулки в неё может быть залит баббит. Возможность заливки баббитом зависит от диаметра вала,диаметра отверстия под установку подшипника и коэффициента трения в подшипнике. Если керамика не смачивается баббитом,то заливка баббитом образует втулку. При этом эта втулка может прокручиваться. При этом если канал в изолирующей втулке не совпадёт с каналом в баббите,то смазки между баббитом и валом может и не быть. При этом баббит нагреется. Если применяется конструкция из двух втулок без баббита,то между втулками делается зазор для смазки,а так же используются крышки. Крышки служат в том числе для удержания смазки. Масляные каналы делаются либо на самом валу,либо на втулке,закреплённой на валу.

Когда Вы работаете под напряжением

 О том когда Вы сами того не замечая работаете под напряжением в сетях до 1000 Вольт.

Начнём с того,что является работой под напряжением. Работой под напряжением является следующая работа:

измерения на неотключённой электроустановке напряжением более 50Вольт переменного тока и 110 Вольт постоянного тока;

работы в зоне наведённого напряжения,если это напряжение выше 25 Вольт;

работы в зоне досягаемости неотключенных шин ,болтов,напряжение на которых более 50 Вольт переменного тока и 110 постоянного тока;

работы с аккумуляторами с напряжением более 110 Вольт.

Наведённое напряжение более 25Вольт может возникать:

от высоковольтных линий электропередачи;

от неисправной изоляции;

от токов разряда конденсаторов(напряжением от 100 до 1000 Вольт).

 Рассмотрим вариант с конденсаторами.Вы выключаете конденсатор,а напряжение на нём падает не сразу. При работе с конденсаторами Вы работаете под напряжением пока напряжение на конденсаторе более 25 Вольт. 

Ещё хуже вариант с неисправностью изоляции какой-либо фазы. Особенно в сетях с изолированной нейтралью. Если на корпусе оборудования напряжение выше 25 Вольт,то Вы работаете под наведённым напряжением. По этой причине необходимо вначале заземлить корпус оборудования,а затем включать в сеть.Сюда же относятся и случае отгорания и обрыва нулевого провода. Если у вас четырёх проводное включение в сети трёхфазного тока,то при отгорании нулевого провода заземление устройства  через нулевой защитный проводник отсутствует. Если при этом корпус устрройства не присоединён к контуру,то всё устройство получится незаземлённым.Кроме того при отгорании нулевого провода на нулевом проводе может появится потенциал 380 или 220 Вольт.

Рассмотрим вариант с аккумуляторами. Если у вас аккумулятор не разряжен ниже 110 Вольт,то он считается опасным. Сейчас выпускаются аккумуляторы на 200,220,440 и 614 Вольт. Причём монолитной конструкции. Работая с такими аккумуляторами не разряженными до 110 Вольт Вы работаете под напряжением. При этом уменьшить напряжение до безопасного Вы не можете. По этой причине при работе с такими аккумуляторами используются средства индивидуальной защиты и изолированный инструмент. При этом работа в хлопчатобумажных перчатках запрещена(они могут просто намокнуть и потерять изолирующие свойства). В некоторой степени можно использовать перчатки из лавсана и нелона(если они тоже не вымокнут). Рекомендуется работать в резиновых и латексных перчатках,проверив их на целостность.

Трансформаторы подстанций,увстройства компернсации реактивной мощности и выделенная мощность

В данном посте пойдёт речь о выборе установок компенсации реактивной мощности. 

 

Существует разница между выделенной мощностью и мощностью трансформатора подстанции. Мощность трансформатора подстанции выражается в кВА и является полной. Выделенная мощность обычно выражается в кВт. В кВт измеряется активная мощность и она отличается от  полной . Так как в сетях очень редко коффициент мощности равен единице,то различается активная и полная мощность. Эта разница называется реактивной мощностью. Реактивная мощность может быть как емкостного характера так и индуктивного характера. Если в линию включить как источники индуктивнгой так и емкостной мощности,то при определённых обстоятельствах источник емкостной мощности может сравнитьься с источником индуктивной мощности и получим что источник электроэнергии выдаёт только реактивную мощность. При этом нельзя допустить резонанса токов и напряжений на рабочей сетевой частоте(иначе ждите беды!). В большинстве случаев сетевая частота -50Гц,хотя в отдельных случаях может быть и 400 Гц.

Как можно перегрузить трансформатор?

 Вы знаете насколько рассчитаны автоматические выключатели? Для рассчётов мощности используем значения  токов вводного автомата (расположенного за трансформатором). При этом если расчётная мощность получилась на 105% более номинальной трансформатора ,то это беда небольшая. Полную мощность рассчитали. Теперь по счётчику,измеряя расход электроэнергии за час во время наибольшего максимума потребления оцениваем активную энергию. Если полная мощность трансформатора совпала с активной энергией ждите беды,если у вас не установлена установка компенсации реактивной мощности. Активная и полная мощность могут быть равны только при коэффициенте мощности равнному единице. Во всех других случаях при равенстве активной потребляемой нагрузкой и полной мощности трансформатора Вы перегрузите трансформатор.Результатом перегрузки будет срабатывание защиты на подстанции и исчезновение напряжения на нагрузке(промышленном объекте).Тот же эффект будет и при резонансе токов или напряжений в сети.

Порядок выбора установки компенсации реактивной мощности.

1.Определяем полную мощность по значению тока вводного автомата фидера и номинальному напряжению.

2.По показаниям счётчика вычисляем активную мощность

3.Сравниваем полученную активную мощность с мощностью в договоре о присоединении

4.Смотрим есть ли и какова величина перекоса фаз

5.Сравниваем полученную активную мощность и полную мощность. Разница между ними и будет реактивной мощностью,которую нужно компенсировать. Чем больше разница ,тем ниже коэффициент мощности. По этой разнице можно примерно принять мощность компенсатора.

6.Определяем знак реактивной мощности: определяем тип нагрузки.

7.Определяем место установки установки реактивной мощности

8.Составляем ТЗ изготовителю установки компенсации реактивной мощности.

О добавлении тока в нагрузку(включение генератора в параллель с сетью)

В этом посте речь пойдёт о параллельном подключении генератора к сети и требованиям к коммутатору.

Кажется,что можно увеличить ток в нагрузке включив генератор параллельно с сетью. При определённых условиях это можно сделать. Вот эти условия:

1.нужно засинхронизировать генератор с сетью

2.нужно применять быстродействующие переключатели.

Быстродействующие переключатели -это те переключатели ,которые могут переключиться за 1-2 мс(а может и быстрее). Обычно они делаются на полупроводниках.

Синхронизация генератора с сетью подразумевает,что надо подключить генератор к сети,когда уровень на выходе генератора по каждой фазе совпадает с уровнем сети  или отличается от него не более 5%. Вручную это невозможно сделать. Для того ,чтобы засинхронизировать генератор с сетью необходим коммутатор с измерителем уровня напряжения в каждой фазе. Для измерения берётся 2 или 3 периода сигнала генератора и сигнала сети. Для частоты 50Гц период равен 20мс.За период необходимо произвести 20 отсчётов по каждой фазе,тоесть отсчёты снимаются через 1мс. Когда 2 последовательных отсчёта совпали,происходит включение генератора в сеть. Измеритель подключает генератор к сети.Ни в коем случае не вручную! Быстродействие коммутатора должно быть таким,чтобы разница напряжений была менее 5%. Оценим его для 50Гц. Полпериода- это 10мс,четверть-5 мс. За четверть периода напряжение с 0 достигает значения 314В .Ещё учитываем сдвиг фаз 120 градусов. За 1мс напряжение изменится на 31,4В.10% от 380 Вольт составит 38 В,а 5%- 19В. 10 вольт это примерно 0,5мс. Таким образом 20 отсчётов за период очень мало и лучше чтобы было 40 отсчётов. Интервал при этом будет 0,5мс. Если время срабатывания переключателя будет 1мс,то переключение завершится на 4 отсчёт.За это время напряжение увелится до 240 Вольт(мгновенное значение). Переключение происходит когда пойманы все значения по всем фазам,то есть совпали 12 значений (6 по генератору и 6 по сети).Это для трёхфазной системы.Для однофазной немного проще. Для однофазной нужно чтобы совпали 4 значения(2 по генератору и 2 по сети). Синхронизация ведётся при запущенном генераторе.То есть мы синхронизируемся с сетью при запущенном генераторе!