Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Электрооборудование для тропического и холодного климата

Особенности расчета - Электрооборудование для тропического и холодного климата

Оглавление
Электрооборудование для тропического и холодного климата
Тропические и холодные зоны
Радиационные факторы
Температура воздуха
Влажность воздуха
Температура
Осадки, морской туман
Биологическая среда, климат в тропической зоне
Сухой тропический климат
Осадки и туман
Воздействие температуры и влажности воздуха
Воздействие морской воды, осадки и туман
Воздействие солнечной радиации
Микологические факторы, грызуны, пресмыкающиеся, термиты
Воздействие песка и пыли
Выбор конструкции, защиты и особенности расчета электрооборудования
Защита от воздействия климатических факторов
Особенности расчета
Исполнение электрических машин
Выбор допустимых превышений температур
Особенности конструкции электрической изоляции
Исполнение электрических аппаратов, коммутационные аппараты
Аппараты управления
Особенности конструктивного исполнения трансформаторов и аппаратов
Выбор допустимых превышений температур трансформаторов и коммутационных аппаратов
Электроизмерительные приборы
Выпрямители и преобразователи
Кабели и провода
Монтажные и установочные провода
Обмоточные провода
Светотехническое оборудование и источники света
Электроустановочная арматура
Аккумуляторы
Щелочные аккумуляторы
Особенности эксплуатации аккумуляторов на судах
Конструкционные металлы и сплавы
Магнитные материалы
Диэлектрики
Покровные лаки и эмали
Слюдяные и пленочные материалы
Керамические диэлектрики, пластмассы
Жидкие диэлектрики
Клеи
Кожа, текстильные материалы, резины
Масла и смазки
Гальванические и химические покрытия
Подготовка поверхности и покрытие изделий
Подготовка поверхностей и выбор краски
Окраска электрооборудования
Испытания и приемка
Испытания на влагостойкость
Испытания на сухой нагрев
Испытания на холодоустойчивость
Испытания на устойчивость к воздействию солнечной радиации
Испытания на устойчивость к воздействию морского тумана
Испытания на плеснестойкость
Испытания на брызгозащищенность
Испытания на пылезащищенность

Электрооборудование для тропического и холодного климата, как правило, изготовляют на базе электрооборудования нормального (обычного) исполнения, а исполнения ТМ — на базе электрооборудования морского исполнения. Для изделий исполнений Т, ТС и ХЛ в конструкции вносят соответствующие изменения. Коренных изменений а изделия исполнения ТМ по сравнению с обычным -морским исполнением, как правило, вносить не следует, гак как морское электрооборудование само по себе уже приспособлено для эксплуатации в тяжелых климатических условиях.
Согласно действующей нормативной документации электрические изделия исполнений Т и ТС должны быть рассчитаны для длительной работы при напряжении сети 0,95—1,05 номинального, если в технических условиях на изделие не оговорен иной диапазон; при этом должны сохраняться номинальные параметры изделий. При работе допускаются кратковременные изменения напряжения сети в пределах 0,85—1,1 номинального при переменном токе и 0,8—1,1 номинального при постоянном токе. В частности:
а) электромагнитные аппараты как в холодком состоянии, так и после прогрева катушек при напряжении 1,05 номинального до установившегося теплового состояния должны срабатывать при переменном токе при напряжении 0,85—1,1 номинального и при постоянном токе при напряжения 0,8—1,1 номинального, если техническими условиями на аппараты не оговорены другие, более жесткие требования (например, для реле повышения напряжения или приводов коммутационных аппаратов высокого напряжения);
б) машины переменного тока должны длительно отдавать номинальную мощность при изменениях напряжения в пределах 0,95—1,05 номинального при одновременных изменениях частоты в пределах 0.97—1,03 номинальной. При этом изменения напряжения и частоты могут происходить одновременно.
В тропических странах и странах с холодным климатом иногда требуется электрооборудование не только на 50 гц, как принято в СССР, но к на 60 гц. Значения номинальных напряжений в ряде стран также несколько отличаются от принятых в СССР. Например, низковольтные электродвигатели переменного тока тропического исполнения, как правило, выпускают на напряжение 400 в, постоянного тока — на 220 в, хотя могут требоваться и другие напряжения. При этом номинальные значения тока статора у двигателей переменного тока и тока якоря у двигателей постоянного тока будут отличаться от значений их для основного наполнения. При проектировании машины эти новые значения тока устанавливают пересчетом каталожных данных, предусмотренных основной документацией, в соответствии с номинальными напряжениями и исходя из сохранения энергетических показателей (к. п. д. и коэффициента мощности).
Требования к изделиям морского тропического исполнения в части изменения напряжения и частоты в зависимости от назначения изделий устанавливаются действующими «Правилами классификации и постройки морских судов. Часть V. «Электрооборудование», именуемыми в дальнейшем «Правилами Регистра». Электротехнические изделия северного исполнения (ХЛ) в части напряжения и частоты. при поставках в районы холодного климата СССР должны соответствовать действующей в СССР нормативной документации для изделий, предназначенных для эксплуатации в умеренном климате.
Поставляемое на экспорт электрооборудование, если это оговорено в технических условиях, должно быть выполнено с защитой от помех радиоприему. В схемах защиты от радиопомех должны применяться элементы, удовлетворяющие требованиям соответствующего исполнения (Т, ТС, ТМ, ХЛ).
Тепловой расчет электрооборудования производится, исходя из расчетной температуры, приведенной в табл. 3-1, т. е. для изделий исполнений Т, ТС и ТМ — по верхним значениям расчетной температуры +45 или +50° С, по среднегодовой температуре +27° С, а для изделий исполнения ХЛ — как для изделий, принятых для умеренного климата. В зависимости от принятой расчетной температуры выбираются и допустимые превышения температур, от чего зависит непрерывный арок службы электрооборудования, связанный в первую очередь со сроком службы электрической изоляции.
В связи с тем, что в тропической зоне наблюдаются более высокие температуры охлаждающей среды (воздуха, воды), для сохранения расчетного срока службы электрической изоляции в существующих габаритах электротехнических изделий исполнений Т, ТС и ТМ следует идти на применение более нагревостойких электроизоляционных материалов или снижение предельных превышений температур, допустимых для отдельных узлов и деталей, т. е. на снижение мощности (рис. 3-1).
Первый путь предпочтительнее, так как применение его разрешает сохранить существующие каталожные параметры и размеры изделий.
Изделия исполнения ХЛ остаются в существующих для нормального (обычного) исполнения габаритах, так как расчетные температуры обоих указанных исполнений совпадают.

Рис. 3-1. Влияние температуры охлаждающей среды на изменение мощности электрических машин [Л. 18].

Электрооборудование в морском тропическом исполнении промышленность начала выпускать только недавно, поэтому на особенностях его теплового расчета следует остановиться более подробно.
При расчете морского электрооборудования различные классификационные общества принимают разные температуры охлаждающей. среды; при этом в зависимости от района плавания значения температур могут быть разными.
При всех расчетах морского электрооборудования за номинальные температуры окружающего воздуха и охлаждающей воды правилами Регистра СССР [Л. 19] принимаются:
Температура воздуха........ +40° С
Температура воды............... +25° С
Это положение не распространяется на суда с тропическим районом плавания (практически неограниченного района плавания), где в качестве номинальных температур приняты +50 и +45° С, а охлаждающей воды +30° С.
По правилам английского Ллойда [Л. 20] приняты следующие номинальные расчетные температуры:
при эксплуатации в неограниченном районе плавания:
Начальная температура охлаждающей воды +300 С
Температура охлаждающего воздуха   +45° С
Для эксплуатации в ограниченном районе плавания — соответственно 25 и 40° С.
Однако английский Ллойд также допускает температуру выше 45° С для судов неограниченного района плавания. В правилах Ллойда указано, что в случаях, когда температура вентиляционного воздуха превышает 45° С, допустимые превышения температур машин должны быть уменьшены на величину, равную излишку температурь охлаждающего воздуха. По правилам французского бюро Веритас [Л. 21] для всех электрических машин судов неограниченного и тропического районов плавания принята температура воздуха, равная +50° С, а для прочих машин (в зависимости от расположения на судне и района плавания) +40 или +45° С.
В правилах французского бюро Веритас, выпущенных до 1958 г., для некоторых видов оборудования морских судов была принята расчетная температура +55° С [Л. 18].
На судах с ограниченным районом плавания вне тропических вод электрооборудование согласно правилам норвежского бюро Веритас [Л. 22] рассчитывается для работы в следующих условиях:
а) при температуре охлаждающего воздуха +40° С в сочетании с относительной влажностью воздуха 50%;
б)  при температуре охлаждающей воды, подводимой к первичному двигателю, +25°. 

В камбузах ............................ .          +450 С
В других местах....................... +40° С
Начальная температура охлаждающей воды         +30° С
На судах неограниченного района плавания норвежским бюро Веритас принимаются следующие температуры охлаждающей среды:

В машинных отделениях . . .        4-45° С
в сочетании с относительной влажностью воздуха 70%
По германскому Ллойду [Л. 23] определена лишь одна температура охлаждающего воздуха, равная +40° С, однако оговорено, что возможна и более высокая температура, которая должна учитываться при расчете электрооборудования.
Для наших судов с неограниченным районом плавания западногерманские и японские фирмы поставляют электрооборудование, рассчитанное для работы при температуре +45° С.
В [Л. 18] приводятся значения температуры +45° С, которые принимаются в расчет в ФРГ.
Правилами Американского бюро судоходства для судов неограниченным районом плавания, как и в рекомендациях Международной электротехнической комиссии (МЭК), принята температура охлаждающего воздуха +50° С [Л. 18]. Электрические машины производства США имеют гораздо большие размеры, чем машины той же мощности производства других стран. Очевидно, в эти машины заложен больший тепловой запас.

Из перечисленных примеров различных подходов к окружающим температурам для морского электрооборудования видно, что все главнейшие классификационные общества различают условия эксплуатации и, следовательно, расчета электрооборудования, предназначенного для эксплуатации в тропической зоне, где наблюдаются наиболее высокие температуры воздуха и воды:    
Ряд классификационные обществ в своей документации четко определяет районы плавания судов. Разграничение районов плавания позволяет более четко выбрать электрооборудование для судов.
При решении вопроса о морском тропическом исполнении практически могут рассматриваться лишь суда с неограниченным районом плавания и суда, поставляемые в страны с тропическим климатом. Относительно судов, кратковременно пребывающих в тропиках, вопрос должен решаться каждый раз отдельно (см. гл. 13).
Правилами Регистра СССР для электрического оборудовании отдельных типов судов прибрежного рейдового и портового района плавания и плавучих сооружений допускается в некоторых случаях применение электротехнического оборудования общепромышленного исполнения. В этих случаях для тропических условий должны применяться электротехнические общепромышленные изделия в исполнении Т.
Необходимо учитывать, что классификация судовых помещений, приведенная в Правилах Регистра СССР (с повышенной влажностью и особо сырые), в тропических зонах становится сугубо условной, так как практически во всех помещениях, за исключением иногда машинных и котельных отделений, может длительное время наблюдаться повышенная влажность воздуха.



 
« Электроизоляционные свойства элегаза и его использование аппаратах высокого напряжения   Электроснабжение городов »
электрические сети