Машников Максим Евгеньевич

Факультет: Электротехнический

Кафедра: Горнозаводского транспорта и логистики

Специальность: Электромеханическое оборудование энергоемких производств

Тема магистерской работы: Обоснование параметров и разработка рекомендаций по усовершенствованию взрывозащищенного электрооборудования

Научный руководитель: Старший преподаватель кафедры ГЗТиЛ, зам. директора экспериментального завода УкрНИИВЭ Ткачук Александр Николаевич

Реферат по теме выпускной работы

Введение

        На сегодняшний день угольная отрасль Украины является одной из наиболее сложной в отношении обеспечения безопасности труда.
        Для исключения вероятности возникновения аварийных ситуаций все электрооборудование, применяемое в шахтах, должно быть взрывозащищенным.

Актуальность темы

        Анализ конструкций взрывозащищенного электрооборудования показал, что наибольшее распространение в настоящее время получила концепция взрывозащиты – взрывозащищенная оболочка.

(Анимированный рисунок, выполненный в gif animator, количество кадров - 3, количество повторений - 7, объем 86 КБ)

        Данная концепция подразумевает, что электрооборудование помещено в специальную прочную оболочку с малым зазором. При этом не исключается контакт электрических цепей с взрывоопасной смесью и возможность ее воспламенения, но при этом гарантируется, что оболочка сдерживает возникшее в результате взрыва избыточное давление, т.е. вспышка не выходит за пределы ограничений взрывонепроницаемой оболочки.
        Однако данный вид взрывозащиты ведет к увеличению массы и габаритов электрооборудования, ухудшению температурного режима работы.
        Актуальной задачей является разработка рекомендаций по усовершенствованию взрывозащищенного электрооборудования.

Цель и задачи работы

        Целью данной работы является разработка рекомендаций по улучшению потребительских свойств взрывозащищенного электрооборудования, таких как надежность, удобство эксплуатации и т.д.
        Для достижения вышеуказанной цели поставлены следующие основные задачи:

1. Выполнить обзор и анализ конструкций применяемого взрывозащищенного электрооборудования.
2. Выполнить анализ требований, предъявленных к конструкциям применяемого взрывозащищенного электрооборудования.
3. Разработать и обосновать рациональную конструкцию взрывозащищенной трансформаторной подстанции.
4. Разработать и обосновать рациональную конструкцию электродвигателя для приводов горных машин.

Основные результаты

        Применяемые в настоящее время взрывозащищенные трансформаторные подстанции состоят из силового трансформатора, который является базовым элементом подстанции, определяющим её основные размеры, и взрывозащищенной оболочки [1].
        Анализ конструкций взрывозащищенных трансформаторных подстанций показал, что основным недостатком концепции взрывозащиты - взрывозащищенная оболочка, является её низкий коэффициент заполнения, в следствии чего между трансформатором и оболочкой образуется заполненное воздухом пространство, которое негативно влияет на тепловой режим работы трансформатора, существенно увеличивает габаритные размеры и массу всей подстанции.
        Для устранения этих недостатков был рассмотрен вариант применения трансформатора с цилиндрическим магнитопроводом, состоящим из пакета в котором уложены обмотки и пакета замыкающего магнитную цепь.
        Был проведен предварительный сравнительный расчет трансформатора классической конструкции, применяемого в настоящее время, и трансформатора предлагаемой конструкции. Для этого задались одинаковыми исходными данными:
Мощность трансформатора S = 4 кВА
Высшее напряжение U2 = 660 В
Низшее напряжение U1= 133 В
Потери холостого хода Ро = 90 Вт
Потери короткого замыкания Рк = 90 Вт

1. Диаметр стержня трансформатора

2. Средний диаметр канала между обмотками

3. Высота обмотки трансформатора

4. Активное сечение стали стержня

5. Электродвижущая сила витка

6. Число витков фазы обмоток

7. Радиальный размер обмотки НН

8. Внутренний диаметр обмотки НН

9. Наружный диаметр обмотки НН

10. Радиальный размер обмотки ВН

11. Внутренний диаметр обмотки ВН

12. Наружный диаметр обмотки ВН

13. Высота оси трансформатора с цилиндрическим магнитопроводом

14. Наружный диаметр

15. Расчетная длина воздушного зазора

16. Ток статора при номинальной нагрузке

17. Число эффективных проводников в пазу

18. Количество последовательно соединенных витков одной фазы

        По данным проведенного расчета были начерчены трансформатор классической конструкции и трансформатор с цилиндрическим магнитопроводом.

Рис. 1 - Чертеж трансформатора классической конструкции и трансформатора с цилиндрическим магнитопроводом

Заключение

        Из чертежа видно, что предлагаемая конструкция трансформатора заметно меньше применяемой в настоящее время. Кроме того, переход к конструкции трансформатора с цилиндрическим магнитопроводом позволит существенно снизить массу всей подстанции, а также облегчить температурный режим за счет отсутствия заполненного воздухом пространства между трансформатором и оболочкой.

        При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательный вариант работы можно получить у автора или начного руководителя после декабря 2010 года.

Литература

1. Дегтярев В. В., Седаков Л. В. Руководство по ревизии, наладке и испытанию подземных электроустановок шахт - М.: Недра, 1989. - 614 с.
2. Нагорный М. А., Грушко В. М., Ковалёв А. П., Омельченко А. Н., Чернов И. Я. Трансформатор для взрывозащищенных комплектных трансформаторных подстанций // Взрывозащищенное электрооборудование: Сб. науч. тр. УкрНИИВЭ. - Донецк, 2008.
3. Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов: Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 528 с.
4. Копылов И. П. Проектирование электрических машин: Учебное пособие для вузов. - М.: Энергия, 1980. - 496 с.
5. Дзюбан В. С., Риман Я. С., Маслий А. К. Справочник энергетика угольной шахты - М.: Недра, 1983. - 542 с.