МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГОХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра практической
подготовки студентов
Курсовая работа
на тему «Элементные водонагреватели»
Выполнил:Студент 3-го курса
22эк группы
НестеренкоИ.Е.
Руководитель:Селюк Ю.Н.
Минск 2008
Задание на курсовуюработу
Исходныеданные:
Местоустановки электрооборудования – коровник.
Наработка: t=1000ч.
Относительныеущербы в результате отказа: yx=1,1
Отношениязатрат: ЗП/ЗР=1/6
Показателиэффективности профилактик: а=1,5
АННОТАЦИЯ
Курсоваяработа выполнена в объеме: расчетно-пояснительной записки на страницахмашинописного текста, таблиц, рисунков, графическая часть на 1 листе форматаА2.
В работевыполнен расчет: текущих эксплуатационных параметров, ресурса элементовэлектрооборудования, оптимальной периодичности профилактических мероприятий,годовых затрат на эксплуатацию.
Также былоразработано диагностическое устройство и рассчитано его ориентировочнаястоимость.
Ключевыеслова: сопротивление изоляции, сопротивление контактов, диагностирование,наработка, диагностическое устройство.
Содержание
Введение
1 Определение текущихэксплуатационных параметров
2 Определение ресурсаэлемента электрооборудования
3 Расчет оптимальнойпериодичности профилактических мероприятий
4 Расчет годовых затратна эксплуатацию
5 Разработкадиагностического устройства
6 Расчет ориентировочнойстоимости диагностического устройства
7 Выбор инструментов иприспособлений для диагностирования
Выводы
Литература
Введение
Изучениедиагностики электрооборудования является важным элементом профессиональнойподготовки инженера-электрика. Знания систем, способов и методовдиагностирования позволяет с высокой точностью определять механическоесостояние оборудования. Благодаря этому снижаются затраты на эксплуатациюэлектрооборудования, повышается его надежность, сокращаются простойоборудования вследствие отказов и полнее используется ресурс деталейэлектрических машин и аппаратов.
Выполнениекурсовой работы по данной дисциплине позволяет на практике ознакомиться сметодами и системами диагностирования конкретных видов электрооборудования,принципами их выбора и применения. Кроме того, в процессе выполнения работыосваивается методика проектирования диагностических устройств и основныепринципы его организации диагностирования электрооборудования.
Условияэксплуатации двигателя: характер среды – сухие и влажные помещения.
1 Определениетекущих эксплуатационных параметров
По таблице2[1] примем коэффициенты, характеризующие условия среды:
m = 1 c = 0 n = 1.5 η = 0,7
По таблице3[1] примем и рассчитаем закономерность изменения параметров диагностирования;
а)Сопротивление изоляции
/> (1)
по таблице3[1] примем θ = 390 К – установившаяся температура изоляции;
В = 10200 –коэффициент, зависящий от нагревостойкости изоляции;
по таблице5[1] примем Ro= Rин = 10МОм – начальное сопротивление изоляции;
Rип = 0,5 МОм – предельноезначение сопротивления изоляции;
Rи – сопротивление изоляциив момент времени t;
x = 0 – коэффициент, учитывающийвлияние электрических сил;
k = 1.05 – коэффициентдлительной перегрузки;
m, n – коэффициенты,учитывающие условия среды;
η – относительнаявлажность воздуха;
c – коэффициент,учитывающий химически активную среду;
/>МОм
б) cопротивление контактов:
по таблице3[1]
/> (2)
a2 = 1, c = 0.018, γ = 0.5
по таблице5[1]
Rk– сопротивление контактовв момент времени t;
Ro= Rкн = 100мкОм– начальноесопротивление контактов;
Rкп = 1,8 Rкн =180 мкОм – предельноесопротивление контактов;
/>=110 мкОм;
а) радиальныйзазор подшипников:
по таблице3[1]
/> (3)
k = 10-6
по таблице5[1]
a – радиальный зазорподшипников в момент времени t;
ao= aн = 0,01мм–начальный радиальный зазор подшипников;
aп= aп = 0,04 мм–предельно радиальный зазор подшипников;
a=0,01+10-6*2500=0.0125;
результатырасчетов сведем в таблицу 1:
Таблица1Наименование Сопротивление изоляции Сопротивление контактов Радиальный зазор Единицы измерения Мом мкОм мм Численное значение 0,6 110 0,0125 Наработка 2500 2500 2500
2 Определениересурса элемента электрооборудования
Определимресурс изоляции, используя метод многоступенчатого линейного прогнозированиятак как зависимость сопротивления изоляции от времени нелинейная.
Рассчитаемгарантированный ресурс безотказной работы:
/> (4)
/>= 200ч. – период между данным ипредыдущим диагностированием;
/> – корректирующийкоэффициент;
/> – определим для изоляциипо формуле (1) при />= 2300ч.
/> = />=/>Мом
/>= Rип=0,5 Мом
/>= Rин=10 Мом
/>= Rи =0,6 Мом
/>ч.
б) определимресурс контактов используя метод линейного прогнозирования так как зависимостьсопротивления контактов от времени линейная:
Рассчитываемостаточный ресурс безотказной работы:
/> (5)
/> (6)
/>– коэффициент остаточногоресурса;
/>= Rкп=180 мкОм
/>= Rкн=100 мкОм
/>= Rк =110 мкОм
/>
/>ч.
в) определимресурс подшипников используя метод линейного прогнозирования так какзависимость радиального зазора подшипников от времени линейная
Рассчитаемостаточный ресурс безотказной работы:
/>= aп=0.04 мм
/>= aн=0.01 мм
/>= a=0.0125 мм
По формуле(6): />
По формуле(5): />ч.
3 Расчетоптимальной периодичности профилактических мероприятий
Оптимальнаяпериодичность профилактических мероприятий определяется по минимуму удельныхзатрат:
/> (7)
ЗП/ЗР, а, yx – смотреть задание на курсовую работу
λ –интенсивность отказа оборудования определяется измерением интенсивности отказовотдельных элементов:
/> (8)
λ I– интенсивность отказов i–го элемента;
tci– срок службы этогоэлемента;
/> либо /> (9)
а) определиминтенсивность отказов изоляции:
/> ч.
/> ч-1
б) определиминтенсивность отказов контактов:
/> ч.
/> ч-1
в) определиминтенсивность отказов подшипников:
/> ч.
/> ч-1
Определиминтенсивность отказа оборудования:
/> =0.000066+0.00005+0.00003332=0.00014932ч-1
Определимоптимальную периодичность профилактических работ:
/> ч.
4 Расчет годовых затратна эксплуатацию.
Наш электрическийдвигатель относится к 1-ой группе электрооборудо-вания. По таблице 6[2]определим периодичность технического обслужи-вания Пто идиагностирования Пд, а также среднюю трудоемкость техничес-когообслуживания Тто, диагностирования Тд и текущего ремонтаТтр.
Пто=3мес.Пд=6мес. Тто=1чел.ч Тд=1,45чел.ч Ттр=1,3чел.ч
Определимколичество диагностирований в год:
/>= 12/6 = 2 (10)
Определимколичество технических обслуживаний в год:
/> (11)
Определимгодовые трудозатраты на эксплуатацию:
Т= Тто +Тд+Ттр= 1 + 1,45 + 1,3 = 3,75 чел.ч (12)
Определимгодовые затраты на оплату труда электромонтеров:
ЗП = СТ · Т (13)
где СТ– часовая тарифная ставка оплаты труда
СТ =200,46 р/час
ЗП = СТ· Т = 200,46 · 3,75 = 751,73 руб.
5 Разработкадиагностического устройства
В различныхотраслях сельскохозяйственного производства режимы работы электродвигателей неодинаковы. Где-то они тяжелее, где-то легче. Сезонность и односменность работыхарактерные для сельскохозяйственного производства, определяют относительнонизкую степень использования установленного электрооборудования в течении сутоки на протяжении года. Следует учесть что на всех кратковременных процессах, какправило, установленные электрические двигатели общепромышленного исполнения,рассчитаны на длительную работу при номинальной нагрузке. Малаяпродолжительность использования электродвигателей позволяет допускать ихперегрузки без ущерба для срока службы. Однако длительность использованияэлектродвигателей тесно связана с явлениями тепло- и влагообмена междуизоляцией электродвигателя и окружающей средой.
Режимы работыэл. двигателей влияют на изоляцию обмоток и как следствие, на надёжностьэлектродвигателей. При малом времени использования эл. двигателей особуюзначимость приобретают режимы пуска. Пуск эл. двигателей в с.х. производствеиз-за большой протяженности воздушных распределительных сетей и относительномалой мощности трансформаторов может оказаться затяжным .
Исследованияпоказали, что наиболее слабый элемент асинхронного двигателя – обмотка, надолю которой приходится свыше 80% отказов от их общего числа.
Таким образом,режим работы эл. двигателя влияет на состояние изоляции его обмотки. Поэтомуизмерение сопротивления изоляции обмоток эл. двигателя является очень важнымпараметром при диагностировании двигателей. Также важным параметром придиагностировании двигателя является сопротивление контактов.
Для измеренияэтих двух диагностических параметров мною разработано следующее диагностирующееустройство: основным его элементом является комбинированный прибор(непосредственно с его помощью и производят измерения), также в наше устройствовходят такие приборы как: автоматический выключатель необходимый для защитыустройства от коротких замыканий и перегрузок, вольтметр для контролянапряжения, амперметр для измерения тока, сигнальная лампа, которая показываетналичие напряжения в сети.
Определениесопротивления изоляции фазных обмоток проводим следующим образом: к выводамкомбинированного прибора подсоединяем начало и конец одной фазы, точно такжезамеряем сопротивление двух других фаз. Для определения сопротивления контактоводин из выводов комбинированного прибора подсоединяем к корпусу, а второй квыводу фазы, таким образом снимаются эти параметры.
6 Расчет ориентировочнойстоимости диагностического устройства
Таблица2№ Название элементов
Количество
Шт.
Стоимость единицы.
Руб. РБ
Общая стоимость
Руб. РБ 1
Корпус ЩП-103 1 17760 17760 2 Арматура сигнальная АВР 51023 2 2407 4814 3
Магнитный пускатель
ПМЛ 2101 Б ,25А 1 11988 11988 4
Автоматический выключатель 3-х фазный
АЕ 2046 М-10Р 6,3 А-25А 1 16058 16058 5 Тепловое реле 1 10000 10000 6 Вольтметр на 0-500 В переменного тока 1 5000 5000 7 Кнопочный выключатель ПКЕ 222-2 2 6394 12788 8 Амперметр на 0-25 А переменного тока 3 5000 5000 9 Ваттметр 0-3000 Вт 2 5000 15000 10
Автотрансформатор
0-380 В(3-х фазный) 1 150000 150000 Общая ориентировочная стоимость 248408
7 Выбор инструментов иприспособлений для диагностирования
Способдиагностирования – это совокупность и последовательность действий илиэкспериментов, направленных на определение технического состоянияэлектрооборудования.
В нашей схеменеобходимо произвести диагностирование изоляции и контактов. Для измерениясопротивления изоляции используется мегомметр или вольтметр-амперметр.Диагностирование контактов производится по определяющим и вспомогательнымпараметрам. К этим параметрам относят: переходное сопротивление, температуранагрева, зазор. Все эти параметры определяются при помощи ниже перечисленныхприборов: Р333, Ц4353, Е7-8, КИ6417. Также при диагностировании используютподручный инструмент такой как: отвертки, кусачки, монтерский нож, плоскогубцыи т.д.
Выводы
Последиагностирования данного оборудования мы получили следующие основные параметры:
для изоляциигарантированный ресурс безотказной работы
составляет — />ч.
для контактовгарантированный ресурс безотказной работы
составляет – /> ч.
дляподшипников гарантированный ресурс безотказной работы
составляет – /> ч.
Периодичностьдиагностирования составляет 6 месяцев, техническое обслуживание 4 месяца.
Для повышениякачества диагностирования нужно повысить организацию в материально-техническомснабжении соответствующим оборудованием, а также повысить уровень подготовкиспециалистов.
Литература
1. «Диагностикаэлектрооборудования» — методические указания по выполнению курсовой работы. БаранА.Н., Селюк Ю.Н., Минск – 2004.
2. «Диагностикаэлектрооборудования» — методические указания по выполнению лабораторных работ.Макатун В.Л., Селюк Ю.Н., Кущева С.В., Минск – 2003.
3. «Эксплуатацияэлектрооборудования» — Пястлов А.А., Еременко Г.П. Минск агропромиздат 1990г.