Элементные водонагреватели

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ



БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ





Кафедра практической

подготовки студентов







Курсовая работа

на тему «Элементные водонагреватели»







Выполнил: Студент 3-го курса

22эк группы

Нестеренко И.Е.

Руководитель: Селюк Ю.Н.















Минск 2008


Задание на курсовую работу



Исходные данные:

Место установки электрооборудования – коровник.

Наработка: t=1000ч.

Относительные ущербы в результате отказа: yx=1,1

Отношения затрат: ЗП/ЗР=1/6

Показатели эффективности профилактик: а=1,5




АННОТАЦИЯ



Курсовая работа выполнена в объеме: расчетно-пояснительной записки на страницах машинописного текста , таблиц , рисунков ,графическая часть на 1 листе формата А2.

В работе выполнен расчет: текущих эксплуатационных параметров, ресурса элементов электрооборудования, оптимальной периодичности профилактических мероприятий, годовых затрат на эксплуатацию.

Также было разработано диагностическое устройство и рассчитано его ориентировочная стоимость.

Ключевые слова: сопротивление изоляции, сопротивление контактов, диагностирование, наработка, диагностическое устройство.




Содержание



Введение

1 Определение текущих эксплуатационных параметров

2 Определение ресурса элемента электрооборудования

3 Расчет оптимальной периодичности профилактических мероприятий

4 Расчет годовых затрат на эксплуатацию

5 Разработка диагностического устройства

6 Расчет ориентировочной стоимости диагностического устройства

7 Выбор инструментов и приспособлений для диагностирования

Выводы

Литература




Введение



Изучение диагностики электрооборудования является важным элементом профессиональной подготовки инженера-электрика. Знания систем, способов и методов диагностирования позволяет с высокой точностью определять механическое состояние оборудования. Благодаря этому снижаются затраты на эксплуатацию электрооборудования, повышается его надежность, сокращаются простой оборудования вследствие отказов и полнее используется ресурс деталей электрических машин и аппаратов.

Выполнение курсовой работы по данной дисциплине позволяет на практике ознакомиться с методами и системами диагностирования конкретных видов электрооборудования, принципами их выбора и применения. Кроме того, в процессе выполнения работы осваивается методика проектирования диагностических устройств и основные принципы его организации диагностирования электрооборудования.

Условия эксплуатации двигателя: характер среды – сухие и влажные помещения.



		
Определение текущих эксплуатационных параметров



По таблице 2[1] примем коэффициенты, характеризующие условия среды:



m = 1 c = 0 n = 1.5 η = 0,7



По таблице 3[1] примем и рассчитаем закономерность изменения параметров диагностирования;

а) Сопротивление изоляции



 (1)



по таблице 3[1] примем θ = 390 К – установившаяся температура изоляции;

В = 10200 – коэффициент, зависящий от нагревостойкости изоляции;

по таблице 5[1] примем Ro = Rин = 10МОм – начальное сопротивление изоляции;

Rип = 0,5 МОм – предельное значение сопротивления изоляции;

Rи – сопротивление изоляции в момент времени t;

x = 0 – коэффициент, учитывающий влияние электрических сил;

k = 1.05 – коэффициент длительной перегрузки;

m, n – коэффициенты, учитывающие условия среды;

η – относительная влажность воздуха;

c – коэффициент, учитывающий химически активную среду;

МОм

б) cопротивление контактов:

по таблице 3[1]

 (2)



a2 = 1, c = 0.018, γ = 0.5

по таблице 5[1]

Rk – сопротивление контактов в момент времени t;

Ro = Rкн = 100мкОм– начальное сопротивление контактов;

Rкп = 1,8 Rкн =180 мкОм – предельное сопротивление контактов;

=110 мкОм;

а) радиальный зазор подшипников:

по таблице 3[1]



 (3)



k = 10-6

по таблице 5[1]

a – радиальный зазор подшипников 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;

результаты расчетов сведем в таблицу 1:



Таблица 1

Наименование

Сопротивление изоляции

Сопротивление контактов

Радиальный зазор

Единицы измерения

Мом

мкОм

мм

Численное значение

0,6

110

0,0125

Наработка

2500

2500

2500




Определение ресурса элемента электрооборудования



Определим ресурс изоляции, используя метод многоступенчатого линейного прогнозирования так как зависимость сопротивления изоляции от времени нелинейная.

Рассчитаем гарантированный ресурс безотказной работы:



 (4)



= 200ч. – период между данным и предыдущим диагностированием;

 – корректирующий коэффициент;

 – определим для изоляции по формуле (1) при = 2300ч.

 = =Мом

= Rип=0,5 Мом

= Rин=10 Мом

= Rи =0,6 Мом

ч.

б) определим ресурс контактов используя метод линейного прогнозирования так как зависимость сопротивления контактов от времени линейная:

Рассчитываем остаточный ресурс безотказной работы:



 (5)



 (6)

– коэффициент остаточного ресурса;

= Rкп=180 мкОм

= Rкн=100 мкОм

= Rк =110 мкОм



ч.

в) определим ресурс подшипников используя метод линейного прогнозирования так как зависимость радиального зазора подшипников от времени линейная

Рассчитаем остаточный ресурс безотказной работы:

= aп=0.04 мм

= aн=0.01 мм

= a=0.0125 мм

По формуле (6): 

По формуле (5): ч.



Расчет оптимальной периодичности профилактических мероприятий



Оптимальная периодичность профилактических мероприятий определяется по минимуму удельных затрат:



 (7)



ЗП/ЗР , а , yx – смотреть задание на курсовую работу

λ – интенсивность отказа оборудования определяется измерением интенсивности отказов отдельных элементов:



 (8)



λ I – интенсивность отказов i–го элемента;

tci – срок службы этого элемента;



 либо  (9)



а) определим интенсивность отказов изоляции:

 ч.

 ч-1

б) определим интенсивность отказов контактов:

 ч.

 ч-1

в) определим интенсивность отказов подшипников:

 ч.

 ч-1

Определим интенсивность отказа оборудования:

 =0.000066+0.00005+0.00003332=0.00014932 ч-1

Определим оптимальную периодичность профилактических работ:

 ч.


4 Расчет годовых затрат на эксплуатацию.



Наш электрический двигатель относится к 1-ой группе электрооборудо-вания. По таблице 6[2] определим периодичность технического обслужи-вания Пто и диагностирования Пд , а также среднюю трудоемкость техничес-кого обслуживания Тто , диагностирования Тд и текущего ремонта Ттр.

Пто=3мес. Пд=6мес. Тто=1чел.ч Тд=1,45чел.ч Ттр=1,3чел.ч

Определим количество диагностирований в год:



= 12/6 = 2 (10)



Определим количество технических обслуживаний в год:



 (11)



Определим годовые трудозатраты на эксплуатацию:



Т= Тто +Тд +Ттр= 1 + 1,45 + 1,3 = 3,75 чел.ч (12)



Определим годовые 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 Разработка диагностического устройства



В различных отраслях сельскохозяйственного производства режимы работы электродвигателей не одинаковы. Где-то они тяжелее, где-то легче. Сезонность и односменность работы характерные для сельскохозяйственного производства, определяют относительно низкую степень использования установленного электрооборудования в течении суток и на протяжении года. Следует учесть что на всех кратковременных процессах, как правило, установленные электрические двигатели общепромышленного исполнения, рассчитаны на длительную работу при номинальной нагрузке. Малая продолжительность использования электродвигателей позволяет допускать их перегрузки без ущерба для срока службы. Однако длительность использования электродвигателей тесно связана с явлениями тепло- и влагообмена между изоляцией электродвигателя и окружающей средой.

Режимы работы эл. двигателей влияют на изоляцию обмоток и как следствие , на надёжность электродвигателей . При малом времени использования эл. двигателей особую значимость приобретают режимы пуска. Пуск эл. двигателей в с.х. производстве из-за большой протяженности воздушных распределительных сетей и относительно малой мощности трансформаторов может оказаться затяжным .

Исследования показали , что наиболее слабый элемент асинхронного двигателя – обмотка , на долю которой приходится свыше 80% отказов от их общего числа.

Таким образом, режим работы эл. двигателя влияет на состояние изоляции его обмотки. Поэтому измерение сопротивления изоляции обмоток эл. двигателя является очень важным параметром при диагностировании двигателей. Также важным параметром при диагностировании двигателя является сопротивление контактов.

Для измерения этих двух диагностических параметров мною разработано следующее диагностирующее устройство: основным его элементом является комбинированный прибор (непосредственно с его помощью и производят измерения), также в наше устройство входят такие приборы как: автоматический выключатель необходимый для защиты устройства от коротких замыканий и перегрузок, вольтметр для контроля напряжения, амперметр для измерения тока, сигнальная лампа, которая показывает наличие напряжения в сети.

Определение сопротивления изоляции фазных обмоток проводим следующим образом: к выводам комбинированного прибора подсоединяем начало и конец одной фазы, точно также замеряем сопротивление двух других фаз. Для определения сопротивления контактов один из выводов комбинированного прибора подсоединяем к корпусу, а второй к выводу фазы, таким образом снимаются эти параметры.



6 Расчет ориентировочной стоимости диагностического устройства



Таблица 2

№

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 и приспособлений для диагностирования



Способ диагностирования – это совокупность и последовательность действий или экспериментов, направленных на определение технического состояния электрооборудования.

В нашей схеме необходимо произвести диагностирование изоляции и контактов. Для измерения сопротивления изоляции используется мегомметр или вольтметр-амперметр. Диагностирование контактов производится по определяющим и вспомогательным параметрам. К этим параметрам относят: переходное сопротивление, температура нагрева, зазор. Все эти параметры определяются при помощи ниже перечисленных приборов: Р333, Ц4353, Е7-8, КИ6417. Также при диагностировании используют подручный инструмент такой как: отвертки, кусачки, монтерский нож, плоскогубцы и т.д.




Выводы



После диагностирования данного оборудования мы получили следующие основные параметры:

для изоляции гарантированный ресурс безотказной работы

составляет - ч.

для контактов гарантированный ресурс безотказной работы

составляет –  ч.

для подшипников гарантированный ресурс безотказной работы

составляет –  ч.

Периодичность диагностирования составляет 6 месяцев, техническое обслуживание 4 месяца.

Для повышения качества диагностирования нужно повысить организацию в материально-техническом снабжении соответствующим оборудованием, а также повысить уровень подготовки специалистов.




Литература



	«Диагностика электрооборудования» - методические указания по выполнению курсовой работы. Баран А.Н., Селюк Ю.Н., Минск – 2004.

	«Диагностика электрооборудования» - методические указания по выполнению лабораторных работ. Макатун В.Л., Селюк Ю.Н., Кущева С.В., Минск – 2003.

	«Эксплуатация электрооборудования» - Пястлов А.А., Еременко Г.П. Минск агропромиздат 1990г.