Электрические и электронные аппараты в системах электроснабжения
Министерство образования и науки Российской Федерации
Казанский государственный энергетический университет
Кафедра ЭПП
Практическая работа по предмету:
Электрические и электронные аппараты.
На тему
Электрические и электронные аппараты в системах электроснабжения
Выполнил:
Вариант: «0»
Группа: ЭП-2-03
Преподаватель:
Хатанова И.А.
Казань 2006г.
1. Выбор контакторов и магнитного пускателя для управления и защиты асинхронного двигателя
Рис. 1. Схема пуска и защиты двигателя
Требуется выбрать магнитный пускатель (контактор) для управления и защиты асинхронного двигателя типа 4А112М2У3, работающего в продолжительном режиме. Схема прямого пуска и защиты приведена на рис. 1.
По типу двигателя из справочной литературы[1,табл.26.3] определим его технические параметры:
- номинальная мощность, P ном – 7,5 кВт;
- коэффициент полезного действия, η ном – 87,5 %;
- коэффициент мощности, cosφ – 0,88;
- номинальное линейное напряжение на обмотке статора,U ном – 380 В;
- коэффициент кратности пускового тока, КI – 7,5;
- время пуска двигателя, t n – 5 с.
Определим параметры, по которым производится выбор магнитного пускателя:
а) род тока – переменный, частота – 50 Гц;
б) номинальное напряжение – 380В, номинальный ток не должен быть меньше номинального тока двигателя;
в) согласно схеме включения двигателя (рис. 1) аппарат должен иметь не менее трех замыкающихся силовых контактов и одного замыкающегося вспомогательного контакта;
г) категория применения, аппарат должен работать в одной из категорий применения: АС – 3 или АС – 4;
д) режим работы аппарата – продолжительный с частыми прямыми пусками двигателя.
Для выбора аппарата по основным техническим параметрам необходимо произвести предварительные расчеты номинального и пускового токов двигателя. Определим номинальный ток (действующее значение):
Пусковой ток (действующее значение):
Ударный пусковой ток (амплитудное значение):
принимаем
Произведем выбор аппарата по основным техническим параметрам.
Выбираем магнитный пускатель со встроенным тепловым реле по основным техническим параметрам, приведенным в справочнике – типа ПМЛ 221002[2,табл.6.18].
Проверим возможность работы выбранного аппарата в категориях применения АС – 3 и АС – 4.
Согласно справочным данным в категории применения АС – 3 магнитный пускатель должен включать в нормальном режиме коммутации ток:
,
а в режиме редких коммутаций:
.
Оба условия пускателя ПМЛ 221002 выполняются, так как:
В категории применения АС – 4 магнитный пускатель ПМЛ 221002 с номинальным рабочем током 10 А должен отключать в номинальном режиме коммутации ток:
,
который меньше пускового тока двигателя. В режиме редких коммутаций ток:
,
который также ниже ударного пускового тока двигателя. Поэтому пускатель ПМЛ 221002 с номинальным током 20 А, предназначенный для работы в категории АС – 4, для данной схемы (рис. 1) не пригоден.
Тепловые реле серии РТЛ, встроены в магнитные пускатели (табл. 1, приложение 2) имеют регулируемое время срабатывания t СР = (4,5 - 12) с, что приемлемо для заданных условий пуска двигателя: 1,5t П < t СР < t П.
Для реализации схем пуска двигателя (рис. 1) можно использовать контактор и дополнительное тепловое реле.
Выбор контактора аналогичен вышерассмотренному выбору магнитного пускателя. Выбираем контактор КМ2311-7. Проверим возможность работы выбранного аппарата в категориях применения АС-3 и АС-4. Согласно справочным данным в категории применения АС – 3 контактор должен включать в нормальном режиме коммутации ток:
,
а в режиме редких коммутаций:
.
Оба условия контактора КМ2311-7. выполняются, так как:
В категории применения АС – 4 контактор КМ2311-7. с номинальным рабочем током 25 А должен отключать в номинальном режиме коммутации ток:
,
который больше пускового тока двигателя. В режиме редких коммутаций ток:
,
который также выше ударного пускового тока двигателя. Поэтому контактор КМ2311-7. с номинальным током 25 А, предназначенный для работы в категории АС – 4, для данной схемы (рис. 1) пригоден.
2. Выбор автоматических выключателей и предохранителей для защиты двигателей
От цехового трансформатора кабелем питается сборка механической мастерской, к которой подключены четыре двигателя. Напряжение сети 380 В. Все двигатели работают одновременно. Типы двигателей приведены в табл. 1. Схема цеховой электрической сети, питающей сборку механической мастерской, приведена на рис. 2. Требуется выбрать аппараты защиты двигателей и кабеля, питающего сборку:
а) автоматические выключатели QF1 – QF5 (рис. 2 (а));
б) плавкие предохранители F1 - F5 (рис. 2(б)).
|
|
Рис. 2. Участок радиальной схемы цеховой электрической сети: ТП – трансформаторная подстанция; РУ – распределительное устройство; КЛ - кабель; QF1 – QF5 – автоматы; М1 – М4 – двигатели; F1 - F5 – плавкие предохранители.
Определим по мощности двигателей их номинальные и пусковые токи так же, как в задаче 1. Рассчитаем по выражению (1) номинальные токи вставок предохранителей, защищающие двигатели (рис.2б). Подберем по справочным данным ближайшие к расчетным номинальные токи вставок для предохранителей разных типов: ПР. – 2, ПН. – 2, НПР, НПН и занесем все вышеуказанные расчетные и справочные величины в табл.1.
Для предохранителя, защищающего кабель, питающий сборку, номинальный ток рассчитаем по выражению:
где – сумма пусковых токов всех самозапускающихся двигателей.
.
Таблица 1
|
Мощность двигателя, кВт |
Ток двигателя, А |
Ток вставки, А |
||||
|
номинальный |
пусковой |
расчетный |
принятый |
|||
|
ПР-2 |
ПН-2 |
НПН, НПР |
||||
|
11 11 7,5 7,5 |
21,1 22 14,8 15,1 |
158,25 165 111 98,2 |
68,4 69,92 47,04 41,61 |
80 80 60 60 |
80 80 50 50 |
80 80 63 63 |
Выбираем по ближайшему большему значению номинального тока предохранитель типа ПН-2 (I Н = 250 А).
Проверяем правильность выбора по условию пуска двух самых крупных двигателей в нормальном режиме:
где – сумма номинальных токов работающих двигателей;
– сумма пусковых токов самых крупных двигателей.
.
Предохранитель типа ПН-2 этому условию удовлетворяет (250>212,98).
Выберем для защиты той же группы двигателей автоматические выключатели (рис.2а). Расчетные и справочные данные заносим в таблицу 2.
Таблица 2.
|
Мощность двигателя, кВт |
Ток двигателя, А |
Расчетные токи срабатывания расцепителей, А |
Принятые токи срабатывания расцепителей, А |
|||
|
номинальный |
пусковой |
Зависимые |
Мгновенные |
Зависимые |
Мгновенные |
|
|
11 11 7,5 7,5 |
21,1 22 14,8 15,1 |
158,25 165 111 98,2 |
23,98 16,13 16,5 |
247 166,5 147,3 |
35 35 20 20 |
400 400 180 180 |
Все двигатели имеют номинальные токи менее 50 А, поэтому для их защиты выбираем автомат АП50 – 3МТС I Н = 50 А.
Номинальный ток теплового расцепителя принимается ближайший больший номинального тока двигателя с поправкой на окружающую температуру: помещение, где установлены двигатели и автоматы обычное, отапливаемое, с температурой t = 20 °С; завод калибрует автоматы АП50 при температуре +35 °С, поэтому номинальные токи зависимых расцепителей выбираются по уравнению (6):
.
Ток срабатывания мгновенного расцепителя автомата принимается равным десятикратному току срабатывания теплового расцепителя.
Для защиты группы двигателей ток срабатывания независимого расцепителя автомата должен быть отстроен от тока самозапуска всех двигателей:
.
По справочным данным выбираем автомат А3700 с I Н = 160 А.
Ток срабатывания зависимого расцепителя автомата А3700:
Страницы: 1, 2
