Выбор воздушных автоматических выключателей (автоматов)

 

Воздушные автоматические выключатели в основном предназначены для защиты электроустановок напряжением до 1000 В от коротких замыканий и перегрузок.

В некоторые типы автоматов могут быть встроены расцепители минимального напряжения, отключающие автомат при понижении напряжения в сети.

Автоматы могут быть также использованы для нечастых оперативных включений и отключений (для большинства типов 2...6 в час, (для АЕ=2000 до 30 в час). Более частые операции приводят к быстрому износу контактов.

Автоматы дороже плавких предохранителей, более сложны по конструкции, имеют большие габаритные размеры. Однако ряд существенных преимуществ автоматов по сравнению с плавкими предохранителями (возможность быстрого включения после срабатывания, более стабильные характеристики, возможность выполнения некоторых типов автоматов с нулевой защитой и защитой от понижения напряжения, одновременное отключение всех трех фаз и др.) обусловил их широкое применение в электроустановках разных назначений.

В электроустановках наибольшее применение получили автоматы серий АЕ-1000, АЕ-2000, А3700, ВА51, имеющие улучшенные характеристики по сравнению с сериями А3100 и АП-50.

Технические данные типоисполнений автоматов указанных выше серий приведены в справочниках.

Автоматические выключатели выбирают по следующим условиям:

 

U_н.а. U_н.у.

I_a I_н.у.

Iн.р kн.т.Ip.max

(6)

I_н.э k_н.э.I_к.max

I_{пред.откл.} I_к..max

 

Здесь U_н.а,U_н.у—соответственно номинальные напряжения автомата и электроустановки; I_a,*I_н.у.—номинальные токи автомата и электроустановки; I_нр—номинальный ток теплового расцепителя автомата; k_н.т—коэффициент надежности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя, принимаются в пределах от 1,1 до 1,3; I_н.э—ток отсечки электромагнитного расцепителя; k_н.э— коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя и пускового тока электродвигателя (для автоматов АП-50, АЕ-2000 н А3700 k_н.э =1,25, для А3100 k_н.э =1,5; I_{пред.откл}—предельный отключаемый автоматом ток);I_k.max - максимальный ток короткого замыкания в месте установки автомата

 

Ik.max = Uн

(7)

 

где Z_т — сопротивление трансформатора, приведенное к напряжению 400 В; Z_л — сопротивление линии от шин 0,4 кВ подстанции до места установки автомата.

 

Пример

 

По условию примера 1 выбрать для защиты электрической сети автоматические выключатели с комбинированнымирасцепителями.

Решение. Из таблицы справочника для защиты ответвлений к электродвигателям и линий освещения могут быть выбраны автоматы А3100 и АЕ-2000. Автомат АП-50 не проходит по предельно отключаемому току, который для него составляет не более 1,5 кА(I не более = 2,8 кА). Выбираем автомат АЕ-2000, так как по сравнению с А3100 он допускает большее число оперативных включении и отключений, имеет значительно большую износоустойчивость контактов и в нем возможна регулировка тока уставки теплового расцепителя.

Линия 1. Определяем расчетный ток теплового расцепителяI_н.р k_н.т.I_p.max. = 1,25х35 = 42 А. Принимаем автомат АЕ-2046 с I_н=63 А и I_н.р=50 А

Устанавливаем ток уставкирасцепителяI_у.р=0,9х50=45 А. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя выбираем по условию:

I_н.э k_н.э.I_пуск = 1,26х290 = 362,5 А.

 

Принимаем I_н.э= 12 I_н.р = 12х50=600 А. Если принять I_н.э= 3I_{н р}=3×50=150 А, то электромагнитный расцепитель будет ложно срабатывать при пуске двигателя.

Так же выбираем автоматы для остальных линий.

Линия 2. I_н.р 1.2×6.7=8 А. Принимаем автомат АЕ-2036 с I_н=25 А и I_н.р=8 А. I_н.э 1,25×43,5=54,4 А. Принимаем I_н.э=12×8=96 А.

Линия 3. I_н.р 1.2×10.3=12,4 А.; автомат АЕ-2036 с I_н.р=12,5 А,

I_н.з 1,25х80,5 = 100,6 А, I_н.э=12×12,5= 150 А.

Линия 4. I_н.р 1.2×6.75=9,1 А.; автомат АЕ-2036 с I_н=25 А и I_н.р=10 А.

Ток уставкирасцепителяI_ур=0,92 I_н.р=0,92х10=9,2 А, I_нэ=3×10=30 А.

Линия 5. I_н.р 1.2×14=16,8 А.; автомат АЕ-2036, I_н=25 А, I_п.р=16А.

Ток уставкирасцепителяI_{у р} == 1,05 * 16 = 16,8 А, I_н.э=3×16=48 А.

Линия 6. I_н.р 1.2×52=62,4 А.; автомат АЕ-2046, I_н=63 А, I_н.р=63А,

I_н.э=1,25×307=384 А, I_н.э= 12×63=756 А.

Линия 7. I_н.р 1.2×20.75=24,9 А.; автомат АЕ-2036, I_н=25 А, I_н.р=25 А, I_н.э=3×25=75 А.

Ввод. I_н.р 1.2×58,2=69,8 А; автомат АЕ-2056, I_н=100 А, I_н.р=80 А,.

I_у.р=0,9×80=72 А. I_н.э= 12×80=960 А.

 

Следует отметить, что при коротком замыкании селективность защиты соблюдаться не будет, так как электромагнитные расцепители при токах, равных или больших их тока уставки практически срабатывают мгновенно.

Занятие №12

Выбор реле

 

В релейно-контактных схемах управления производственными процессами применяют различного рода электрические реле постоянного и переменного тока [9]. Реле постоянного тока более надежны в эксплуатации и более экономичны, чем реле переменного тока. Преимущество реле переменного тока в том, что для их включения не требуется источник постоянного тока.

Реле промежуточные предназначены для оперирования в цепях автоматического управления электроприводами в качестве многоконтактных аппаратов и являются комплектующими изделиями. Реле электромеханические. В настоящее время начинают широко применятся реле с магнитоуправляемыми контактами-герконами. Герконовые реле серий РПГ8, РПГ9 и др. используются также в схемах автоматизации и управления электроприводами.

Герконовые реле позволяют строить любые логические схемы, имеющие преимущества перед схемами на полупроводниковых приборах, т.к. обладают более высокой выходной мощностью, отсутствием гальванической связи между нагрузками и цепями управления. Реле на герконах обладают более высоким быстродействием, способное работать в пыльной среде и имеют большой срок службы.

Сравнительно высокая выходная коммутированная мощность реле на герконах (до 250 Вт) позволяет с их помощью управлять сильноточными электромеханическими реле, а также контакторами серии МК.

В схемах управления производственными процессами широкое распространение получили промежуточные реле ЭП-1, РП-1, РП-2, РП-3,

РП-20, МКУ-48, ПЭ-21, РПУ, пневматические реле времени РВП-1М и РВП-72, моторные Е-52 и ВС-10, электромеханические ЭВ-24, ЭВ-217 и др.

Основные технические данные промежуточных реле приведены в табл. справочников [9].

Реле выбирают по назначению, напряжением и током обмотки, числу, типу, длительно допускаемому току и коммутационной способности контактов. При выборе из числа нескольких типов технически равноценных для данной схемы реле следует также учитывать их габаритные размеры и стоимость.

При выборе реле, применяемых в цепях управления контакторами, следует учитывать коммутационные возможности их контактов [9].

 

Занятие №13

 

Расчёт обмотки геркона

Важнейшим параметром геркона, приводимым в его паспорте, является МДС срабатывания F_cp, по значению которой можно определить параметры обмотки. Расчетная МДС обмотки

F_Р = кг кпF_cp,

где k_Г =1,2-2 - коэффициент запаса, учитывающий технический разброс параметров геркона, допустимые колебания питающего напряжения и изменения сопротивления обмотки при нагреве; k_n - коэффициент, учитывающий взаимное влияние совместно установленных герконов. По опытным данным k_n= , где п - число герконов в реле.

Диаметр неизолированного провода d_np находится из формулы

 

d _np/4 = q = F l_cp/U,

 

где - удельное сопротивление материала провода обмотки в горячем состоянии; 1_ср - средняя длина витка обмотки; U - напряжение источника.

находим по формуле

 

,

 

Для медного провода =0,0175-10⁶ Ом-м при температуре =20 °С; _кр - температура окружающей среды, °С; - допустимое превышение температуры обмотки, °С; _R = 0,0041 1/°c; Средняя длина витка

 

/2= (d_B+h_k),

 

где dв = dб+2 ( + _кар) - внутренний диаметр обмотки; dб - диаметр баллона геркона; -зазор между баллоном и каркасом; _кар - толщина каркаса катушки управления; hк - радиальная толщина обмотки.

Для получения минимальной МДС срабатывания площадь сечения обмотки Qи ее радиальная толщина hк выбираются по соотношениям

 

Q=3d(L+ d)/8; h_К= Q/ d_B; l_К = 4d(L+ d)/d_B,

 

где d- диаметр стержня КС; L - длина геркона.

Ориентировочно длина обмотки l_К= (0,25-0,5)L. Найденный диаметр d_npокругляется до стандартной величиы.

Число витков обмотки

 

= h_Кl_КK_3M/q,

 

К_зм - коэффициент заполнения обмотки медью берется дляпринятого dпp.

Расчет превышения температуры обмоток для установившегося режима

 

= Р/(ктSохл),

 

где К_Т- коэффициент теплоотдачи (10 Вт м²°С^-1); S_OXJl-поверхность охлаждения обмотки;Р - мощность выделяемая в обмотке.

 

Р=I²R = /R = q/ ( 1_ср ) = q/[ (d_B+h_k) ]

 

Поверхность охлажденияS_oxл = (d_B+2hк) 1_K. ..

Диаметр провода d_np проверяем из условий нагрева в установившемся режиме

 

I²R = 4 I² 1_ср /( d _np) = K_TSохл. .

 

После выбора d_np проводим поверочный расчет F и с учетом коэффициента заполнения К_зм. Если обмотка работает в режиме кратковременного включения, то допустимое время включения

 

t = Т ln

 

где - допустимое превышение температуры; Т - постоянная времени нагрев аобмотки.

 

Т = с G / (K_TSохл.) = .

 

где с - удельная теплоемкость материала провода [для меди с = 390 Вт-с/ (кг -°С) ]; G - масса провода, кг; - плотность материала провода,кг/м³ (для меди = 8900 кг/м ).

8. Нагрев геркона при повторно кратковременном режиме рассчитывается по известной методике.

 

Занятие №14

 

---

Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 15; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!