Содержание : 1. Задание на расчет. ............................................................................................................................ 3 2. Радиальная схема электроснабжения. ........................................................................................... 4 3. Предварительные расчеты цепи питания асинхронного двигателя. .......................................... 6 3.1 Расчет номинального, пускового и ударного пускового тока электродвигателя. ..................... 6 3.2 Расчет номинального тока второй линии (линии с нагрузкой). .................................................. 6 3.3 Расчет номинального тока третьей линии (линия от трансформатора до распределительной шины). ......................................................................................................................................................... 6 3.4 Выбор сечения и тип кабелей, соединяющих электродвигатель с питающим трансформатором. ...................................................................................................................................... 6 3.5 Расчет сопротивлений кабелей. ...................................................................................................... 7 3.6 Расчет токов короткого замыкания (КЗ)........................................................................................ 9 3.7 Определение ударного тока на выводах электродвигателя. ...................................................... 10 3.8 Проверка условия нормального пуска двигателя. ...................................................................... 10 4. Выбор автоматических выключателей, магнитных пускателей, тепловых реле, предохранителей и других элементов цепи............................................................................................ 11 4.1 Схема управления и защиты электродвигателя. ......................................................................... 11 4.2 Перечень аппаратуры управления и защиты, которую необходимо выбрать. ........................ 12 4.3 Перечень основных технических требований, по которым выбирались автоматы с указанием их значений, а так же результаты выбора аппаратуры управления и защиты; формулы заказа выбранных аппаратов. ................................................................................................................. 13 4.3.1 Выбор автоматического выключателя QF3. ......................................................................... 13 4.3.1.1 Проверка необходимых условий. .................................................................................. 14 4.3.1.2 Общий вид и габаритные размеры автоматического выключателя QF3 .................. 14 4.3.1.3 Формулировка заказа: .................................................................................................... 14 4.3.2 Выбор автоматического выключателя QF4. ......................................................................... 15 4.3.2.1 Проверка необходимых условий. .................................................................................. 15 4.3.2.2 Общий вид и габаритные размеры автоматического выключателя QF4 .................. 16 4.3.2.3 Формулировка заказа: .................................................................................................... 16 4.3.3 Выбор автоматического выключателя QF2. ......................................................................... 16 4.3.3.1 Проверка необходимых условий. .................................................................................. 17 4.3.4 . Формулировка заказа: .......................................................................................................... 17 4.3.5 . Выбор пускателя. .................................................................................................................. 17 4.3.5.1 Проверка необходимых условий. .................................................................................. 19 4.3.5.2 Общий вид и габаритные размеры пускателя .............................................................. 19 4.3.5.3 Формулирование заказа. ................................................................................................ 19 4.3.6 Выбор предохранителя и проверка условий. ....................................................................... 19 4.3.6.1 Общий вид и габаритные размеры предохранителя ................................................... 20 4.3.6.2 Формулировка заказа...................................................................................................... 20 4.3.7 Выбор кнопок управления ..................................................................................................... 20 4.3.7.1 Формулирование заказа ................................................................................................. 21 4.3.8 Выбор зажимов ........................................................................................................................ 21 4.3.8.1 Общий вид и габаритные размеры зажимов ................................................................ 22 4.3.8.2 Формулировка заказа...................................................................................................... 22 5. Времятоковая характеристика двигателя и аппаратов защиты. ............................................... 23 6. Список используемой литературы. .............................................................................................. 24 Лист 2 1. Задание на расчет Система: Тип схемы электроснабжения (рис.1) ……………………………………………………радиальная Трансформатор: Номинальная мощность питающего трансформатора……………………………Sном,160 кВА Номинальное линейное напряжение ……………………………………….………Uном.л,380 В Напряжение короткого замыкания ……………………………………………….. Uk%, 4.5% Соотношение сопротивлений питающей системы и трансформатора ………….xc/xT=0,2 Активное сопротивления прямой последовательности питающего трансформатора (таблица 1, приложение 1)…………………………………………………………………………. rТ=19.3мОм Индуктивное сопротивления прямой последовательности питающего трансформатора (таблица 1, приложение 1)…………………………………………………………………………. xТ=43мОм Кабельные линии (рис.1) Длина 1-го соединительного кабеля …………………………………………………………l1= 20м Длина 2-го соединительного кабеля …………………………………………………………..l2=8м Длина 3-го соединительного кабеля ………………………………………………………… l3= 8м Материал токопроводящей жилы …………………………………………………………алюминий Электродвигатель Обозначение двигателя на радиальной схеме …………………………………………….М Кратность пускового тока ……………………………………………………………………..КI=6 Время пуска двигателя ………………………………………………………………………...tп= 7с Номинальная мощность ……………………………………………………………………..P1=19 кВт. КПД%……………………………………………………………………………………………….90% Коэффициент мощности cos(φ1)…………………………………………………………………….0.9 Нагрузка Номинальная мощность …………………………………………………………………….P2=22 кВт. Коэффициент мощности cos(φ2)…………………………………………………………………….0.8 Лист 3 2. Радиальная схема электроснабжения Рис.1. Лист 4 В начале энергосистемы с индуктивным сопротивлением XC подаётся напряжение на питающий трансформатор T с параметрами Sном; Uк%; XT . С питающего трансформатора T напряжение через автоматический выключатель QF1, который предназначен для защиты трансформатора от перенапряжений, подается на шинопровод. С шинопровода через автоматический выключатель QF2 и через кабель длиной L1 напряжение подается на другой шинопровод, и затем через автоматический выключатель QF3 и через кабель длиной L2 напряжение подается непосредственно на двигатель M, и через автоматический выключатель QF4 и через кабель длиной L3 напряжение подается непосредственно на нагрузку. Как видно, радиальная схема электроснабжения служит для распределения напряжения между потребителями. Лист 5 3. Предварительные расчеты цепи питания асинхронного двигателя 3.1 Расчет номинального, пускового и ударного пускового тока электродвигателя Номинальный ток двигателя определяется как [5]: P1 , 3 U ном.л cos 1 где Рном - номинальная мощность двигателя; Uном.л - номинальное линейное напряжение на обмотке статора; - коэффициент полезного действия при номинальном моменте на валу двигателя; cos1 - коэффициент мощности. 19000 I номдв 35.63( А) 3 380 0.9 0.9 Пусковой ток двигателя: I ном.дв I п.дв k I I ном.дв , где kI – кратность пускового тока двигателя. I п.дв К I Iнно .дв 6 35.63 213.78( А) Ударный пусковой ток двигателя (амплитудное значение): I уд.п . 1.2...1.4 2 I п , I уд.п. 1.3 2 213.78 393.02( A) 3.2 Расчет номинального тока второй линии (линии с нагрузкой) Номинальный ток нагрузки определяется как [5]: I ном.нагр P2 , 3 U ном.л cos 2 I ном.нагр 22000 46.42( А) 3 380 0,9 0.8 3.3 Расчет номинального тока третьей линии (линия от трансформатора до распределительной шины) Номинальный ток определяется как : I ном.общ I ном.дв I ном.нагр. 35.63 46.42 82.05( А) 3.4 Выбор сечения и тип кабелей, соединяющих электродвигатель с питающим трансформатором Выбор сечения кабелей низкого напряжения, соединяющих электродвигатель с питающим трансформатором, по номинальному напряжению и току надо вести, учитывая, что длительно допустимый ток кабеля должен быть на 20 % больше номинального тока линии (см. п.п. 1.3.10. табл. 1.3.6., 1.3.7. [10]). Сечение PEN проводника выбирать равным фазному. Лист 6 А) Кабель, соединяющий трансформатор и распределительную шину l1=20 м. Провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами, проложенные в одной трубе. Б) Кабель, соединяющий двигатель и распределительную шину l2=8 м. Провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами, проложенные в одной трубе. В) Кабель, соединяющий нагрузку и распределительную шину l3=8 м. Провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами, проложенные в одной трубе. 3.5 Расчет сопротивлений кабелей Для расчета сопротивлений кабелей для выбранного сечения по таблице 2 (см. приложение 1) находят удельное активное сопротивление rуд и удельное реактивное сопротивление худ Сопротивление кабеля: r к r уд l к ; x к x уд l к где lк - длина соединительного кабеля. Таблица параметров кабелей Номер кабеля 1 PEN1 2 PEN2 3 PEN3 20 20 8 8 8 8 82.05 82.05 35.63 35.63 46.42 46.42 Длительно допустимый ток кабеля Iд.д., A 100 100 43 43 56 56 Материал Al Al Al Al Al Al Количество жил 3 1 3 3 3 3 Сечение q, мм2 10 10 4 4 4 4 3.84 3.84 9.61 9.61 9.61 9.61 0.088 0.088 0.098 0.098 0.098 0.098 76.8 76.8 76.8 76.8 76.8 76.8 Параметр Длина кабеля l, м Номинальный ток нагрузки кабеля In, A Удельное активное сопротивление rуд, мОм/м Удельное реактивное сопротивление xуд, мОм/м Активное сопротивление r = rуд l, мОм Лист 7 Реактивное сопротивление x = xуд l, мОм 1.76 1.76 0.784 0.784 0.784 0.784 Суммарные сопротивления составляют: активное: r кз r т r к r пк , реактивное: xкз xc xт xк , где rТ и xТ – соответственно активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности питающего трансформатора (таблица 1, приложение 1); xc - приведенное индуктивное сопротивление энергосистемы (находим из заданного соотношения xс/xт); rпк - переходное сопротивление контактов в местах соединения (принимаем равным 15мОм). Активным сопротивлением системы пренебрегаем. Рассмотрение точки 1 на схеме (около двигателя) Рассчитываем активное сопротивление до точки 1. rкз1 rT rк1 rк 2 rпк 19.3 76.8 76.8 15 187.9( мОм ) где, rк 2 - активное сопротивление кабеля, соединяющего двигатель и шину; rк1 - активное сопротивление кабеля, соединяющего шину и трансформатор; Рассчитываем индуктивное сопротивление до точки 1. xКЗ1 xС xТ xК1 xК 2 8.6 43 1.76 0.784 54.144( мОм ) где, xк 2 - реактивное сопротивление кабеля, соединяющего двигатель и шину; xк1 - реактивное сопротивление кабеля, соединяющего шину и трансформатор; Тогда модуль полного сопротивления до точки КЗ составит: Z кз 2 xкз r кз . Z КЗ1 54.144 2 187.9 2 195.54( мОм ) Рассмотрение точки 2 на схеме (около нагрузки) Рассчитываем активное сопротивление до точки 2. rКЗ 2 rТ rк1 rк 3 rПК 19.3 76.8 76.8 15 187.9( мОм ) где, rк 3 - активное сопротивление кабеля, соединяющего нагрузку и шину; rк1 - активное сопротивление кабеля, соединяющего шину и трансформатор; Рассчитываем индуктивное сопротивление до точки 2. xКЗ 2 xТ xc xк1 xк 3 43 8.6 1.76 0.784 54.144( мОм ) где, xк 3 xк1 - реактивное сопротивление кабеля, соединяющего нагрузку и шину; - реактивное сопротивление кабеля, соединяющего шину и трансформатор; Лист 8 Тогда модуль полного сопротивления до точки КЗ составит: 2 Z кз xкз r кз . Z КЗ 54.1442 187.92 195.54( мОм ) Рассмотрение точки 3 на схеме (на выводах автоматического выключателя QF2) Рассчитываем активное сопротивление до точки 3. rКЗ rt rПК rк1 19.3 15 76.8 111.1( мОм ) где, rк1 - активное сопротивление кабеля соединяющего шину и трансформатор; Рассчитываем индуктивное сопротивление до точки 3. xКЗ xt xc xђ1 43 8,6 1.76 53.36( мОм ) где, xк1 - реактивное сопротивление кабеля соединяющего шину и трансформатор; Тогда модуль полного сопротивления до точки КЗ составит: 2 Z кз xкз r кз . Z КЗ 111.112 53.36 2 123.24( мОм ) 3.6 Расчет токов короткого замыкания (КЗ) Рассмотрение точки 1 на схеме (около двигателя). Ток трехфазного КЗ в месте установки двигателя ток находится как: I (кз ) I (3) КЗ1 380 3 Z КЗ1 380 3 195.54 10 3 ( 2) I кз ток двухфазного КЗ: I ( 2) КЗ U ном.л , Z кз 1122( А) U ном.л , 2 Z кз 380 380 971.6( А) 2 Z КЗ 2 195.54 10 3 Рассмотрение точки 2 на схеме (около нагрузки). Ток трехфазного КЗ ходится как: I (кз ) U ном.л , Z кз Лист 9 I (3) КЗ 380 3 Z КЗ 380 1122( А) 3 3 195.54 10 ( 2) I кз ток двухфазного КЗ I ( 2 ) КЗ U ном.л , 2 Z КЗ 380 380 971.6( А) 2 Z КЗ 2 195.54 10 3 Рассмотрение точки 3 на схеме. Ток трехфазного КЗ находится как: I (кз ) I (3) КЗ 380 3 Z КЗ U ном.л , Z кз 380 3 123.24 10 3 1780.2( А) ток двухфазного КЗ ( 2) I кз I ( 2) КЗ U ном.л , 2 Z кз 380 380 1541.7( А) 2 Z КЗ 2 123.24 10 3 3.7 Определение ударного тока на выводах электродвигателя Ударный ток КЗ находится из соотношения I уд.кз k уд I (3) кз , где kуд - ударный коэффициент, зависящий от отношения (Xт + Xк)/(Rт + Rк) и определяемый по кривым изменения ударного коэффициента рис.1.5 [метод] kуд для xкз/ rкз=54.144/187.2=9=0.28, находим kуд=1.01 I уд.кз 1.01 2 1122 1602.6( А) 3.8 Проверка условия нормального пуска двигателя В условиях тяжелого пуска двигателя (длительность пуска > 5 с) ( 3) I кз I п.дв 3.5 , где I(3)кз - ток трехфазного КЗ на двигателе. При заданных данных получается: 1780.2/213.78=8.32>3.5 условие тяжелого пуска двигателя выполняется. Лист 10 4. Выбор автоматических выключателей, магнитных пускателей, тепловых реле, предохранителей и других элементов цепи 4.1 Схема управления и защиты электродвигателя Рис. 2. М FU 1 KM SB1, SB2 КК QF 3 - двигатель; - предохранитель; - пускатель; - выключатели кнопочные; - тепловое реле; - автоматический выключатель; Лист 11 Схема защиты и управления пуском короткозамкнутого асинхронного двигателя включает в себя контактор (КМ) и тепловое реле (КК). Контактор в сочетании с тепловым реле образуют магнитный пускатель. Пускатель предназначен для защиты от продолжительных токов перегрузки асинхронного двигателя. Схема обеспечивает прямой пуск АД, отключение его от сети, а также защиту от коротких замыканий в цепях статора (автоматический выключатель QF3) управления (предохранитель FU1). Подача напряжения в цепь производится замыканием автоматического выключателя QF3. Нажимают кнопку SB1 (“Пуск”). Получает питание контактор КМ, главные силовые контакты которого замыкаются в цепи статора АД, а вспомогательный контакт шунтирует кнопку SB1. Для остановки АД необходимо нажать кнопку SB2 (“ Стоп ”). Положение контактов всех контакторов вернется в исходное состояние, показанное на Рис. 2. 4.2 Перечень аппаратуры управления и защиты, которую необходимо выбрать Схеме защиты и управления пуском короткозамкнутого асинхронного двигателя включает в себя: – автоматический выключатель FQ3. Он должен осуществлять защиту от коротких замыканий в цепях статора, т.е. ток отсечки Iотс=Kкр*Iном<Iкз, где – Kкр – коэффициент кратности; – Iном – номинальный ток электромагнитного расцепителя должен быть больше номинального тока АД; – Iкз – ток короткого замыкания; а также защиту от длительных перегрузок, т.е. номинальный ток теплового расцепителя автоматического выключателя должен быть меньше длительно допустимого тока защищаемого кабеля. Предельная коммутационная способность должна быть больше тока трехфазного КЗ. FQ3 должен иметь категорию применения АС3 и работать при номинальном напряжении в 380В. – магнитный пускатель. Предназначен для пуска, остановки и защиты электродвигателя. Состоит из контактора (КМ) и теплового реле (КК). Тепловое реле предназначено для защиты от токовых перегрузок. При выборе пускателя необходимо соблюдать следующие правила: напряжение сети должно быть меньше или равно рабочего напряжения пускателя; номинальный рабочий ток пускателя должен быть больше или равен номинального тока запускаемого двигателя; число полюсов должно быть достаточным для коммутации. Выбранные пускатели должны осуществлять запуск асинхронного двигателя, а также его отключение без предварительной остановки (торможения). Из выше сказанного становиться ясным, что пускатели должны иметь категорию применения АС3. В категории применения АС-3 магнитный пускатель должен включать в нормальном режиме коммутации тока Iо=6Iн.р>=Iп, а в режиме редких коммутаций Iо=10Iн.р>=Iуд.п Время срабатывания теплового реле должно лежать в заданных условиях пуска двигателя 1.5>=tср>tп. – предохранитель FU. Предохранитель служит для защиты от КЗ цепи управления. Он выбирается по номинальному току плавкой вставки. Питание цепи управления осуществляется от одной фазы и нулевого провода, по этому установлен один предохранитель. В радиальной схеме находится автоматический выключатель QF4. Этот автоматический выключатель должен осуществлять защиту от коротких замыканий, а также защиту от Лист 12 длительных перегрузок линию с нагрузкой. Предельная коммутационная способность должна быть больше тока трехфазного КЗ. При выборе данного автоматического выключателя необходимо согласовать его работу с работой автоматического выключателя QF2. Для того чтобы избежать ситуации, когда нижестоящий выключатель QF4 срабатывал позже верхнего QF2, необходимо воспользоваться селективностью, т.е. что бы в пределах заданного диапазона тока, срабатывало только устройство предназначенное для этого, а не срабатывал вышестоящий автомат. Тоже самое относится и к выключателю QF3, его работу необходимо согласовать с работой автоматического выключателя QF2.Выключатель QF1 можно не рассматривать при данной радиальной схеме. 4.3 Перечень основных технических требований, по которым выбирались автоматы с указанием их значений, а так же результаты выбора аппаратуры управления и защиты; формулы заказа выбранных аппаратов 4.3.1 Выбор автоматического выключателя QF3 Воспользовавшись программой “Выбор” указывая основные технические параметры автоматического выключателя: 3. Род тока: 4. Номинальное напряжение, В: 5. Номинальный ток, А 6. Число главных контактов: 8. Тип расцепителя: 9. Номинальный ток расцепителя, А: 19.Степень защиты равно АС. равно 380. больше или равно 25. равно 3. равно ЭМ. на отрезке (25;63). равно IP00 Характеристики выбранного автоматического выключателя: Порядковый номер 41 Тип выключателя АЕ2043 Род тока АС Номинальное напряжение 380 В. Номинальный ток 63 А. Число главных контактов 3 Число вспомогательных контактов 131Р,1Р Тип расцепителя ЭМ Номинальный ток расцепителя 16-25 Кратность уставки тока отсечки к номинальному току 12 Кратность уставки тока перегрузки к ном. току 0 Предельная коммутационная способность (ПКС), кА 3 Одноразовая ПКС, кА 6 Электродинамическая стойкость, кА 6 Время срабатывания при 1.5*Iном, с 230 Время срабатывания при 6*Iном, с 6 Тип присоединения ПР Вид привода РУЧ Степень защиты IP00; IP20 Способ установки СТ Тепловые потери, Вт 10 Число общих коммутаций, ВО 40000 Лист 13 Число циклов коммутаций под нагрузкой, ВО Исполнение выключателя Объем выключателя, мм куб Установочные размеры, мм Масса выключателя, кг Категория размещения Технические условия Завод-изготовитель 10000 НТ 1863000 194Х25 1.38 У3;Т3 16-522.064-82 ПО-ЭА-Тирасполь 4.3.1.1 Проверка необходимых условий Iотс=Kкр*Iном.р<Iкз (4.3.1.3.1.) В случаи возникновения в цепи питания трехфазного или двухфазного короткого замыкания автоматический выключатель отключит защищаемый объект от сети, т.к. в АВ сработает электромагнитный расцепитель. Срабатывание ЭМ расцепителя будет обусловлено тем, что ток отсечки Iотс=Kкр*Iном.р=12*25=300А значительно меньше токов трехфазного I(3)кз1= 1210.5 A. Iотс=Kкр*Iном=12*25=300A< I(1)кз1<I(2)кз1 < I(3)кз1 Проверка нормального пуска двигателя: Iотс>(1.1…1.2)Iуд.п.дв 300>1.2*232.75=279.3 A. Условие нормального пуска двигателя выполняется. 4.3.1.2 Общий вид и габаритные размеры автоматического выключателя QF3 Рис. 3. 4.3.1.3 Формулировка заказа: Выключатель АЕ2043М; 380 В; 50-60 Гц; 25 А; ТУ16-522.064-82 Лист 14 4.3.2 Выбор автоматического выключателя QF4 Воспользовавшись программой “Выбор” указывая основные технические параметры автоматического выключателя: 3. Род тока: 4. Номинальное напряжение, В: 5. Номинальный ток, А 6. Число главных контактов: 8. Тип расцепителя: 9. Номинальный ток расцепителя, А: 19.Степень защиты равно АС. равно 380. больше или равно 32. равно 3. равно ЭМ. на отрезке (25;63). равно IP00 Характеристики выбранного автоматического выключателя: Порядковый номер 15 Тип выключателя АЕ2043 Род тока АС Номинальное напряжение 380 В. Номинальный ток 63 А. Число главных контактов 3 Число вспомогательных контактов 131Р,1Р Тип расцепителя ЭМ Номинальный ток расцепителя 31.5-63 Кратность уставки тока отсечки к номинальному току 12 Кратность уставки тока перегрузки к ном. току 0 Предельная коммутационная способность (ПКС), кА 6 Одноразовая ПКС, кА 7 Электродинамическая стойкость, кА 7 Время срабатывания при 1.5*Iном, с 230 Время срабатывания при 6*Iном, с 6 Тип присоединения ПР Вид привода РУЧ Степень защиты IP00; IP20 Способ установки СТ Тепловые потери, Вт 10 Число общих коммутаций, ВО 40000 Число циклов коммутаций под нагрузкой, ВО 10000 Исполнение выключателя НТ Объем выключателя, мм куб 1863000 Установочные размеры, мм 194Х25 Масса выключателя, кг 1.38 Категория размещения У3;Т3 Технические условия 16-522.064-82 Завод-изготовитель ПО-ЭА-Тирасполь 4.3.2.1 Проверка необходимых условий Iотс=Kкр*Iном.р<Iкз (4.3.1.3.1.) В случаи возникновения в цепи питания трехфазного или двухфазного короткого замыкания автоматический выключатель отключит защищаемый объект от сети, т.к. в АВ Лист 15 сработает электромагнитный расцепитель. Срабатывание ЭМ расцепителя будет обусловлено тем, что ток отсечки Iотс=Kкр*Iном.р=12*31.5=384А значительно меньше токов трехфазного I(3)кз1= 1265.7 A. Iотс=Kкр*Iном=12*31.5=384A< I(1)кз1<I(2)кз1 < I(3)кз1 4.3.2.2 Общий вид и габаритные размеры автоматического выключателя QF4 .. Рис. 4. 4.3.2.3 Формулировка заказа: Выключатель АЕ2043М; 380 В; 50-60 Гц; 31.5 А; ТУ16-522.064-82 4.3.3 Выбор автоматического выключателя QF2. Воспользовавшись программой “Выбор” указывая основные технические параметры автоматического выключателя: 3. Род тока: 4. Номинальное напряжение, В: 5. Номинальный ток, А 6. Число главных контактов: 8. Тип расцепителя: 9. Номинальный ток расцепителя, А: 19.Степень защиты равно АС. равно 380. больше или равно 53. равно 3. равно ЭМ. больше 53. равно IP20 Характеристики выбранного автоматического выключателя: Порядковый номер 15 Тип выключателя АЕ2043 Род тока АС Номинальное напряжение 380 В. Номинальный ток 63 А. Лист 16 Число главных контактов Число вспомогательных контактов Тип расцепителя Номинальный ток расцепителя Кратность уставки тока отсечки к номинальному току Кратность уставки тока перегрузки к ном. току Предельная коммутационная способность (ПКС), кА Одноразовая ПКС, кА Электродинамическая стойкость, кА Время срабатывания при 1.5*Iном, с Время срабатывания при 6*Iном, с Тип присоединения Вид привода Степень защиты Способ установки Тепловые потери, Вт Число общих коммутаций, ВО Число циклов коммутаций под нагрузкой, ВО Исполнение выключателя Объем выключателя, мм куб Установочные размеры, мм Масса выключателя, кг Категория размещения Технические условия Завод-изготовитель 3 131Р,1Р ЭМ 31.5-63 12 0 6 7 7 230 6 ПР РУЧ IP00; IP20 СТ 10 40000 10000 НТ 1863000 194Х25 1.38 У3;Т3 16-522.064-82 ПО-ЭА-Тирасполь 4.3.3.1 Проверка необходимых условий Iотс=Kкр*Iном.р<Iкз (4.3.1.3.1.) В случаи возникновения в цепи питания трехфазного или двухфазного короткого замыкания автоматический выключатель отключит защищаемый объект от сети, т.к. в АВ сработает электромагнитный расцепитель. Срабатывание ЭМ расцепителя будет обусловлено тем, что ток отсечки Iотс=Kкр*Iном.р=12*63=756А значительно меньше токов трехфазного I(3)кз1= 1798.3 A. Iотс=Kкр*Iном=12*63=756A< I(1)кз1<I(2)кз1 < I(3)кз1 4.3.4 . Формулировка заказа: Выключатель АЕ2043М; 380 В; 50-60 Гц; 63 А; ТУ16-522.064-82 4.3.5 . Выбор магнитного пускателя. Пускатель магнитный предназначен для частых коммутаций и служит для защиты цепи от падения напряжения. Основные технические параметры, по которым производится выбор пускателя следующие: а) назначение и области применения. Наиболее распространены магнитные пускатели серий ПМА, ПМЛ, ПМЕ с тепловыми реле серии РТТ, РТЛ, РТН соответственно; б) род тока, количество и исполнение главных и вспомогательных контактов. Род тока — переменный, частота — 50 Гц; согласно схеме включения двигателя аппарат должен иметь не менее трех замыкающих силовых контактов и одного замыкающего вспомогательного контакта; в) номинальное напряжение и номинальный ток в цепи. Номинальное напряжение — 380 В; номинальный ток (должен быть не меньше номинального тока двигателя)-20 А; Лист 17 г) категория применения. Аппарат должен работать в категории АС-3, то есть магнитный пускатель должен отключать в режиме нормальных коммутаций[1] I0=6*Iном.р≥Iп.дв, а в режиме редких коммутаций I0=10*Iном.р≥Iуд.п..дв, где Iном.р, Iп.дв, Iуд.п..дв-соответственно номинальный рабочий ток, пусковой и ударный пусковой токи двигателя; д) климатическое исполнение и категория размещения. Аппарат предназначен для эксплуатации в среде умеренным и холодным климатом (УХЛ) в категории размещения 3 (закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха и воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе); Параметры выбора магнитного пускателя: No Параметр 1 Тип пускателя 2 Род тока 3 Номинальное напряжение, В 4 Номинальный ток, А 5 Число главных контактов 6 Категория применения 7 Наличие теплового реле 8 Степень защиты Значение ПМА, ПМЛ, ПМЕ Переменный 380 20 3 АС-3 Нет IP00,IP20 Характеристики выбранного пускателя: Порядковый номер Тип пускателя Номинальное напряжение, В Номинальный ток, А Номинальный рабочий ток при напряжение <=380 В, А Номинальный рабочий ток при напряжение 660 В, А Реверсивный – 1. Нереверсивный – 0. Наличие теплового реле Тип теплового реле Наличие аппарата позисторной защиты Категория применения Частота включений в час при напряжения 380/660 В Режим работы Степень защиты Число главных контактов Число вспомогательных контактов Напряжение на обмотке управления, В Номинальный ток вспомогательных контактов, А Мощность обмотки управления, Вт Время срабатывания при 6*Iном, с Коммутационная стойкость в исполнение А, млн. циклов Механическая износостойкость в исполнение А, млн. ц. Объем пускателя в исполнение А, см Масса пускателя, кг Технические условия (ТУ) Завод изготовитель 415 ПМЛ2100 380 25 25 НЕТ 0 НЕТ РТЛ НЕТ АС3 3600/НЕТ П; ПП IP00 3З 1З 380 10 (20-60) НЕТ 2,0 16 384,2 0,533 16 – 644.005– 84 ЭМЗ; АЛЕКСАНДРИЯ Лист 18 4.3.5.1 Проверка необходимых условий В категории применения АС-3 магнитный пускатель должен включать в нормальном режиме коммутации тока Io=6*Iн.р>=Iп в режиме редких коммутации тока Io=10*Iн.р>=Iуд.п Io=6*25=150>Iп=126.6 A Io=10*25=250>Iуд.п=232.75 A Тепловое реле пускателя проверяется по времени tср срабатывания при пусковом токе двигателя, а номинальный ток нагревательного элемента Iном.нагрев. теплового реле должен быть неменьше номинального тока двигателя. Для нормального пуска и защиты двигателя: 1,5tп> tср> tп 9>(4.5…9)>6 (условие выполнено) Iном.нагрев.> Iном.дв 35.5>21.1 (условие выполнено) 4.3.5.2 Общий вид и габаритные размеры пускателя Рис. 5. 4.3.5.3 Формулирование заказа Пускатель ПМЛ 221002, 380 В, ТУ 16 – 644.001– 83 4.3.6 Выбор предохранителя и проверка условий По каталогу выбор предохранителя осуществляется по току плавкой вставки. Ток плавкой вставки Iном.вст=>1.25 *Iном, где Iном – номинальный ток в цепи управления, равный номинальному Лист 19 току вспомогательных контактов пускателей. Этот ток равен 6.3 А. Значит, Iном.вст=>7.875 А, округляем до стандартного значения и принимаем: – напряжение в цепи управления =220 В – ток плавкой вставки Iном.вст =10 А. Выбираем предохранитель ППТ-10 Технические данные: Номинальный ток основания, А………………10 Номинальный ток вставки, А………………….6.3 Предельная отключающая способность, кА….1.5 Срок службы, ч………………………………….16000 Номинальные потери мощности не более, Вт ..1.4 При номинальном режиме работы через предохранитель должен течь ток меньший, чем ток плавкой вставки. Схема пуска АД устроена таким образом, что при ее работе одновременно задействованы две катушки. Каждая катушка потребляет мощность равную 60 Вт. Именно потребляемая мощность в цепи управления определяет значение протекаемого тока через предохранитель. Проведем расчет этого тока: 5P 5 60 4.5 А U ф cos 220 * 0.3 Очевидно, что полученный ток значительно меньше тока плавкой вставки, значит при номинальном режиме работы предохранитель сохранит свою работоспособность. I ном 4.3.6.1 Общий вид и габаритные размеры предохранителя Рис. 6. 4.3.6.2 Формулировка заказа Предохранитель ППТ-10УЗ со вставкой ВТФ, ТУ 16-521.037-75. 4.3.7 Выбор кнопок управления Выключатели кнопочные серии КЕ предназначены для коммутации электрических цепей управления переменного тока напряжение до 660 В частотой 50 и 60 Гц Лист 20 Технические данные: Номинальное напряжение переменного тока частотой 50 или 60 Гц, В Минимальное рабочее напряжение переменного тока Номинальное напряжение изоляции, В Номинальный ток, А Минимальный рабочий ток, А Сквозной ток в течение 1 с, А Номинальный режим работы Продолжительность включения (ПВ),% Частота включения в час Усилие управления выключателей, да Н Механическая износостойкость выключателей, циклов ВО: с толкателем цилиндрическим и грибовидным с толкателем цилиндрическим с наружным или внутренним протектором с толкателем грибовидным фиксируемым с толкателем с сигнальной лампой с толкателем цилиндрическим или грибовидным с фалынкнопкой для встройки в водо-защищенные герметические панели с толкателем с замком 4.3.7.1 660 36 660 10 0.05 200 продолжительный, прерывистопродолжительный, кратковременный, повторнократковременный 40-60 1200 до 4 1*107 4*106 25*104 1*106 1*106 25*104 Формулирование заказа Выключатель с цилиндрическим толкателем черного цвета с одним замыкающим контактом, с табличкой «Пуск», со стальным фронтальным кольцом: «Выключатель КЕ011 К3, исп. 4, черный, табличка «Пуск», ТУ 16-642.015-84». Выключатель с цилиндрическим толкателем красного цвета с одним размыкающим контактом, с табличкой «Стоп», со стальным фронтальным кольцом: «Выключатель КЕ011 К3, исп. 5, красный, табличка «Стоп», ТУ 16-642.015-84». 4.3.8 Выбор зажимов Выбор проводится по номинальному току двигателя 25 А и сечению проводов 4 мм 2 . Общие сведения: Блоки зажимов БЗ24 предназначены для присоединения и ответвления проводников из меди, алюминия, алюмомедных, а также из алюминиевых сплавов в электрических цепях постоянного и переменного токов напряжением от 6 до 660 В, частотой 50 и 60 Гц. Зажимы измерительные рассчитанны для работы в электрических цепях переменного тока напряжением до 380 В с частотой 50 и 60 Гц и постоянного тока напряжением до 220 В. Номинальный ток зажимов блоков при их использовании в цепях переменного тока частотой 400 Гц снижается с коэффициентом 0.8 Условия эксплуатации: зажимы и блоки зажимов, встраиваемые в комплексные устройства, рассчитаны для работы при температуре окружающего воздуха 55С; верхнее значение относительной влажности окружающего воздуха 80% при 20С и более низких температурах без концентрации влаги; Лист 21 отсутствие непосредственного воздействия солнечной радиации; окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, снижающих параметры зажимов и блоков в недопустимых пределах; воздействие механических факторов внешней среды; вибрационные нагрузки в диапазоне частот 1-60 Гц с максимальным ускорением 1 g; многократные ударные нагрузки с максимальным ускорением 3 g и длительностью удара 2-20 мс; рабочее положение в пространстве любое. 4.3.8.1 Общий вид и габаритные размеры зажимов L1=53 мм L2=55 мм L3=63 мм Рис. 7. 4.3.8.2 Формулировка заказа Блок зажимов БЗ24-4П25-В/ВУЗ-5; ТУ 16-91 ИГФР.687222.035 ТУ. Лист 22 5. Времятоковые характеристики двигателя и аппаратов защиты Лист 23 6. Список используемой литературы [1] – Методическое пособие по курсу ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. Акимов Е.Г./Ред. Годжелло А.Г. Издательство МЭИ 1997г. 55 с. [2] –ПУЭ “Правила устройства электроустановок” Энергоатомиздат 1986 г. [3] – Промышленный каталог 07.00.04 – 94 “ Электротехника”. [4] – Промышленный каталог 07.04.09 – 84 “ Электротехника”. [5] – Промышленный каталог 07.14.01 – 93 “ Электротехника”. [6] – Промышленный каталог 07.12.07 – 98 “Электротехника”. [7] – Промышленный каталог 07.03.03 – 97 “ Электротехника”. [8] – Промышленный каталог 07.24.06-99 “ Электротехника”. [9] – Акимов Е.Г., Коробков Ю.С., Савельев А.В., Соколов В.П., Чунихин А.А. Выбор электрических аппаратов для промышленных устройств. Издательство МЭИ, 1990. [10] – Чунихин А.А., Акимов Е.Г., Коробков Ю.С. Методические указания по курсам «Электрические аппараты» и «Инженерное проектирование и САПР». Выбор электрических аппаратов. Издательство М., МЭИ, 1990. [11] – Чунихин А.А., Акимов Е.Г. Справочник. Аппараты распределительных устройств низкого напряжения. Лист 24
