Загрузка...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
принимаем Произведем выбор аппарата по основным техническим Выбираем магнитный пускатель со встроенным тепловым Проверим возможность работы выбранного аппарата в Согласно справочным данным в категории применения , а в режиме редких коммутаций: . Оба условия пускателя ПМЛ 221002 выполняются, так В категории применения АС – 4 магнитный пускатель , который меньше пускового тока двигателя. В режиме , который также ниже ударного пускового тока Тепловые реле серии РТЛ, встроены в магнитные Для реализации схем пуска двигателя (рис. 1) можно Выбор контактора аналогичен вышерассмотренному , а в режиме редких коммутаций: . Оба условия контактора КМ2311-7. выполняются, так В категории применения АС – 4 контактор КМ2311-7. с , который больше пускового тока двигателя. В режиме , который также выше ударного пускового тока 2. Выбор От цехового трансформатора кабелем питается сборка а) автоматические выключатели QF1 б) плавкие предохранители F1 а) б) Рис. 2. Участок радиальной схемы цеховой Определим по мощности двигателей их номинальные и Для предохранителя, защищающего кабель, питающий
где – сумма пусковых токов . 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 Проверяем правильность выбора по условию пуска двух где – сумма номинальных токов – сумма пусковых токов . Предохранитель типа ПН-2 этому условию Выберем для защиты той же группы двигателей Таблица 2. Мощность двигателя, кВт Ток двигателя, А Расчетные токи срабатывания Принятые токи срабатывания номинальный пусковой Зависимые мгновенные Зависимые Мгновенные 11 11 7,5 7,5 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, Номинальный ток теплового расцепителя принимается . ток срабатывания мгновенного расцепителя автомата Для защиты группы двигателей ток срабатывания . По справочным данным выбираем автомат А3700 с I Н = 160 А. Ток срабатывания зависимого расцепителя автомата А3700: , что удовлетворяет требованию: , так как 224А > 73 А. Выдержку времени независимого расцепителя автомата Ток срабатывания независимого расцепителя по или с учетом разброса минимальный ток срабатывания , что удовлетворяет условию отстройки от токов самозапуска 3. Выбор Для схем соединения понижающих трансформаторов со 4. Выбор Для схемы питания понижающего трансформатора от Рис. 3. Схемы соединения трансформаторов со Рис. 4. Схема питания трансформатора от магистральной Рис. 5. Фрагменты схем электроснабжения 5. Выбор Требуется выбрать автомат для установки на стороне Заполним табл.1 для выбора выключателя, рубильника, Таблица 1 параметры Значения параметров Условия выбора Тип аппарата сети аппарата Номинальные — напряжение UН, В; — ток I Н, А. Отключающая способность — ток отключения I ОТКЛ, кА 15 263 380 63 315
автомат типа АК-63 Номинальные — напряжение UН, В; — ток I Н, А. Отключающая способность — ток отключе- ния I ОТКЛ, кА 380 15 263 До 500 16 800
Предохранитель серии ПП21 Номинальные — напряжение UН, В; — ток I Н, А. Термическая стойкость, кА2с: Динамическая стойкость, кА: 380 15 До 660 400 144 30
Рубильник трехполюсный серии Р34 [2,табл.6.1] 6. Выбор выбрать выключатель, установленный за Для заданного типа трансформатора выпишем его Определим номинальный ток на стороне НН: , Мощность трехфазного КЗ на выводах НН: , где для трансформаторов класса напряжения 110 кВ. начальное действующее значение периодической , Действующее
, Амплитудное
, где =1,3 – для сетей НН. Определим номинальный ток на стороне ВН: , Мощность трехфазного КЗ на выводах ВН: для трансформаторов класса напряжения 110 кВ. , Действующее
, Амплитудное
, где =1,8 – для сетей ВН. параметры Значение параметра выбора Тип аппарата сети аппарата Номинальные — напряжение, кВ; —ток, А;
Предохранитель типа ПВТ-104-110-50-2,5У1 Отключающая способность -действующее
Таблица 2 для рис. параметры Значение параметра Условие выбора Тип аппарата сети аппарата Номинальные — напряжение, кВ; —ток, А;
Разъеденитель(QS) РНД31а- 110/1000У1 Электродинамическая стойкость — амплитудное — начальное действующее термическая стойкость — действующее значение тока КЗ, кА, приведенное ко
Таблица 3 для рис. параметры Значение параметра Условие выбора Тип аппарата сети аппарата Номинальные — напряжение, кВ; —ток, А;
Предохранитель (F) ПКТ-104-10-160-20УЗ (С кварцевым наполнителем) Отключающая способность
параметры Значение параметра Условие выбора Тип аппарата сети аппарата Номинальные — напряжение, кВ;
Короткозамыкатель(QN) КЗ-110УХЛ1 Электродинамическая стойкость — амплитудное — начальное действующее термическая стойкость — действующее значение тока КЗ, кА, приведенное ко
Параметры Значение параметра Условие выбора Тип аппарата сети аппарата Номинальные — напряжение, кВ; —ток, А;
Выключатель(Q) ВВЭ-10-20/630УЗ Электродинамическая стойкость — амплитудное — начальное действующее термическая стойкость — действующее значение тока КЗ, кА, приведенное ко
Отключающая способность -действующее
Включающая способность — начальное действующее значение периодической
Параметры Значение параметра Условие выбора Тип аппарата сети аппарата Номинальные — напряжение, кВ; —ток, А;
Выключатель нагрузки ВНП-10/400-10УЗ Электродинамическая стойкость — амплитудное — начальное действующее термическая стойкость — действующее значение тока КЗ, кА, приведенное ко
Список 1. В.Г. Герасимов. Электро-технический справочник. 2. Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. Справочные материалы для 3.Ю.Г. Барыбин, Л.Е. Фёдоров. «Справочник по проектированию
параметрам.
реле по основным техническим параметрам, приведенным в справочнике – типа ПМЛ 221002[2,табл.6.18].
категориях применения АС – 3 и АС – 4.
АС – 3 магнитный пускатель должен включать в нормальном режиме коммутации ток:
как:
ПМЛ 221002 с номинальным рабочем током 10 А должен отключать в номинальном
режиме коммутации ток:
редких коммутаций ток:
двигателя. Поэтому пускатель ПМЛ 221002 с номинальным током 20 А, предназначенный
для работы в категории АС – 4, для данной схемы (рис. 1) не пригоден.
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.
использовать контактор и дополнительное тепловое реле.
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:
как:
номинальным рабочем током 25 А должен отключать в номинальном режиме коммутации
ток:
редких коммутаций ток:
двигателя. Поэтому контактор КМ2311-7. с номинальным током 25 А,
предназначенный для работы в категории АС – 4, для данной схемы (рис. 1)
пригоден.
автоматических выключателей и предохранителей для защиты двигателей
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:
– QF5 (рис. 2 (а));
— F5 (рис. 2(б)).
электрической сети: ТП – трансформаторная подстанция; РУ – распределительное устройство;
КЛ — кабель; QF1 – QF5 – автоматы; М1 – М4
– двигатели; F1 — F5 – плавкие предохранители.
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.
сборку, номинальный ток рассчитаем по выражению:
всех самозапускающихся двигателей.
тока предохранитель типа ПН-2 (I Н =
250 А).
самых крупных двигателей в нормальном режиме:
работающих двигателей;
самых крупных двигателей.
удовлетворяет (250>212,98).
автоматические выключатели (рис.2а). Расчетные и справочные данные заносим в
таблицу 2.
расцепителей, А
расцепителей, А
поэтому для их защиты выбираем автомат АП50 – 3МТС I Н = 50 А.
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):
принимается равным десятикратному току срабатывания теплового расцепителя.
независимого расцепителя автомата должен быть отстроен от тока самозапуска всех
двигателей:
А3700 приняли по справочным данным 0,15 с, что обеспечивает его селективность с
мгновенными автоматами.
справочным данным автомата А4100 равен:
независимого расцепителя:
группы двигателей (798,6-958,4 А).
низковольтных аппаратов в системах электроснабжения
сборными шинами низкого напряжения, приведенных на рис. 3, выбрать рубильник QS, предохранитель F и
автоматические воздушные выключатели QF в
соответствии с исходными данными индивидуального варианта, приведенными в табл.
2 и 3. Номинальное напряжение U
Н = 380 В. Условия выбора, расчетные и справочные значения
проверяемых величин записать в таблицу.
высоковольтных аппаратов в системах электроснабжения
магистральной линии, приведенной на рис. 4, выбрать разъединитель QS и предохранитель F в соответствии с исходными данными индивидуального
варианта, приведенными в табл. 2-3. Для схем, приведенных на рис. 5, выбрать
предохранитель F, короткозамыкатель QN и выключатель Q в
соответствии с исходными данными индивидуального варианта, приведенными в табл.
4. Условия выбора, расчетные и справочные значения проверяемых величин
записать в таблицу.
сборными шинами низкого напряжения
линии
промышленных предприятий
низковольтных аппаратов в системах электроснабжения
низкого напряжения трансформатора в сети с номинальными параметрами:
предохранителя, записав в неё расчетные параметры сети и справочные значения
параметров выключателя, рубильника, предохранителя.
высоковольтных аппаратов в системах электроснабжения
трансформатором типа ТМН – 2500/110 в сети с номинальным напряжением .
основные технические параметры:
составляющей тока при трехфазном КЗ на выводах НН трансформатора:
начальное действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном
КЗ на выводах НН трансформатора:
4
времени термической стойкости – tтс., с.
5
времени термической стойкости – tтс., с.
времени термической стойкости – tтс., с.
составляющей тока КЗ, кА.
времени термической стойкости – tтс., с.
литературы
курсового и дипломного проектирования. электрическая часть электростанций и
подстанций.
электроснабжения». Энергоатомиздат Москва 1990г.
Учебная работа. Электрические и электронные аппараты в системах электроснабжения