Kурсовое проектирование по электрооборудованию. 32 Литература 35 Приложение Форма титульного листа 36 Приложение Форма задания на курсовой проект
 Скачать 350.48 Kb.
|
|
Расчетные данные Условия выбора Паспортные данные Промежуточное реле KL1 Марка РП-8 [ 19 ] Uрасч. = 220 В < ном. = 220 В число р.к по схеме = 2 < число р.к по паспорту = 3 число з.к по схеме = 0 < число з.к по паспорту = 1 Промежуточное реле KL2 Марка ПЭ-23 [ 19] Uрасч. = 220 В < ном. = 220 В число р.к по схеме = 0 < число р.к по паспорту = 2 число з.к по схеме = 3 < число з.к по паспорту = 3 Промежуточное реле KL3 Марка ПЭ-23 [ 19 ] Uрасч. = 220 В < ном. = 220 В число р.к по схеме = 1 < число р.к по паспорту = 2 число з.к по схеме = 3 < число з.к по паспорту = 3 Реле времени KT 1 – KT 2 Марка РЭВ-810 [ 16 ] Uрасч. = 220 В < ном. = 220 В число р.к по схеме = 1 < число р.к по паспорту = 1 число з.к по схеме = 1 < число з.к по паспорту = 1 выдержка времени = 2 сек < выдержка времени = 2 сек Указательное реле KH Марка РУ-21 [ 19 ] ц. = 0.23 А < ц. = 4 А ном. = 220 В < ном. = 220 В число р.к по схеме = 1 < число р.к по паспорту = 4 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 12 Выбор пакетных выключателей, рубильников, тумблеров. Выбор этих аппаратов производится А) по номинальному напряжению сети ном >= U ном.с ., (6) где ном – номинальное напряжения аппарата, В U ном.с .- номинальное напряжение сети, В Б) по длительному расчетному току цепи ном >= длит I откл >= длит, (7) где ном – номинальный ток аппарата, А, I откл – наибольший отключаемый аппаратом ток, А, длит – длительный расчетный ток цепи, А. длит = S/ U ном.с , А, (8) где S - наибольшую суммарную мощность, потребляемую аппаратами при одновременной работе, ВА. S = ∑S pi , ВА, (9) S pi – мощность потребляемая каждым отдельным аппаратом во включенном состоянии. При этом необходимо учитывать, что суммируются мощности только тех аппаратов, которые работают одновременно. Мощность потребляемую катушками магнитных пускателей и промежуточных реле можно принять с учетом определенных допущений согласно таблице 3.4. Таблица 3.4. Мощность потребляемую катушками магнитных пускателей и промежуточных реле Вид аппарата Номинальная мощность обмотки, ВА Пусковая мощность, потребляемая обмоткой, ВА Пускатель й величины 3,6 65 Пускатель й величины 6 130 Пускатель й величины 8 160 Пускатель й величины 17 260 Пускатель й величины 20 465 Пускатель й величины 26 860 Контакторы постоянного тока, на ток 20 – 75 А 20 - Контакторы постоянного тока, на ток 63 – 630 А 30 - 70 - Контакторы переменного тока до 600 А 50 - Промежуточное реле 2 - 6 - Кроме того, рубильники, пакетные выключатели и тумблеры должны без повреждений включать пусковые токи электроприемников, которые, как известно, могут превосходить их номинальные токи в несколько разном пуск, (10) где пуск – пусковой ток двигателя, А. Переключатели также выбираются с учетом необходимого количества положений и коммутаций. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 13 Выбор кнопок и постов управления При выборе кнопок и постов управления учитывают следующие условия токи напряжение контактов число ирод контактов конструктивное исполнение цвет толкателя. Выбор трансформаторов тока Все трансформаторы тока выбираются, как и другие аппараты, по номинальному току и напряжению установки и проверяются на термическую и электродинамическую стойкость при КЗ. Кроме того, трансформаторы тока, используемые для включения релейной защиты, проверяются назначение погрешности, которая не должна превышать 10% потоку и 7 по углу. Для проверки поэтому условию в информационных материалах заводов – поставщиков трансформаторов тока ив другой справочной литературе [19] даются характеристики и параметры трансформаторов тока. Пример оформления результатов выбора аппаратов управления приведен в таблице 3.5. Таблица 3.5. Результаты выбора аппаратов управления Расчетные данные Условия выбора Паспортные данные Кнопка SB1 Марка КЕ – 04 [ 19 ] цепи. = 1,23 А < ном. = 6 А Uцепи.упр. = 220 В < ном. = 500 В Цвет толкателя красный Цвет толкателя красный Пакетный перключатель SA1 Марка ВКП1000 [ 19 ] ном. = 220 В < ном. = 220 В ном. = 1,23 Ан А положений = 1 < положений = 4 Nкомутаций = 3 < Nкомутаций = 14 Трансформатор тока TA1 – TA2 Марка ТНШ-0.66 [ 19 ] л. = 40 А < л. = 50 А л. = 5 А < л. = 5 А ном. = 220 В < ном. = 220 В Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром Наиболее часто выпрямление переменного тока в постоянный в схемах управления производится по двухполупериодной схеме, которая представлена на рис. 1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 14 Для расчета необходимы следующие исходные данные U нср - среднее напряжение на нагрузке I нср - средний ток через нагрузку q ф – требуемый коэффициент пульсации выпрямителя с фильтром Таблица 3.6. Значения коэффициентов расчета электрических величин Коэффициенты расчета Вид выпрямителя К 1 К 2 К 3 К 4 m q Двухполупериодный 1.57 1.57 1.10 0.80 2.00 0.67 Примечание. К - коэффициент расчета д К - коэффициент расчета д К - коэффициент расчета U 2 ; К - коэффициент расчета P p ; m - номер основной гармоники гармоники наинизшей частоты) выпрямленного тока q - коэффициент пульсации выпрямителя без фильтра. Расчёт сопротивления нагрузки Ни средней мощности н, выделяемой на нагрузке можно произвести последующим формулам: T I U P Oм I U Rн B , нср нср н , нср нср ∗ = = (11) Расчёт максимального обратного напряжения на диоде д и максимального прямого тока через диод I дmax A I K I B U K U , нср * 2 дmax , нср 1 дmax = ∗ = (12) Расчёт действующих значений напряжений на первичной U 1 и вторичной U 2 обмотках трансформатора, коэффициента трансформации по напряжению n U , потребляемой мощности трансформатора P p PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 15 T P K p P U U U К U U B m U U B n нср , H 4 2 1 2 , 2 1 1 3 ∗ = = ∗ = = (13) Расчёт коэффициента фильтрации S кф и ёмкости фильтра С ф Ф , ’ 2 ™ кф mfR Sкк Cф q q S π = = (14) В соответствии с полученными результатами из [16] выбирается тип и характерисики выпрямительного диода. Результаты выбора для лучшей наглядности, необходимо оформить в виде таблицы. Пример оформления результатоввыбора диодов приведен в таблице Таблица 3.7. Результаты выбора выпрямиельных диодов Ток, мА Напряжение, В Тип выпрямительного диода Максимальный средний выпрямительный I вп.ср.ma , мА постоянный обратный ток I орб , мА максимальное постоянное обратное U обр.max , В Постоянное прямое пр, В КД202А 5*10 3 0.8 35 0.9 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ При возникновении эксплуатационных (технологических) перегрузок и аварийных режимов, являющихся следствием нарушений работы схемы, по электрическим цепям аварийного контура протекают токи, превосходящие номинальные значения, на которые рассчитано электрооборудование. В результате воздействия аварийных токов и перегрева токопроводов нарушается электрическая изоляция, обгорают и плавятся контактные поверхности соединительных шин и электрических аппаратов. Электродинамические удары вызывают повреждение шин, изоляторов и обмоток реакторов. Для ограничения амплитуды аварийных токов и длительности их протекания применяются специальные устройства и системы защиты электрооборудования. Устройства защиты должны отключить аварийную цепь раньше, чем могут выйти из строя отдельные ее элементы. При больших перегрузках или коротких замыканиях устройства защиты должны сразу отключить всю электроустановку или часть ее с максимальным быстродействием для обеспечения дальнейшей работоспособности или, если авария является следствием выхода из строя одного из элементов цепи, предотвратить выход из строя другого электрооборудования. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 16 В случае небольших перегрузок, неопасных для оборудования в течение определенного времени, система защиты может воздействовать на предупреждающую сигнализацию для сведения обслуживающего персонала или на систему автоматического регулирования для снижения тока. Поскольку основным фактором, приводящим к выходу из строя электрооборудования, является тепловое действие аварийного тока, то по принципу построения защитные устройства делятся на токовые и тепловые. Токовые защитные устройства контролируют значения или отношения значений протекающих через оборудование токов. Тепловые защитные устройства измеряют непосредственно температуру электрооборудования. Полупроводниковые приборы обладают низкой перегрузочной способностью по сравнению с другим силовым оборудованием, и к устройствам защиты полупроводниковых выпрямителей и других преобразователей предъявляются повышенные требования. Защитные устройства в установках с полупроводниковыми выпрямителями выбираются исходя из допустимых перегрузочных характеристик силовых диодов или тиристоров с учетом того, что при этом будет защищаться и другое оборудование, находящиеся вцепи аварии, поскольку оно обладает большей перегрузочной способностью. Применение тех или иных средств защиты определяется параметрами силовой цепи преобразователя и перегрузочной способностью полупроводниковых приборов. Независимо от параметров установки и типа применяемых защитных аппаратов и систем выделяют следующие общие требования к защите. 1. Быстродействие - обеспечение минимально возможного времени срабатывания защиты, не превышающего допустимого. 2. Селективность. Аварийное отключение должно производится только в той цепи, где возникла причина аварии. А другие участки силовой цепи при этом должны оставаться в работе. 3. Электродинамическая стойкость. Максимальный ток, ограниченный защитными устройствами, не должен превышать допустимого для данной электроустановки значения по электродинамической стойкости. 4. Уровень перенапряжений. Отключение аварийного тока не должно вызывать перенапряжений, опасных для полупроводниковых приборов. 5. Надежность. Устройства защиты не должны выходить из строя при отключении аварийных токов. 6. Помехоустойчивость. При появлении помех в сети собственных нужд ив цепях управления устройства защиты не должно ложно срабатывать. 7. Чувствительность. Защита должна срабатывать при всех повреждениях и токах, опасных для полупроводниковых приборов, независимо от места и характера аварии. Выбор предохранителей Предохранители выбираются последующим условиям по номинальному напряжению сети U ном.пред. >= U ном.с ., (15) где ном. пред. – номинальное напряжение предохранителя U ном.с .- номинальное напряжение сети Рекомендуется номинальное напряжение предохранителей выбирать по возможности равным номинальному напряжению сети (в этих случаях плавкие вставки имеют лучшие защитные характеристики по длительному расчетному току линии ном. вст . >= длит (16) где ном. вст.- номинальный ток плавкой вставки длит – длительный расчетный ток цепи. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 17 Кроме того при использовании безынерционных предохранителей не должно происходить перегорание плавкой вставки от кратковременных толчков тока, например от пусковых токов электродвигателей. Поэтому при выборе предохранителей таких электроприемников необходимо также выполнение и другого условия ном. вст . >= пуск , (17) где пуск – пусковой ток двигателя. Часто возникает необходимость в защите магистральной линии, по которой питается группа электродвигателей, причем часть из них или все они могут пускаться одновременно. В этом случае предохранители выбираются последующему соотношению ном вст . >= кр (при легких условиях пуска)и ном вст . >= I кр /(1,5-2)(при тяжелых условиях пуска) , где кр = пуск + длит – максимальный кратковременный ток линии пуск – пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых двигателей, припуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшего значения длит – длительный расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя (или группы электродвигателей, определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей. В цепях управления и сигнализации плавкие вставки выбираются по соотношению ∑ ∑ + ≥ ' 1 , 0 макс вкл макс раб вст ном I I I , (18) где раб макс. – наибольший суммарный ток, потребляемый катушками аппаратов, сигнальными лампочками и т. д. при одновременной работе ∑ ' макс вкл I - наибольший суммарный ток, потребляемый при включении катушек одновременно включаемых аппаратов. Следует отметить, что плавкие предохранители, выбранные в соответствии с (16) или (17) не всегда будут защищать электродвигатель от перегрузки. Так, например, если номинальный ток двигателя составляет А, а пусковой ток А, то номинальный ток плавких вставок, выбранный по (17), составляет А (ближайшая плавкая вставка предохранителей имеет номинальный ток А. Такая защита не будет чувствительна к токам перегрузки, не превышающим номинальный ток двигателя в три раза. В таких случаях плавкие предохранители осуществляют защиту только от токов короткого замыкания, а защиту от перегрузок можно выполнить, например, с помощью тепловых элементов, встроенных в магнитные пускатели. Если известны номинальные мощности электроприемников, то их номинальные токи могут быть определены последующим соотношениям η ⋅ ψ ⋅ ⋅ = cos 3 U Р I НОМ НОМ , А (19) - для трехфазных электроприемников переменного тока η ⋅ ψ ⋅ = cos U Р I НОМ НОМ , А (20) - для однофазных электроприемников, присоединенных у одной фазе сети трехфазного тока η ⋅ = U Р I НОМ НОМ , А (21) - для электроприемников постоянного тока, где Р – номинальная мощность электроприемника (или группы электроприемников), кВт ном номинальное напряжение (для электроприемников переменного тока – линейное напряжение сети, кВ со f – коэффициент мощности h – КПД электродвигателя. Выбор автоматических выключателей Выбор автоматических выключателей производится по номинальным напряжению и току с соблюдением следующих условий нома >= U ном.с .; нома длит (22) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 18 где нома номинальное напряжение автоматического выключателя;U ном.с .- номинальное напряжение сети где нома- номинальный ток автоматического выключателя длит – длительный расчетный ток цепи. Кроме того, должны быть правильно выбраны номинальный ток расцепителей ном рас ц ток уставки электромагнитного расцепительного элемента комбинированного расцепителя уст эл магн номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя - ном уст тепл Номинальные токи электромагнитного, теплового или комбинированного расцепителя должны быть не меньше номинального тока двигателя ном расц. >= ном. дв (23) Ток уставки электромагнитного расцепителя (отсечки) или электромагнитного элемента комбинированного расцепителя с учетом неточности срабатывания расцепителя и отклонений действительного пускового тока от католожных данных выбирается из условия уст эл магн. >= пуск, (24) где пуск- пусковой ток двигателя. Для группы двигателей ) ' ( 25 , 1 ∑ + ≥ пуск дв ном магн эл уст I I I , (25) где ∑ .дв ном I - сумма номинальных токов одновременно работающих двигателей до момента пуска двигателя (группы двигателей, дающего наибольший прирост пускового тока пуск пусковой ток двигателя (или группы двигателей, пускаемых одновременно, дающего наибольший прирост пускового тока. Номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя: ном уст тепл . >= ном дв (26) Также выбираются уставки расцепителей автоматических выключателей и для защиты цепей других электроприемников системы электропитания, например цепей контрольно- измерительных приборов и др. (разумеется, если в этом возникает необходимость, так как в большинстве случаев для защиты приборов и других подобных электроприемников малой мощности по соображениям чувствительности оказывается необходимым применять плавкие предохранители. При этом надо учитывать, что если автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем устанавливается в цепях электроприемников, при включении которых не возникают броски пускового тока, то надобности в отстройке от последних нет и ток уставки электромагнитного расцепителя в этом случае должен выбираться минимально-возможным. Выбор тепловых реле магнитных пускателей Тепловые реле выбираются по номинальному току двигателя (или длительному расчетному току ном т.р >= ном дв (27) При выборе теплового реле необходимо стремиться к тому, чтобы ток уставки находился в центре диапазона регулирования. Все выбранные аппараты защиты необходимо свести в таблицу, пример которой представлен в табл. 3.8 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com |