Отчет. Отчет по ознакомительной практике К защите допускаю
 Скачать 237.37 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет»Факультет: Энергетический Кафедра: Электрические машины и электрооборудовании Направление: 35.03.06 Агроинженерия Профиль: Электрооборудование и электротехнологии Форма обучения:очная Курс, группа: 1, АИЭ-102 Шифр: 942893 Кагарманов Ихсан Саматович ОТЧЕТ ПО ОЗНАКОМИТЕЛЬНОЙ ПРАКТИКЕ «К защите допускаю» Руководитель: канд. техн. наук, доцент Вохмин В. С. (должность, ФИО руководителя) _____________________ (подпись) «____»_______________2020 г. Оценка при защите: __________________ (подпись) «____»__________2020 г.Уфа 2020 ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ для обучающихся, выполняемые в период практики (поездки) Кагарманову Ихсану Саматовичу (фамилия, имя, отчество)
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 4 1. Тепловые реле : устройство и принцип действия 5 1.1 Устройство 5 1.2 Виды тепловых реле 7 1.3 Принцип действия 9 2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 2.1 Технические характеристики 10 2.2 Схема подключения 10 3. Время-токовые характеристики теплового 11 реле защищаемого Объекта 4. Выбор тепловых реле. Влияние температуры 12 окружающей среды на работу теплового реле. 4.1 выбор тепловых реле 12 4.2 Влияние температы окружающей среды на работу тр 13 Заключение 15 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 16 ВВЕДЕНИЕ Защитная аппаратура предназначена для защиты источников электрической энергии, электрической сети и электроприемников от аварийных режимов в случае коротких замыканий и недопустимых перегрузок. Из аппаратов тепловой защиты широкое применение получили тепловые реле, которые могут либо выполняться в виде отдельного аппарата, либо входить в состав магнитных пускателей. Более 60 % всей электроэнергии, производимой в России, потребляется асинхронными двигателями. Для пуска, остановки, реверсирования и защиты этих двигателей от аварийных режимов используются контакторы и магнитные пускатели. Поэтому тепловые реле являются аппаратами массового применения, и изучение их характеристик является важной задачей. Данная работа по ознакомительной практике имеет целью изучение : -конструкции теплового реле -экспериментальное снятие -время-токовое характеристики -проведение расчетов потребляемой мощности и электроэнергии в рабочих режимах. 1 ТЕПЛОВЫЕ РЕЛЕ : УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ Устройство В виду высокой стоимости электродвигателей вопрос их защиты от повреждения при нарушении нормального режима работы стоит достаточно остро. Среди наиболее популярных нарушений перегрузка, обрыв одной из фаз, снижение рабочего напряжения. И все они характеризуются большими рабочими токами, протекающими в обмотках электрической машины, что приводит к перегреву, ухудшению диэлектрических свойств изоляции и перегоранию жил , если ситуацию пустить на самотек. Для защиты электрических двигателей от перегревания в схему питания электропривода вводят тепловое реле. Тепловое реле – устройство, предназначенное для защиты электрического оборудования от токовых перегрузок. Чаще всего используется для защиты электродвигателей. Тепловое реле не следует путать с термореле, контролирующее не ток, а температуру объекта (того же двигателя, трансформатора и пр.) и, тем более, с токовым реле, имеющим абсолютно иной принцип действия. Номинальный ток (Iн) — сила тока, потребляемая двигателем при работе. Кроме того, ТР увеличивают срок эксплуатации электрооборудования. Тепловое реле, устройство которого составляют простейшие элементы (рис.1): 1) Термочувствительный элемент. 2) Контакт с самовозвратом. 3) Контакты. 4) Пружина. 5) Биметаллический проводник в виде пластины. 6) Кнопка. 7) Регулятор тока уставки.  Рис 1. Конструкция теплового реле Как видите, в состав механизма входят: нагревательный элемент – токоведущая часть, пропускающая через себя рабочий ток электрической машины; биметаллическая пластина – выступает в роли действующего индикатора, реагирующего на превышение температуры; толкатель – выполняет функции жесткого рычага, передающего усилие от биметаллической пластины; температурный компенсатор – позволяет внести поправку на температуру окружающей среды для стабилизации величины тока срабатывания; защелка – предназначена для фиксации положения температурного реле; штанга расцепителя – подвижная часть механизма, предназначенного для перемещения контактов; контакты реле – передают питание в блок управления; пружина – создает усилие для перемещения реле в устойчивое положение. На практике существуют и другие типы реле, конструкция которых будет принципиально отличаться. Данный вариант приведен в качестве примера для наглядности протекания процессов и пояснения принципа работы. Термочувствительный элемент является датчиком температуры, служащий для передачи тепла на биметаллическую пластину или другой элемент тепловой защиты. Контакт с самовозвратом позволяет при нагреве мгновенно разомкнуть цепь питания электрического потребителя для избежания его перегрева. Пластина состоит из двух видов металла (биметалл), причем один из них обладает высоким температурным коэффициентом расширения (Kр). Они скреплены между собой при помощи сварки или проката при высоких значениях температуры. При нагреве изгибается пластина тепловой защиты в сторону материала с меньшим Kр, а после остывания пластина принимает исходное положение. В основном пластины изготавливаются из инвара (меньшее значение Kр) и немагнитной или хромоникелевой стали (больший Kр). Кнопка включает ТР, регулятор тока уставки необходим для установки оптимального значения I для потребителя, причем его превышение приведет к срабатыванию ТР. 1.2 Виды ТР Разновидности применяемых в промышленности тепловых реле: -РТЛ; -РТТ; -ТРН; -РТП и др Серия РТЛ — устройства для защиты электродвигателей от длительных перегрузок или выпадения одной из фаз. Они применяются как в комплекте с пускателями типа ПМЛ, так и отдельно. РТТ — тепловые реле для защиты промышленных асинхронных электромоторов (380 V) с короткозамкнутым ротором от затяжных перегрузок. Они также реагируют на выпадение фазы, иногда встраиваются в пускатели типа ПМА. Серия ТРН — это двухфазные тепловые реле промышленного назначения. Они применяются в комплекте с магнитными пускателями и выполняют функцию защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки. РТП — тепловые реле с комбинированной системой нагрева биметаллической пластины. Конструкция устройства обеспечивает плавную ручную настройку тока срабатывания. Возврат якоря реле в исходное положение осуществляется двумя способами: вручную, посредством кнопки; автоматически, после остывания биметаллической пластины. 1.3 Принцип работы Принцип действия ТР основан на законе Джоуля-Ленца. Ток представляет собой направленное движение заряженных частиц, которые сталкиваются с атомами кристаллической решетки проводника (эта величина является сопротивление и обозначается R). Это взаимодействие вызывает появление тепловой энергии, получаемой из электрической. Зависимость длительности протекания от температуры проводника определяется по закону Джоуля-Ленца. Формулировка этого закона следующая: при прохождении I по проводнику количество теплоты Q, выделяемой током, при взаимодействии с атомами кристаллической решетки проводника прямо пропорционально квадрату I, величине R проводника и времени воздействия тока на проводник. Математически можно записать следующим образом: Q = a * I * I * R * t, где a — коэффициент преобразования, I — ток, протекающий через искомый проводник, R — величина сопротивления и t — время протекания I При коэффициенте a = 1 результат расчета измеряется в джоулях, а при условии, что a = 0.24, результат измеряется в калориях. Нагрев биметаллического материала происходит двумя способами. При первом случае I проходит через биметалл, а во втором — через обмотку. Изоляция обмотки замедляет поток тепловой энергии. Термореле нагревается сильнее при высоких значениях I, чем при контакте с термочувствительным элементом. Происходит задержка сигнала срабатывания контактов. В современных моделях ТР используются оба принципа (рис 2) Нагрев биметаллической пластины теплового устройства защиты производится при подключенной нагрузке. Комбинированный нагрев позволяет получить устройство с оптимальными характеристиками. Пластина нагревается при помощи тепла, выделяемого I при прохождении через нее, и специальным нагревателем при I нагрузки. Во время нагрева биметаллическая пластина деформируется и воздействует на контакт с самовозвратом.  Рис 2 .Принцип работы простейшего биметаллического теплового реле ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 2.1 Технические характеристики Корректная работа релейной защиты обеспечивается за счет соответствия параметров теплового устройства заданным условиям работы электрической машины. Поэтому важно изучить основные рабочие параметры реле еще до его приобретения. К основным техническим данным теплового реле относятся: - величина номинального напряжения и частота на которые оно рассчитано; -время-токовая характеристика – определяет время срабатывания при установленной кратности превышения; -время возврата теплового элемента в исходное положение; -диапазон изменения тока уставки; -тепловая устойчивость к превышению рабочей величины; -климатическое исполнение и степень пыле- влагозащищенности. 2.2 Схема подключения Подключение вышеперечисленных моделей тепловых реле может производиться по нескольким схемам, отличающихся в зависимости от конкретного типа оборудования. Рассмотрим наиболее актуальные из них.  Рис 3. Схема включения теплового реле Как видим на рисунке 3, трехфазное реле RT1 подключается последовательно к двигателю M. Питание к ним подается через контактор KM. В нормальном режиме работы контакты RT1 нормально замкнуты и через катушку КМ протекает ток. Как только возникнет аварийный режим, тепловая защита разомкнет контакты и катушка контактора обесточится, питание двигателя прекратиться. Аналогичным образом происходит включение двухполюсного реле, с той разницей, что контакты защитного устройства включаются последовательно только в две фазы из трех, как показано на рисунке ниже:  Рис 4. Схема включения двухполюсного реле Помимо этого существует схема включения теплового реле для мощных электродвигателей, рабочий ток которых в разы превышает допустимый предел для защитного приспособления. В таких ситуациях используется другое трансформаторное преобразование 3 ВРЕМЯ-ТОКОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОВОГО РЕЛЕ ЗАЩИЩАЕМОГО ОБЪЕКТА От мощности тока нагрузки зависит, насколько быстро сработает механизм. И тут нужно ориентироваться на вид реле защиты, который подбирается в зависимости от характеристик электрического двигателя. Но в любом случае перегрузка начинается, когда через реле начинает проходить ток X мощности, нагревая пластину до определенной X температуры. Чтобы проверить точность указанных на корпусе прибора данных, нужно в тестовом режиме пустить большую нагрузку. Но при подсчете результатов не стоит забывать, исходя из какого состояния (перегретого или холодного) произошло срабатывание реле. В зависимости от времени токовой перегрузки меняется постоянная времени нагрева. Например, при кратковременном токе большой мощности нагревается только обмотка электрического мотора. Поэтому постоянная нагрева составляет около 5-10 минут. Если перегрузка длительная, то нагреваются все элементы прибора и постоянная увеличивается до 40-60 минут. Тепловые реле логичнее использовать, если время работы механизма переваливает за 30 минут При проверке времятоковых характеристик тепловых реле следует учитывать, из какого состояния (холодного или перегретого) происходит срабатывание реле. При проверке тепловых реле надо иметь в виду, что нагревательные элементы тепловых реле термически неустойчивы при токах короткого замыкания.. 4. Выбор тепловых реле. Влияние температуры окружающей среды на работу теплового реле. 4.1 Выбор тепловых реле Номинальный ток теплового реле выбирают исходя из номинальной нагрузки электродвигателя. Выбранный ток теплового реле составляет (1,2 - 1,3) номинального значения тока электродвигателя (тока нагрузки), т.е. тепловое реле срабатывает при 20- 30% перегрузке в течение 20 минут. Постоянная времени нагрева электродвигателя зависит от длительности токовой перегрузки. При кратковременной перегрузке в нагреве участвует только обмотка электродвигателя и постоянная нагрева 5 - 10 минут. При длительной перегрузке в нагреве участвует вся масса электродвигателя и постоянна нагрева 40-60 минут. Поэтому применение тепловых реле целесообразно лишь тогда, когда длительность включения больше 30 минут. Для правильного выбора модели теплового реле нужно ориентироваться на мощностные параметры защищаемого электродвигателя. Основные характеристики устройства отображаются в условном обозначении. В маркировке теплового реле в обязательном порядке присутствуют следующие данные: - диапазон токов установки; - климатическое исполнение; - режим возврата теплового реле (ручной или автоматический). При выборе теплового реле рекомендуем учитывать и такие аспекты: некоторые разновидности имеют функцию недогрузки, позволяющую выявить уменьшение тока в цепи; устройства могут иметь опцию компенсации температуры внешней среды — такие считаются самыми удобными и надежными; выпускаются приборы, дополненные световыми индикаторами. Датчики или светодиоды отображают сигналы состояния и включения. 4.2 Влияние температуры окружающей среды на работу теплового реле. Биметаллическая пластина может нагреваться не только от прямого воздействия, но и от температуры окружающей среды. Если последняя растет, то уменьшается ток срабатывания реле. Когда в помещении температура намного больше или меньше номинальной, нужно дополнительно отрегулировать тепловой прибор (плавная регулировка). Или воспользоваться другим вариантом: приобрести нагревательный элемент, который будет учитывать реальный (актуальный) температурный режим. Такой механизм стоит дороже, но обеспечивает точность и избавляет от дополнительных хлопот. При выборе теплового реле учитывайте этот фактор и выбирайте максимально большую номинальную цифру тока. И конечно, желательно расположить прибор в том же месте, где находится объект для защиты. И ни в коем случае не монтируйте реле в местах концентрирования источников тепла. Нагрев биметаллической пластинки теплового реле зависит от температуры окружающей среды, поэтому с ростом температуры окружающей среды ток срабатывания реле уменьшается. При температуре, сильно отличающейся от номинальной, необходимо либо проводить дополнительную (плавную) регулировку теплового реле, либо подбирать нагревательный элемент с учетом реальной температуры окружающей среды. Для того чтобы температура окружающей среды меньше влияла на ток срабатывания теплового реле, необходимо, чтобы температура срабатывания выбиралась возможно больше. Для правильной работы тепловой защиты реле желательно располагать в том же помещении, что и защищаемый объект. Нельзя располагать реле вблизи концентрированных источников тепла — нагревательных печей, систем отопления и т. д. В настоящее время выпускаются реле с температурной компенсацией (серии ТР) Заключение Таким образом, тепловые реле – важный элемент в защите электрооборудования. С его помощью вы защитите своё устройство от перегрузок, а его характеристики позволят переносить кратковременные скачки тока без ложных срабатываний, чего не может обеспечить автоматический выключатель. Реле могут использоваться как вместе с магнитными пускателями соединяясь с его выходными клеммами напрямую, тем самым образуя единую конструкцию, так и в качестве самостоятельных защитных устройств, размещаться в щитке на дин рейке и в электрошкафах. Как следует из этого обзора, реле является неотъемлемой частью практически любой электрической и электронной схемы промышленного оборудования и бытовой техники. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Чунихин А.А. Электрические аппараты. Общий курс (1975) Москва, Энергия 2. http://www.rele.ru/m/ru/prod3-13.htm 3. Электрические аппараты. Справочник. Издательство: РадиоСофт, 2004 г. 4. Интернет ресурсы .Википедия.Тепловые реле. |