Расчет аварийных токов при внутреннем коротком замыкании

Базовый ток схемы:

Отношение сопротивлений обмоток трансформатора

Задаваясь моментами времени, соответствующими находим относительные значения аварийного тока по кривой соответствующей по рисунку 1.

 

 

2,4

2,2

2,0

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

Рисунок 1 – Мгновенные значения аварийных токов тиристоров при внутреннем коротком замыкании, при блокировании управляющих импульсов до очередной коммутации

Таблица 1- Аварийный режим при внутреннем коротком замыкании

T		1,6	3,3		6,6	8,3		11,6
I

 

Так, для ωt=30⁰

t = с

I =

По результатам расчета строится кривая 1 аварийного тока при внутреннем коротком замыкании в момент окончания коммутации.

Рисунок 2 – Мгновенное значение аварийных токов тиристоров при внутреннем и внешнем коротком замыкании

Расчет аварийных токов при внешнем коротком замыкании на шинах выпрямленного тока.

Значения базового тока и отношения сопротивлений остаются теми же, что и при внутреннем коротком замыкании.

Задаваясь моментами времени, соответствующими находим относительные значения аварийного тока по кривой по рисунку 2.

 

Рисунок 3 – Кривые мгновенных значений аварийных токов тиристоров при внешнем коротком замыкании на шинах выпрямленного тока

 

Таблица 2 - Аварийный режим при внешнем коротком замыкании

T,мс		1,6	3,3		6,6	8,3
I,кА

По результатам расчета строится кривая 2 аварийного тока при внешнем коротком замыкании на шинах выпрямленного тока.

Короткое замыкание на нагрузке.

 

Кривую аварийного тока при к.з. на нагрузке рассчитываем при условии полного сглаживания выпрямленного тока.

Установочный ток к.з.

Idк = А

Индуктивность аварийного контура

L = мГн

Активное сопротивление аварийного контура

Ом

Постоянная времени контура

с

Задаваясь моментом времени в диапазоне , определяем отношение вычисляем значения функции и

Таблица 3 - Аварийный режим на нагрузке

t
I

 

А

По результатам расчетов строится кривая на рисунке 5 при коротком замыкании на нагрузке

Рисунок 5 - Кривая аварийного тока при коротком замыкании на нагрузке

По результатам расчетов токов короткого замыкания наибольшее значение ударного тока за время нарастания до 10 мс составляет ток при __________ тиристора, который составляет _______ А. У предварительно выбранного тиристора амплитуда ударного тока за время 10 мс составляет

______А. Следовательно предварительно выбранный тиристор не проходит по току короткого замыкания и окончательно выбираем тиристор серии_______,

на больший ток. Технические данные которого приводятся в таблице 4.

Таблица 4 - Технические данные тиристора

 

Тип тирис-тора	Номинальный ток Iн, А	Действи-тельное значение тока Iв.н, А	Повторя- ющееся напряже-ние Uповт, В	Пороговое напряжение, В	Ток обратный максимальный Iобр, А	Ударный ток,А

 

Следовательно, проверка выбранного тиристора по условиям аварийных режимов, обеспечило выполнение технических требований по выбору тиристора.

 

 

7 Расчет регулировочных и внешних характеристик тиристорного преобразователя

 

Расчет и построение регулировочных характеристик тиристорного преобразователя

 

Рассматриваются три варианта работы управляемого выпрямителя:

- на активную нагрузку;

- на индуктивную нагрузку;

- на активно-индуктивную нагрузку.

Расчет регулировочных характеристик сводится в таблицу 1.

Таблица 1 – Расчет регулировочных характеристик

№ п.п	Режим работы	α,0	Ud,В	Расчетные формулы
	На активную нагрузку
	На индуктивную нагрузку
	На активно-индуктивную нагрузку			Для трехфазной схемы с нулевым выводом при α>300 Для трехфазной мостовой схемы при α>600

 

Построение регулировочных характеристик.

Рисунок 1 – Регулировочные характеристики тиристорного преобразователя

 

Расчет и построение внешних характеристик тиристорного преобразователя

Исходные данные:

Udo = В

Id = А

Rа = Ом – активное сопротивление плеча преобразователя

Ха = – индуктивное сопротивление плеча преобразователя

- угол коммутации тиристоров

В – падение напряжения на вентиле.

Расчет внешних характеристик производится для первого режима работы тиристорного преобразователя для углов управления α=0; 30; 60⁰.

Расчетная формула трехфазного управляемого выпрямителя для первого режима работы:

 

Таблица 2 - Расчетные параметры внешних характеристик

№				Id					Ud

 

 

Рисунок 2 - Внешние характеристики тиристорного преобразователя

 

 

8 Расчет и выбор основных электрических аппаратов управления и защиты

 

Электроаппараты выбираются по основным и дополнительным условиям.

К основным условиям относятся:

- выбор по напряжению

- по силе тока

- по числу контактов или полюсов для автоматов.

К дополнительным условиям выбора относятся:

- по расчетным уставкам, по току или напряжению

- по напряжению катушек аппаратов

-по времени отключения(срабатывания) аппарата.

Таблица - Выбор электрических аппаратов управления и защиты

№ п\п	обозначения	Наименование электрических аппаратов	количество	Условия выбора	Расчётные параметры	Тип	Технические данные
	QF 1	Автоматический выключатель в цепи переменного тока		Uн U1 Iн I1 Iн.э.р Iр.э.р Iн.т.р Iр.т.р по числу полюсов по исполнению tоткл tоткл.р	U1=380B Iр=I1= A Iр.э.р=2,5*Iр = А Iр.т.р=1,25*Iр = А трёхполюсный закрытый tоткл.р=40мс
	Т6	тахогенератор		nн nр	nр= об/мин
	КА1- КА2	Реле максимального тока		Uн Ud Iн Id Iуст Iр.уст по числу контактов по исполнению	Ud= В Id= А 2р защищено
	КМ1	Контактор переменного тока		Uн Uс Iн I1 Uнк=Uу по числу контактов по исполнению	Uс=380В I1= А Uу=220В 3 главных 2з+2р защищён
	КМ2	Контактор постоянного тока		Uн Ud Iн Id Uнк=Uу по числу контактов по исполнению	Ud= В Id= А Uу=220В 2 главных 3з+3р защищён
	RS1	Шунт		Uн Ud Iн Id Uн Uр	Ud= В Id= А Uр=0,8 U= =60мВ
	SA	Ключ управления		Uн Uу Iнк Iк.мах по числу положений по числу контактов по исполнению	Uу=220В Iк.мах=0,14А на три положения 6з+4р закрытый	ВКМ-1335	Uу=220В Iм=0,14А на три положения 6з+6р закрытый
	КТ1-КТ3	Реле времени		Uн Uу Uн.к=Uк Iн Iк.м tсраб. по числу контактов по исполнению	Uу=220В Uк=220В Iк.м=0,03А tсраб=1-9с 1з+1р закрытый	ВЛ-23	Uу=220В Uк=220В Iн=0,1А tсраб=1-100с 1з+1р закрытый
	ТА	Трансформа-тор тока		Uн Uр Iн Iр	Uс=380В Iр= А
	КV	Реле напряжения		Uн Uу Iн.к Iк.м по числу контактов по исполнению	Uу=220В Iк.м=40мА 1з+1р закрытый	РН-60	Uу=220В Iк.м=60мА 1з+1р закрытый

Продолжение таблицы

	КК1 КК2	Реле тепловое		Uн Ud Iн Id Iн.т.р Iр.т.р по числу контактов по исполнению	Ud= В Id= А 2р закрытый
	HL	Лампа сигнальная		Uн Uр Iн Iр.л Rн.доб.>Rp	Uр=24В Iр.л=60мА Rp= =3267Ом	ИМ24-90	Uн=24В Iн=60мА Rн.доб.=3,3 кОм
	QF3	Автоматический выключатель для цепей управления		Uн Uу Iн Iу Iн.э.р Iр.э.р по числу полюсов по исполнению t откл tр.откл	Uу=220В Iу=5А Iр.э.р=2,5 Iу= =12,5А 2-х полюсный закрытый tр.откл=40-60мс	ВА51-25	Uн=220В Iн=25А Iн.э.р=44А 2-х полюсный закрытый tр.откл=50мс
	QF2	Автоматический выключатель в цепи ДПТ		Uн Ud Iн Id Iэ.р.н Iр.э.р Iн.т.р Iр.т.р по числу полюсов по исполнению t откл tр.откл	Ud= В Id= А Iр.э.р=2,5 Id= = А Iр.т.р=1,25 Id = А 2-х полюсный закрытый tр.откл=40-60мс

 

 

9 Расчет электрического освещения на участке цеха

 

Тип помещения-

Размеры помещения:

А= м; В= м; Н= м.

Расчёт электроосвещения выполняется для ламп ДРЛ по методу коэффициента использования светового потока.

Выбор нормируемой освещённости:

Е_ндрл=, Лк – нормируемая освещенность помещения

К_здрл= - коэффициент запаса

hр=, м – высота рабочей поверхности

Выбор типа светильника:

Условия выбора:

- по назначению: для производственных помещений;

- по среде в помещении; нормальные условия среды;

- по высоте помещения; для высоты Н = м;

- по светотехническим характеристикам; направленный световой поток.

Выбираем светильник ……………….

Определяем расчетную высоту помещения:

h=H - hр –hс

где, hс- высота свеса светильника hс=0,3-1,5 м

Составляем план предварительного размещения светильников. Светильники располагаются по углам квадрата со стороной L.

L= (1,3÷1,8)* h

При размещении необходимо учитывать расстояние от стен помещения. Оно должно быть не менее 0,5÷1 м.

 

Рисунок 1 – План предварительного размещения светильников

Расчетный световой поток лампы определяется по формуле:

где К_з = – коэффициент запаса;

Z = 1,15 – поправочный коэффициент;

Е_н = 150 Лм – нормируемая освещенность;

S = м² – площадь освещаемой поверхности;

n = – число светильников;

ή = 0,7 – коэффициент использования светового потока

Условия выбора стандартной лампы:

Флн ≥ Флр

Uн ≥ Uс

Мощность и срок службы лампы:

Р_лн = Вm; Т_раб = ч

 

Расчет осветительной сети.

Для подключения светильников проводится расчет сечения проводов по 3-м условиям:

- по механической прочности

S1 = 4 мм² – алюминиевый защищенный изолированный провод в стандартной электропроводке внутри здания;

- по расчетной силе тока.

Для однофазной осветительной линии от РП до осветительного щитка.

Р_р = Кс ∙ Ксх ∙ n¹ ∙ Р_лн, Вm – расчетная мощность,

где Кс = 0,96 – коэффициент спроса

К_сх = 1,2 – коэффициент учитывающий потери в ПРА

Число светильников без учета аварийных

n^{1 =} n - n_aв

n_aв ≥ 10 % ∙ n

Определяем сечение по условию:

Ι_{дл доп} ≥ Ι_р

тогда S₂ =

- Расчет по допустимой потере напряжения

где L = м – длина линии от щитка до наиболее удаленного светильника;

С = 50

∆U = 2,5 % ∙ Uнс = 0,025 ∙ 220 = 5,5 В

Окончательно принимаем максимальное расчетное сечение S= мм². Марка провода АПВ.

10 Основные технико-экономические показатели электропривода

 

Оценка свойств электроприводов осуществляется с помощью энергетических показателей. К их числу относятся: коэффициент полезного действия – к.п.д., коэффициент мощности – cos φ, потери мощности – ΔP, потери энергии – ΔА. Эти показатели широко используются как при создании новых, так и оценке работы уже действующих электроприводов. Очевидно, что предпочтение должно быть отдано тому ЭП, который обеспечивает требования заданного технологического процесса рабочей машины и имеет более высокие по сравнению с другими вариантами энергетические показатели.

Эти же показатели позволяют оценить и эффективность уже работающих электроприводов, указывают на необходимость проведения модернизации ЭП или выполнение мероприятий по их повышению. Обеспечение высоких энергетических показателей работы ЭП весьма актуально в настоящее время, когда экономия энергетических и материальных ресурсов является задачей первостепенной важности.

Таблица 1- Расчётная таблица энергетических показателей

№	Энергетические показатели систем ЭП.	Величины и расчётные формулы	Значение энергетических показателей
	Эл. двигатель	Тип, Мощность
	Преобразователь	Тип, Мощность
	К.П.Д. двигателя
	К.П.Д. преобразователя
	К.П.Д. систем управлен.
	К.П.Д. механич. передачи

 

Продолжение таблицы 1

	Общий К.П.Д. системы ЭП
	Потери мощности двигателя при номинальном режиме
	Потери мощности в преобразователе при номинальном режиме
	Потери мощности в системе управления	, кВт
	Суммарные потери мощности в установившемся режиме работы	кВт
	Потери энергии в двигателе	кВтч час
	Потери энергии в преобразователе	кВт час
	Потери энергии в системе управления	кВт час

Продолжение таблицы 1

	Суммарные потери в установившемся режиме	кВт час
	Потери энергии в двигателе при пуске без нагрузки	;
	Потери энергии при работе ЭП с нагрузкой (пуск)	* Мн * Мн ; Нм
	Потери энергии при динамическом торможен.	кВт час
	Потери энергии при торможен. под нагрузкой
	Суммарные потери энергии в переходных режимах работы ЭП	кВт час
	Общие потери в электроприводе	кВт час