Расчет и выбор пусковой и защитной аппаратуры

Раздел должен содержать:

- расчетную схему двигателя машины указанной в задании (расчетная схема составляется для всей установки);

- пример выбора элементов расчетной схемы (расчет);

- результаты расчета и выбора аппаратов управления и защиты для всех машин представить в таблице 3.1.

Технические характеристики пусковой и защитной аппаратуры приведены в Приложениях П2.1…П2.4.

Управление электроприводами заключается в осуществлении пуска, регулировании частоты вращения, торможения, реверсирования, а также поддержания режима работы привода в соответствии с требованиями технологического процесса. Управление электроприводом осуществляется с помощью аппаратуры ручного и автоматического управления, а также аппаратуры защиты, которая обеспечивает защиту электроприводов, питающей сети и технологического оборудования при возникновении различных ненормальных режимов: коротких замыканий, перегрузке двигателей, исчезновение питающего напряжения или обрыве фазы питающей сети и т. д.

В курсовом проекте необходимо произвести расчет и выбор соответствующих аппаратов, указав нормативные документы регламентирующие методику расчета и выбора типа защитной аппаратуры.

Для защиты электроприемников и сетей от токов короткого замыкания служат предохранители и автоматические выключатели без выдержки времени, а для защиты от перегрузок – автоматы с выдержкой времени и тепловые реле.

Выбор аппаратов защиты производится с учетом следующих основных требований:

- напряжение и номинальный ток аппаратов должны соответствовать напряжению и расчетному (длительному) току цепи;

- номинальные токи плавких вставок предохранителей и расцепителей автоматических выключателей нужно выбирать, по возможности, близкими к расчетным токам электроприемника или линии;

- аппараты защиты не должны отключать установку при перегрузках, возникающих в условиях нормальной эксплуатации, например при запуске короткозамкнутого электродвигателя;

- аппараты защиты должны обеспечивать надежное отключение одно- и многофазных замыканий;

- должна быть обеспечена селективность действия защиты.

Наиболее распространенными аппаратами защиты в установках напряжением до 1000В являются предохранители. Предохранители предназначены для защиты электроприемников и электрических цепей от коротких замыканий.

Предохранители выбирают по следующим параметрам:

- номинальному напряжению предохранителя:

U_н.пр ≥ U_с

- номинальному току предохранителя:

I_н.пр ≥ I_дл

- номинальному току плавкой вставки:

I_вст ≥ I_дл

Проверяют выбранный предохранитель по обеспечению селективности защиты:

I_вст ≥ I_пуск / α

где I_пуск - максимальный пусковой ток в защищаемой линии, А;

α – коэффициент, учитывающий условия пуска: нормальные – α=2,5, тяжелые – α=1,6.

Если одновременно запускаются несколько двигателей, то пусковой ток рассчитывается по формуле:

I_пуск = I_н.наиб. К_i +∑ I_{н.остальных}

где I_н.наиб. – номинальный ток наибольшего двигателя из одновременно запускаемых, А;

К_i – кратность пускового тока наибольшего двигателя из одновременно запускаемых;

∑ I_{н.остальных} – сумма номинальных токов остальных двигателей из одновременно запускаемых, А.

Численные значения коэффициента α для двигателя с нормальными условиями пуска (относительно редкие пуски и небольшая длительность разгона 5−10 с) принимаются равными 2,5.

Для двигателей с тяжелыми условиями пуска (длительность разгона до 40 с) коэффициента α принимается равным 1,6−2,0.

Номинальный ток плавких вставок, выбранный по этим условиям, обеспечивает нормальную работу электроприемников как при рабочих токах, так и при появлении кратковременных пусковых токов.

Автоматические выключатели осуществляют более совершенную защиту электропроводок и электроприемников чем плавкие предохранители и одновременно являются коммутационными аппаратами.

Автоматические выключатели выпускаются с различными расцепителями: электромагнитными, тепловыми и комбинированными.

Автоматические выключатели выбирают по следующим параметрам:

- номинальному напряжению автомата:

U_н.авт ≥ U_с

- номинальному току автомата:

I_н.авт ≥ I_дл

- току срабатывания теплового расцепителя:

I_н.т.р ≥ I_дл

- току срабатывания электромагнитного расцепителя:

I_ср.м.р ≥ 1,25 I_пуск

Если одновременно запускаются несколько двигателей, то пусковой ток рассчитывается по формуле:

I_пуск = I_н.наиб. К_i +∑ I_{н.остальных}

Проверяют выбранный автомат на ложность срабатывания при пуске двигателя:

I_отс ≥ I_ср.м.р

I_отс = К_ср.м. I_н.т.р.

Электромагнитные пускатели предназначены для дистанционного и автоматического управления трехфазными электродвигателями, а также электронагревательными, осветительными и облучательными установками.

Пускатели выбирают по следующим параметрам:

- номинальному напряжению пускателя:

U_н.п ≥ U_с

- номинальному току пускателя:

I_н.п ≥ I_дл

Проверяют выбранный пускатель по условию коммутации:

I_н.п ≥ I_пуск / 6

Тепловые реле предназначены для защиты приемников и сетей от токов перегрузок.

Тепловые реле выбирают по следующим параметрам:

- номинальному напряжению теплового реле:

U_н.т.р ≥ U_с

- номинальному току теплового расцепителя:

I_н.т.р ≥ I_дл