Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Наименование:
Контрольная Изучение выбора контактора, магнитного спускателя, теплового реле (для управления и защиты асинхронного двигателя), автоматических выключателей, предохранителей, высоко- и низковольтных аппаратов в системах электроснабжения согласно исходным данным.
Информация:
Тип работы: Контрольная.
Предмет: Схемотехника.
Добавлен: 16.03.2010.
Год: 2010.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ АППАРАТЫ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ
по курсу
Электрические и электронные аппараты
содержание
Предисловие
Варианты расчетного задания
Содержание расчетного задания
Методические указания по выполнению контрольного задания и примеры решения задач
Правила выполнения и оформления контрольных работ
Литература
Приложение 1
Приложение 2
УДК 621.311: 628.26 (075.8)
ббк 31. 264
Денисова А.Р. Электрические и электронные аппараты. Методические указания и расчетное задание. Для студентов очной и очно-заочной формы обучения. Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2007.
Приведены варианты расчетного задания и общие рекомендации по его выполнению.
Предназначены для студентов очной и очно-заочной формы обучения, обучающихся по специальности 140600 - "Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений".
ПРЕДИСЛОВИЕ
Энергетика как отрасль промышленности обладает рядом особенностей, резко выделяющих энергетическое производство из других отраслей промышленности.
Важнейшая особенность энергетики заключается в том, что производство электроэнергии, ее транспорт, распределение и потребление осуществляются в один и тот же момент времени. Эта особенность превращает всю систему производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии, отдельные звенья которой могут быть удалены на сотни километров друг от друга, в единый, сложный механизм, в котором системой электроснабжения называют совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией. Под электроустановками понимают совокупность электрооборудования (вместе с сооружениями и помещениями, где оно находится), предназначенного для производства, распределения, преобразования и потребления электроэнергии.
Электрические и электронные аппараты (Э и ЭА) - это электротехнические устройства, которые используют для включения и отключения электрических цепей, измерения, защиты, управления и регулирования электроустановок, предназначенных для передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии.
Под Э и ЭА понимают широкий круг всевозможных устройств, применяемых в быту, промышленности и энергетике.
В соответствии с учебной программой основной задачей курса "Электрические и электронные аппараты" является изучение основ теории, конструкций и эксплутационных характеристик Э и ЭА автоматики, управления и защиты, которые применяются в электрических системах, схемах электроснабжения, автоматизации и электропривода.
Основной задачей курса "Электрические и электронные аппараты" является изучение конструкций, эксплуатационных характеристик и условий выбора Э и ЭА распределительных устройств низкого и высокого напряжения, применяемых в системах промышленного электроснабжения.
ВАРИАНТЫ РАСЧЕТНОГО ЗАДАНИЯ
Каждый студент выполняет вариант задания, обозначенный последней цифрой его учебного шифра в зачетной книжке.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ
Исходные данные по вариантам расчетного задания по курсу "Электрические и электронные аппараты" представлены в табл. 1-4.
Таблица 1. Электродвигатели асинхронные
СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНОГО ЗАДАНИЯ
Расчетное задание по курсу "Электрические и электронные аппараты"состоит из четырех задач - это задачи І.1, I.2, II.1 и II.2.
Задача I.1. Выбор контакторов и магнитного пускателя для управления и защиты асинхронного двигателя.
Необходимо выбрать контактор, магнитный пускатель и тепловое реле для управления и защиты асинхронного двигателя серии 4А, работающего в продолжительном режиме. Тип двигателя в соответствии с индивидуальным вариантом контрольного задания выбрать из табл. 1. Схема прямого пуска и защиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором представлена на рис. 1.
Рис. 1. Схема пуска и защиты двигателя
Задача I.2. Выбор автоматических выключателей и предохранителей для защиты двигателей.
От цехового трансформатора кабелем питается сборка механической мастерской, к которой подключены четыре двигателя. Напряжение сети 380 В. Все двигатели работают одновременно. Типы двигателей приведены в табл. 1; рекомендуется использовать для расчета двигатель, выбранный в задаче I.1 и ближайший к нему; два других двигателя выбрать из противоположного конца таблицы 1. В тех случаях, когда номинальное напряжение выбранных двигателей 660 В, необходимо изменить его на напряжение, заданное в условии задачи I.2 (380 В). Схема цеховой электрической сети, питающей сборку механической мастерской, приведена на рис.2. Требуется выбрать аппараты защиты двигателей и кабеля, питающего сборку:
а) автоматические выключатели QF1 - QF5 (рис. 2 (а));
б) плавкие предохранители F1- F5 (рис. 2(б)).
Рис. 2. Участок радиальной схемы цеховой электрической сети (ТП - трансформаторная подстанция; РУ - распределительное устройство; КЛ - кабель; QF1 - QF5 - автоматы; М1 - М4 - двигатели; F1 - F5- плавкие предохранители)
Задача II.1. Выбор низковольтных аппаратов в системах электроснабжения.
Для схем соединения понижающих трансформаторов со 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, приведённую в примере II.1.
Задача II.2. Выбор высоковольтных аппаратов в системах электроснабжения.
Для схемы питания понижающего трансформатора от 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, аналогично приведенной в примере II.2.
Рис. 3. Схемы соединения трансформаторов со сборными шинами низкого напряжения
Рис. 4. Схема питания трансформатора от магистральной линии
Рис. 5. Фрагменты схем электроснабжения промышленных предприятий
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению РАСЧЕТНОГО ЗАДАНИЯ И ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Методические указания и примеры решения задач I.1 - I.2
Выбор контакторов (магистральных пускателей) - производится по следующим условиям:
а) роду тока силовой цепи;
б) номинальному напряжению и току в силовой цепи;
в) числу главных и вспомогательных контактов пускателя (контакторов);
г) категории применения и климатического исполнения аппарата: категория применения определяется условиями работы потребителя и схемой питания;
д) режима работы.
Если выбирается пускатель, то необходимо указать наличие теплового реле и реверсивности пускателя, что определяется схемой управления двигателя.
Выбор тепловых реле - производится по условиям:
а) номинальному напряжению реле;
б) числу полюсов;
в) номинальному току нагревательного элемента реле, который выбирается таким образом, чтобы отключение реле при пусковом токе двигателя происходило в интервале времени от t П до 1,5*t П. Если выбран пускатель со встроенным тепловым реле, то уточняется номинальный ток нагревательного элемента и по характеристике реле проверяется время его срабатывания.
Выбор предохранителей для двигателей - производится по условию:
- отстройки от пускового тока двигателя:
(1)
где I Н - номинальный ток плавкой вставки предохранителя; I ПД - пусковой ток двигателя; К - коэффициент, определяемый условиями пуска (К = 2,5 - легкий пуск; К = 1,6-2 - тяжелый пуск).
В общем случае номинальный ток плавкой вставки, через которую питаются несколько самозапускающихся двигателей, выбирают по выражению:
(2)
где - сумма пусковых токов всех самозапускающихся двигателей.
Выбранный по условию (2) предохранитель проверяют на пуск самых крупных двигателей в нормальном режиме по выражению:
(3)
где - сумма номинальных токов работающих двигателей;
- сумма пусковых токов самых крупных двигателей.
Выбор автоматических, воздушных выключателей (автоматов).
Для защиты двигателей обычно применяют автоматы с комбинированными расцепителями:
- в режиме КЗ срабатывает электромагнитный (мгновенный) расцепитель, ток срабатывания которого отстраивается от номинального тока двигателя по формуле:
(4)
где - ток срабатывания мгновенного расцепителя; - пусковой ток двигателя.
- в режиме перегрузки срабатывает тепловой (зависимый) расцепитель, ток срабатывания которого отстраивается от номинального тока двигателя по условию:
(5)
где - ток срабатывания зависимого расцепителя; - номинальный ток двигателя.
Если температура эксплуатации автомата (t Э) отличается от температуры, при которой расцепитель калибруется на заводе (t К), рекомендуется сделать пересчет тока срабатывания по формуле:
, (6)
Выбор автоматов для защиты группы двигателей - осуществляется по условиям: номинальный ток его зависимого расцепителя должен быть не меньше суммы номинальных токов группы двигателей, т. е.
, (7)
ток срабатывания независимого расцепителя должен быть отстроен от тока самозапуска всех двигателей:
(8)
для обеспечения селективности с мгновенными расцепителями автоматов, защищающих двигатели, автомат, защищающий группу двигателей, должен иметь независимую выдержку времени.
Пример I.1. Выбор контактора и магнитного пускателя для управления и защиты двигателя
Требуется выбрать магнитный пускатель (контактор) для управления и защиты асинхронного двигателя типа 4АР13284, работающего в продолжительном режиме. Схема прямого пуска и защиты приведена на рис. 1.
По типу двигателя из справочной литературы определим его технические параметры:
- номинальная мощность, P ном - 7,5 кВт;
- коэффициент полезного действия, з ном- 87,5 %;
- коэффициент мощности, cos ц - 0,86;
- номинальное линейное напряжение на обмотке статора,U ном - 380 В;
- коэффициент кратности пускового тока, КI - 6,5;
- 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 (приложение 1);
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 значение):
принимаем
Произведем выбор аппарата по основным техническим параметрам.
Выбираем магнитный пускатель со встроенным тепловым реле по основным техническим параметрам, приведенным в приложении 2 табл. 1, для заданного схемного решения (рис. 1) - типа ПМЛ 221002.
Проверим возможность работы выбранного аппарата в категориях применения АС - 3 и АС - 4.
Согласно данным из табл. 1 приложения 1 в категории применения АС - 3 магнитный пускатель должен включать в нормальном режиме коммутации ток:
,
а в режиме редких коммутаций:
.
Оба условия пускателя ПМЛ 221002 выполняются, так как:
В категории применения АС - 4 магнитный пускатель ПМЛ 221002 с номинальным рабочем током 10 А (табл. 1, приложение 2) должен отключать в номинальном режиме коммутации ток:
,
который меньше пускового тока двигателя. В режиме редких коммутаций ток:
,
который также ниже ударного пускового тока двигателя. Поэтому пускатель ПМЛ 221002 с номинальным током 10 А, предназначен для работы в категории АС - 4, для данной схемы (рис. 1) не пригоден.
Тепловые реле серии РТЛ, встроены в магнитные пускатели (табл. 1, приложение 2) имеют регулируемое время срабатывания t СР = (4,5 - 9) с, что приемлемо для заданных условий пуска двигателя: 1,5t П < t СР < t П.
Для реализации схем пуска двигателя (рис. 1) можно использовать контактор и дополнительное тепловое реле.
Выбор контактора аналогичен вышерассмотренному выбору магнитного пускателя. Основное технические данные контактора приведены в приложении 2, табл. 3.
Пример I.2. Выбор автоматических выключателей и предохранителей для защиты двигателей (схема представлена на рис. 2 а, б).
Определим по мощности двигателей их номинальные и пусковые токи так же, как в примере I.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. I.1.
Для предохранителя, защищающего кабель, питающий сборку, номинальный ток рассчитаем по выражению (2):
.
Таблица I.1
Мощность двигателя, кВт
Ток двигателя, А
Ток вставки, А
номинальный
пусковой
расчетный
принятый
ПР-2
ПН-2
НПН, НПР
1,7
2,8
4,5
14
3,7
5,8
9,4
27,5
22,2
31,9
56,5
193
8,9
12,8
22,6
77
10
15
25
80
30
30
30
80
10
15
25
80
Выбираем по ближайшему большему значению номинального тока предохранитель типа ПР-2 (I Н= 125 А).
Проверяем правильность выбора по условию пуска двух самых крупных двигателей в нормальном режиме (3):
.
Предохранитель типа ПР-2 условию (3) удовлетворяет.
Выберем для защиты той же группы двигателей автоматические выключатели (рис.2а). Расчеты производятся по формулам (4) и т.д.................
