Описание работы схемы в ручном режиме:

Ключ управления SAC переводится в положение ручное управление («Ручн.»). Пуск и останов двигателя осуществляется при помощи кнопок SB1и SB2. При нажатии на кнопку SB2 получает питание катушка магнитного пускателя КМ и под действием электромагнитной силы, якорь притягивается к сердечнику. При этом механически связанные с якорем подвижные контакты КМ замыкаются с неподвижными контактами. В силовой цепи замыкаются главные контакты, и напряжение сети поступает на зажимы электродвигателя, ротор которого под действием электромагнитного поля начинает вращаться. В цепи управления замыкаются вспомогательные контакты пускателя КМ и электрически закорачивают (блокируют) кнопку SB2, которую можно отпустить, т.к. питание катушки КМ будет осуществляться через них.

       Останов электродвигателя осуществляется либо нажатием кнопки SB1, либо при размыкании контактов теплового реле КК, либо при размыкании цепи ключа управления SAC (перевод в положение «0»). При этом катушка пускателя КМ «теряет питание», якорь под действием отключающих и контактных пружин «отпадает от сердечника», размыкаются главные контакты в силовой цепи, двигатель останавливается под действием тормозного момента нагрузки. В цепи управления размыкаются вспомогательные контакты пускателя КМ, кнопка SB2 разблокируется и запуск электродвигателя возможен только при повторном нажатии кнопки SB2 (исключается самозапуск двигателя при исчезновении напряжения в сети).

 

Для защиты цепей управления в схеме используется предохранитель. Для защиты электродвигателя от ненормальных режимов работы используется тепловое реле, контакт которого включен в цепь питания катушки магнитного пускателя. При перегрузке двигателя происходит срабатывание теплового реле, контакт реле рвет цепь питания пускателя, и происходит отключение схемы.

 

Описание работы схемы в автоматическом режиме:

 

Ключ управления SAC переводится в положение «Авт.» Пуск и останов электродвигателя осуществляется контактами реле управления КС, включенными в цепь катушки пускателя. Катушка реле КС получает питание через контакты А, B, C, D, E, F, G. В данном случае пуск электродвигателя произойдет только тогда, когда контакт G будет замкнут, а так же контакты F или А, В, E,G или С,E,G.

 

 

Задание 3.

 

Выбрать аппараты защиты от ненормальных режимов работы для двух АД заданной мощности и попарно согласовать зоны действия защит: автоматический выключатель и тепловое реле, предохранитель и тепловое реле. Время – токовые (защитные) характеристики в количестве шести штук построить на бланке селективности.

 

Таблица №6

 

Мощность АД, кВт	Частота, об/мин	Iн статора, А	Отношение Iп/Iн
18,5	1000	36,6	5
110	1000	199	6,5

 

Выбор предохранителей:

 

1. Для АД 18,5 кВт:

I_п1=36,6*5=183 А

I_в1= Iп/2,5=183/2,5=73,2 А Выбираем I_в1=80А

 

2. Для АД 110кВт:

I_п2=199*6,5=1293,5 А

I_в2= Iп/2,5=1293,5/2,5=517,4А Выбираем I_в2=600А

 

Таблица №7

 

Мощность АД, кВт	Тип АВ	Iнр, А	Тип теплового реле	Iн, А	Диапазон регулирования	Тип предохранит	Номинальный ток, А
							предохра- нителя	плавкой вставки
18,5	АЕ2066Б	40	РТЛ-2055-04	80	30÷41	ПН2	250	80
110	А3726Ф-У3	250	РТЛ-1008-04 ТК-20-300/5	25	144÷240	ПН2	600	600

 

 

При номинальном и пусковом токах электродвигателей, защиты не работают. При перегрузе электродвигателей первым начинает работать тепловое реле:

 

для АД₁ РТЛ-2055-04 (I_н=80А t_сраб≈1200-1с)

для АД₂ РТЛ-1088-04 (I_н=160А t_сраб≈1200-1с)

 

При коротких замыканиях в сети (или не срабатывания теплового реле) отключение производят только автоматические выключатели или предохранители:

 

АД1-ПН2-250 (Iв=80А, t_сраб≈600-0,01с), АЕ2066Б (Iн=63А, t_сраб≈1200-0,04с)

АД2-ПН2-600 (Iв=600А, t_сраб≈600-0,01с), А3726ФУ3 (Iн=250А, t_сраб≈1200-0,04с)

 

 

Задание 4.

 

Построить на бланке карты селективности время-токовые (защитные) характеристики для автоматического выключателя типа ВА с полупроводниковым максимальным расцепителем тока (МРТ): по минимально возможным уставкам тока и времени, по максимально возможным уставкам тока и времени и по заданным уставками тока и времени.

 

 

Исходные данные:

Дан автоматический выключатель ВА 55‑41

Номинальный ток выключателя I _НВ=1000 А

 

Таблица №8

Наименование уставок тока и времени МТР	Значение уставки тока для МТР
I НВ / I НР	0,4
I СО / I НР	2
t 6, с	4
t СО, с	0,04
I СЗ1 / I НР	0,4

 

а) Номинальный ток расцепителя: I _НР = К_НР* I _НР=0,4*1000=400А,

б) Ток срабатывания при перегрузке: I _СП=1,25* I _НР=1,25*400=500 А,

в) Ток срабатывания отсечки: I _СО= К _СО* I _НР=2*400=800А

г) Шестикратный ток: I ₆=6* I _НР=6*400=2400 А,

д) Ток срабатывания защиты при однофазном КЗ: I_C31=К_С31* I _НР=0,4*400=160 А.

 

 

Таблица №9

Ток, А		Время, с		Точки
Обозначение	Значение	Обозначение	Значение
I СП	500	t СП	100	1
I 6	2400	t 6	4	2
I СО	800	t СО	0,04	3,4,5
ICМГН	20 000	t СМГН	0,02	6
IC31	160	t С31	0,04	7

 

Таблица №10

Наименование уставок тока и времени МТР	Значение уставки тока для МТР
I НР / I НВ	1,1
I СО / I НР	7
t 6, с	16
t СО, с	0,4
I СЗ1 / I НР	1,0

 

а) Номинальный ток расцепителя: I _НР = К_НР* I _НР=1,1*1000=1100А,

б) Ток срабатывания при перегрузке: I _СП=1,25* I _НР=1,25*400=1375 А,

в) Ток срабатывания отсечки: I _СО= К _СО* I _НР=7*1100=7700А

г) Шестикратный ток: I ₆=6* I _НР=6*1100=6600 А,

д) Ток срабатывания защиты при однофазном КЗ: I_C31=К_С31* I _НР=1,0*1100=1100 А.

 

 

Таблица 11

Ток, А		Время, с		Точки
Обозначение	Значение	Обозначение	Значение
I СП	1375	t СП	400	1
I 6	6600	t 6	16	2
I СО	7700	t СО	0,4	3,4,5
ICМГН	20 000	t СМГН	0,02	6
IC31	1100	t С31	0,4	7

 

 Расчет защитной характеристики выключателя по заданным уставкам тока и времени МТР, согласно варианта 20.

 

Наименование уставок тока и времени МТР	Значение уставки тока для МТР
I Нр / I Нв	0,8
I СО / I НР	3
t 6, с	8
t СО, t СЗ1, с	0,3
I СЗ1 / I НР	0,6

 

а) Номинальный ток расцепителя: I _НР = К_НР* I _НР=0,8*1000=800А,

б) Ток срабатывания при перегрузке: I _СП=1,25* I _НР=1,25*800=960 А,

в) Ток срабатывания отсечки: I _СО= К _СО* I _НР=3*800=2400А

г) Шестикратный ток: I ₆=6* I _НР=8*800=6400 А,

д) Ток срабатывания защиты при однофазном КЗ: I_C31=К_С31* I _НР=0,6*800=480 А.

 

 

Таблица для выполнения построения

 

Ток, А		Время, с		Точки
Обозначение	Значение	Обозначение	Значение
I СП	960	t СП	100	1
I 6	6400	t 6	4	2
I СО	2400	t СО	0,3	3,4,5
ICМГН	20 000	t СМГН	0,02	6
IC31	480	t С31	0,6	7

 

Задание 5.

 

1) Применение изоляционных материалов в аппаратостроении;

2) Основные способы расчета ЭДУ;

3) Определение допустимого тока в длительном режиме и в режиме короткого замыкания. Тепловой импульс. Термическая устойчивость;

4) Материалы, применяемые для изготовления контактов. Магнитоуправляемые герметичные контакты (герконы). Конструкция и область применения;

5) Движение дуги в магнитном поле. Магнитное дутье;

6) Конструктивное выполнение катушек ЭММ;

7) Назначение рубильников. Конструкция рубильников;

8) Назначение аппаратов защиты. Плавкие предохранители: назначение, технические параметры;

9) Основные узлы АВ;

10) Назначение и основные конструктивные узлы контактора;

11) Назначение и классификация релейных аппаратов.

1)    Применение изоляционных материалов в аппаратостроении.

Изоляционные материалы – предназначены для изоляции токоведущих деталей ЭА друг от друга и от других частей электроаппаратов. Это электротехнический картон, лакоткань, текстолит, гетинакс, полиэтилен, эпоксидные компаунды, различные пластмассы.

Изоляция считается хорошей, если величина сопротивления изоляции составляет R_ИЗ ³ 100 МОм. ПУЭ допускает эксплуатировать установку до 1000 В с R_ИЗ ³ 0,5 МОм.

Дугостойкие изоляционные материалы – предназначены для выполнения дугогасительных камер. Это асбест, керамика, пластмассы.

Контактные материалы – предназначены для обеспечения высокой электрической износостойкости контактов. Медь, металлокерамика, серебро.

Биметаллы – предназначены для изготовления тепловых расцепителей. Тепловой расцепитель выполнен в виде биметаллической пластины, на которую намотана нагревательная спираль, включенная в защищаемую цепь последовательно. Используется эффект различного линейного удлинения некоторых металлов при нагревании. При увеличении тока нагрузки сверх номинального значения спираль нагревает биметаллическую пластину.

 

2)    Основные способы расчета ЭДУ.

 Определение допустимого тока в длительном режиме и в режиме короткого замыкания. Тепловой импульс. Термическая устойчивость.

Существует два способа расчета ЭДУ.

1) на основе взаимодействия магнитного поля и тока по формуле Ампера. Величину магнитного поля определяют по закону Био-Савара-Лапласа. Этот способ расчета применяют только для простых контуров.

2) на основе изменения электромагнитной энергии проводника с током. Этот способ применяют для расчета сложных контуров:

где	dW	–	изменение энергии электромагнитного поля;
	dx	–	возможное перемещение в направлении переменной x.

 

 

ЭДУ между проводниками

Сила, возникающая между двумя проводниками, определяется по выражению:

	где	m0	–	магнитная проницаемость вакуума, m0 = 4p ·10–7 (Гн/м);
		kК	–	коэффициент контура, зависит от взаимного расположения проводников (kК = 2l/a - для параллельных проводников);
		kФ	–	коэффициент формы, зависит от размеров проводника и для цилиндрических проводников kФ = 1.

 

Рис 1-Действие сил для различных форм проводников, располагающихся  

      в одной плоскости

 

Примеры анализа: а) изогнутый проводник с током I, поле во внутренней области, охватываемой проводником усилено, а в наружной – ослаблено. Так как сила направлена в сторону ослабленного поля, то проводник стремится переместиться влево-вниз.

Примечание. При обозначении направления вектора на плоском чертеже используются следующие графические символы:

 – вектор "уходит за плоскость чертежа (видно "оперение" стрелы),

 – вектор "приходит" из-за плоскости чертежа (видно острие стрелы).