Расчет и выбор электрических аппаратов

_{где К = 0,85 – тепловой поправочный коэффициент.}

 Технические данные автомата А3744С: номинальное напряжение 380В, номинальный ток автомата 400А, предел регулирования номинального тока расцепителя 400А, 500А, 630А, пределы регулирования уставки во времени срабатывания в зоне токов КЗ – (3, 5, 7, 10)I_н.пр., калибруемые значения уставки во времени срабатывания в зоне токов КЗ – 0,1с; 0,25с; 0,4с. Защиты в зоне перегрузки нет.

Пусковой ток самого мощного  электродвигателя (электродвигателя компрессора):

Кратковременную токовую  нагрузку автомата QF1 определяем из условий пуска двигателя поршневого компрессора:

,

_{Пиковый расчетный ток:}

.

где К_зап =1,25 – коэффициент запаса.

Ток несрабатывания автомата QF1 от пускового тока самого мощного электродвигателя:

Где Ку – кратность стандартной уставки (Ку = 3,5,7,10).

Условия выбора автомата QF1 выполняются. Автомат от пускового тока не срабатывает, а срабатывает от токов К.З.

5.6 Выбор автоматов QF2, QF3, QF5, QF6 для электродвигателей 

M1 и М2, осветительной и нагревательной установок

 

Потребляемый ток электродвигателями M1 равен 41,266А.

С учетом теплового поправочного коэффициента номинальный расчетный  ток электромагнитного расцепителя токоограничивающего автомата QF2 равен:

_{Пусковой  ток электродвигателя М1}

_{Пиковый расчетный ток  электродвигателя М1:}

 Для защиты этого  электродвигателя от токов КЗ  выбираем автоматы типа A3716ФУЗ с электромагнитными расцепителями. Автомат имеет следующие технические данные: номинальное напряжение до 660В, номинальный ток автомата 160А. Номинальная уставка тока трогания электромагнитного расцепителя в зоне токов КЗ равна 630А.

Аналогично, расчетные значения при выборе автомата QF3 для электродвигателя М2:

_{Пиковый расчетный ток электродвигателя М2:}

Условия выбора автомата QF3 выполняются. Для электродвигателя  М2 принимаем такой же тип автомата, как и для электродвигателя М1.

 Номинальный ток электродвигателя МЗ равен 163,86А.

Номинальный расчетный  ток  электромагнитного расцепителя автомата QF4 равен:

_{Пусковой  ток электродвигателя М3}

_{Пиковый расчетный ток  электродвигателя М3:}

_{Ток несрабатывания электромагнитного  расцепителя автомата QF4 от пускового тока электродвигателя М3:}

_{Условия выбора автомата QF4 выполняются}

Выбираем автоматический воздушный выключатель типа А3732ФУЗ с электромагнитным расцепителем, который срабатывает в зоне токов КЗ. Его параметры: номинальное напряжение до 660В. Номинальный ток электромагнитного расцепителя ( ).

Кратность стандартной установки  равна К_у=10.

Для защиты нагревательной и осветительной установок от возможных перегрузок и токов  КЗ устанавливаем автоматы  типа 3716ФУЗ с термобиметаллическими и электромагнитными расцепителями. Автоматы имеют следующие технические данные: номинальное напряжение до 660В, номинальный ток автомата 80А. Номинальные токи термибиметаллического расцепителя 16А, 20А, 32А, 40А, 50А, 63А, 80А. номинальная устака тока трогания электромагнитного расцепителя в зоне КЗ равна 250А и 400А.

Уставка токов электромагнитного и термобиметаллического расцепителей не регулируются. Термобиметаллические расцепители 1-го и 2-го габаритов допускают возможность замены в условиях эксплуатации расцепителями другого номинального тока без дополнительных регулиров

 Ток срабатывания теплового расцепителя автомата в зоне токов перегрузки равен:

Номинальный ток термобиметаллического (теплового) расцепителя принят равным

Номинальная уставка тока трогания электромагнитного расцепителя в зоне токов КЗ принята равной

Условие выбора автоматов  типа 3716ФУЗ для нагревательной и  осветительной установок выполняется:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Выбор электрических  аппаратов для управления электродвигателями, нагревательной и осветительной  установками.

 

6.1 Выбор магнитных пускателей  для электродвигателей M1 и M2

 

Пускатели серии ПМС предназначены  для дистанционного пуска, остановки  и реверсирования, а также для  защиты от перегрузок недопустимой продолжительности  и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз трехфазных электродвигателей серии 4А с короткозамкнутым ротором.

Для управления электродвигателем M1 выбираем магнитный пускатель типа ПМС-4. Его технические параметры: номинальный ток пускателя 63А; номинальное рабочее напряжение 380В; вид исполнения IP00; допустимая частота включений в час – 3000; механическая износостойкость 16 млн. циклов; коммутационная износостойкость 3 млн. циклов.

Для управления электродвигателем M2 выбираем магнитный пускатель типа ПМС-2. Его технические параметры: номинальный ток пускателя 25А; номинальное рабочее напряжение 380В; вид исполнения IP00; допустимая частота включений в час – 2400; механическая износостойкость 14 млн. циклов; коммутационная износостойкость 3 млн. циклов.

6.2 Выбор  контактора  для электродвигателя МЗ

 

Так как электродвигатель МЗ, предназначенный для привода  поршневого компрессора, имеет мощность 82кВт, то для его управления применяем контактор. Контактор – устройство автоматического управления, предназначенный для включения и отключения асинхронных электродвигателей.

Для управления электродвигателем  МЗ привода поршневого компрессора  принимаем контактор трех полюсный переменного тока серии КТ6000 напряжением до 660В; тип контактора КТ6632; номинальный ток 250А; механическая износостойкость 10 млн. циклов; коммутационная 0,2 млн. циклов. Допустимая частота включений в час – 1200.

 

 

6.3 Выбор магнитных пускателей  КМ6 и КМ7 для управления

осветительной и нагревательной установками

 

Предполагаем, что магнитные  пускатели установлены на вводе  электрических схем этих установок. Для регулирования освещённости рабочего помещения установлены  осветительные щитки с однофазными  автоматическими выключателями. Для  регулирования температуры окружающей среды нагревательная установка  имеет свой регулятор.

При выборе пускателей KM6 и KM7 исходим из номинальных токов нагревательной и осветительной установок.

Номинальный рабочий ток осветительной установки 7,75А, то для ее управления выбираем магнитный пускатель типа ПМС–1. Номинальный ток 10А; номинальное рабочее напряжение 380В; допустимая частота включений в час – 6000; исполнение IP00, механическая износостойкость 16 млн. циклов. Коммутационная износостойкость 3 млн. циклов.

Номинальный рабочий ток  нагревательной установки 37,98А. Для ее управления выбираем аналогичный пускатель типа ПМС–3. Номинальный ток пускателя 40А; номинальное рабочее напряжение 380В; допустимая частота включений в час – 3000; исполнение IP00, механическая износостойкость 12,5 млн. циклов. Коммутационная износостойкость 2,5 млн. циклов.

6.4 Выбор электротепловых реле для защиты от перегрузок электродвигателей М1, М2, М3

Трехполюсные электротепловые реле необходимо применять лишь в том случае, когда перегрузочная способность электродвигателя по моменту меньше двух. В противном случае необходимо применять однополюсные или двухполюсные реле.

Для защиты электродвигателей  М1,М2 и М3 от перегрузок по току выбираем реле серии ТРП. Реле однополюсное, номинальные токи нагревательных элементов реле 50-150А. В тепловом реле ТРП предусмотрены два исполнения по возврату: ручной возврат с гарантированным отсутствием самовозврата контактной группы и самовозврат с ускорением возврата вручную.

Реле не срабатывает  при длительном обтекании током, равном току уставки; срабатывает в течение 20 мин после увеличения тока по сравнению с током уставки на 20%. Реле нормально работает при токах, не превышающих 15-кратного значения. Реле допускает нагрузку 18-кратным номинальным током теплового элемента в течение 1 с, или до срабатывания реле, если оно произойдет за время меньше 1 с. 

Уставки по току используют только в том случае, если номинальный ток электродвигателя не равен номинальному току реле (нагревателя).        

Ток срабатывания теплового  реле определяется исходя из условий:

_{Принимаем реле типа ТРН-40. Номинальный ток теплового элемента равен 40А. Этот ток не совпадает с номинальным током электродвигателя М1}

_{Принимаем уставку по току 5%, что соответствует 2А от заводского калиброванного номинального тока нагревателя 40А.}

_{Условие выбора реле для защиты электродвигателя М1 выполняется:}

Выполняем аналогичные расчеты  для защиты электродвигателя М2:

_{Принимаем реле типа ТРН-25. Номинальный  ток теплового  элемента равен 25А. Этот ток совпадает  с номинальным  током М2}

_{Принимаем уставку по току 5%, что соответствует 1, 25А от заводского калиброванного номинального тока нагревателя 25А.}

_{Условие выбора реле для защиты электродвигателя М2 выполняется:}

Выполняем аналогичные расчеты  для защиты электродвигателя М3:

 Принимаем реле типа  РТТ-3. Номинальный ток теплового элемента равен 160А. Этот ток не совпадает с номинальным током электродвигателя М3 _{Принимаем уставку по току 5%, что соответствует 8А от заводского калиброванного номинального тока нагревателя 160А.}

_{Условие выбора реле для защиты электродвигателя М3 выполняется:}

7. Выбор аппаратов для  схемы управления привода двух  исполнительных разнотипных реверсивных  органов с линейным движением

7.1 Выбор кнопок управления SB1 и SB2 и реле времени КТ

 

Коммутационные кнопки предназначены  для коммутации цепей управления. Коммутационные кнопки бывают однополюсного  и двухполюсного включения, а  так же комбинированные.

Выбираем кнопки с цилиндрическим толкателем серии КЕ. В качестве кнопки SB1 принимаем кнопку типа КЕ011У3 (первое исполнение), в качестве кнопки SB2 - кнопку типа КЕ011У3 (второе исполнение). Степень защиты со стороны толкателей IР40. Номинальный ток контактов – 6А.

Реле времени предназначено  для передачи команд из одной электрической  цепи управления в другую, с определенным предварительно установленным запаздыванием.

Принимаем реле типа ВЛ-26У4. Его технические параметры: номинальное  рабочее напряжение 220В; диапазон выдержки времени от 0,1с до 10 мин; коммутируемая  мощность на переменном токе при cosγ=0,4 равна 250ВА; механическая износостойкость 10 млн циклов; коммутируемая износостойкость 2,5 млн. циклов; потребляемая мощность 6,5 ВА; число контактов – 1; время возврата не более 0,2с. Можно принять вместо реле ВЛ – 26У4 моторное реле серии РВ4 типа РВ4 – 3 с диапазоном выдержки времени 0,5 – 15 мин.

7.2 Выбор конечных выключателей SQ1, SQ2, SQ3, SQ4

 

Для схемы управления электроприводом двух исполнительных органов с линейным движением выбираем путевые контактные выключатели SQ1, SQ2, SQ3 мгновенного действия серии ВПК 1000.

Рассчитываем ток в  ветви реле по формуле:

,

где Rk – сопротивление катушки реле, принимаем Rk=250 Ом.

.

Принимаем путевые (конечные) контактные выключатели мгновенного  действия серии ВКП1000 типа ВПК1211У4. Частота включений 1200 при ПВ=10%. Число контактов – 1замыкающий и 1 размыкающий; предельный ток включения отключения 16А; рабочий ход толкателя не более 2,4 мм; полный ход 5,4 мм; усилие нажатия 5Н. Механическая износостойкость не более 5 млн. циклов, коммутационная износостойкость 1 млн. циклов. Род тока – переменный частотой 50–60Гц, режим работы: включение при cosY=0,6...0,7, отключение при cosY=0,3...0,4. Номинальная сила тока продолжительного режима – 4А, номинальное напряжение 220В.

Конечный выключатель  SQ4 бесконтактного типа. Устанавливаем конечный выключатель серии БВК-24. Он получает питание от источника постоянного тока напряжением 24В.

Для выбора типа выключателя  SQ4 определяем полную мощность, напряжение и ток вторичной обмотки трансформатора. Для этого предварительно определяем протекающий ток в катушке управления промежуточного реле KV2, катушка управления которого включена в цепь выключателя SQ4. Принимаем реле серии РПУ-2 типа РПУ-2-012203. Его технические параметры: номинальное напряжение 24В; число контактов замыкающих – 2; число контактов размыкающих – 2; номинальный ток контактов 4А; механическая износостойкость 10 млн. циклов; электрическая износостойкость контактов 1 млн. циклов; степень защиты IP00; категория размещения – 3; расчётный ток катушки управления 0,12А; сопротивление катушки управления 237В.