Програма роботи. 2.1 Вивчити призначення, будову і принцип дії рубильника і пакетного вимикача та вимоги

2.1 Вивчити призначення, будову і принцип дії рубильника і пакетного вимикача та вимоги щодо їх монтажу.

2.2 Вивчити призначення, будову і принцип дії запобіжника з плавкою вставкою та вимоги щодо їх монтажу.

2.3 Вивчити призначення, будову і принцип дії автоматичного вимикача з тепловим і електромагнітним розчіплювачами та вимоги щодо їх монтажу.

2.4 Вивчити призначення, будову і принцип дії магнітного пускача, теплового реле струму, кнопкової станції та вимоги щодо їх монтажу.

2.5 Провести вибір апаратури управління та захисту згідно завдання викладача.

3 Вказівки з підготовки до лабораторної роботи

При підготовці до лабораторної роботи необхідно:

3.1 Вивчити теоретичний матеріал.

3.2 Занести у звіт технічні характеристики обладнання згідно завдання викладача.

3.3 Для заданого викладачем електродвигуна зробити вибір запобіжника, плавкої вставки, теплового реле струму, автоматичного вимикача.

4 Обладнання робочого місця

На робочому місці подані зразки рубильників, запобіжників із плавкою вставкою, пакетних вимикачів, кнопкових станцій, теплових реле струму, магнітних пускачів і автоматичних вимикачів.

5 Загальні відомості

Комутаційна апаратура: рубильники призначені для неаввтоматичного включення електричних кіл без навантаження і електроспоживачів невеликої потужності в пристроях розподілу електричної енергії. Основними елементами рубильника є рухомі ножі, контактні стійки (губки), шарнірні стійки, рукоятка [1,8].

Монтаж виконують на вертикальну жорстку опорну підставу.

Пакетні перемикачі призначені для нечастої комутації електричних кіл змінного струму частотою від 50 до 400 Гц із номінальною робочою напругою від 24 до 500 В. Можуть використовуватися як ввідні вимикачі, перемикачі головних кіл і як пускові апарати для асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором. Спрацьовування пакетного вимикача здійснюється при повороті ручки. Вимикач постачається пристроєм, що гасить дугу, і механізмом, що забезпечує прискорення замикання і розмикання рухливих контактів із нерухомими контактами [8].

Під час монтажу перемикачі можна розміщувати у будь-якому положенні, за винятком перемикачів із фронтальним фланцем (ступінь захисту ІР54, які монтують горизонтально (допустиме відхилення до ±30°).

Вимикач - роз’єднувач (ВН-32), завдяки своїй конструкції (подвійний розрив кола), дозволяє практично виключити пробій і перекриття дугою по ізоляції, навіть при тривалій експлуатації і сильному забрудненні. Він призначений для комутації змішаних активних і індуктивних навантажень, вже захищених від надструмів іншими комутаційними апаратами. Апарат допускає комутацію електричних кіл при помірних перевантаженнях. Область застосування ВН-32 - обліковий-розподільне устаткування житлових і громадської будівель і споруд, де передбачається необхідність в оперативному відключенні від мережі окремих груп електроспоживачів або ділянок електричного кола (наприклад, в поверхових щитах замість пакетних вимикачів). Вимикач - роз’єднувачне має власного споживання електроенергії і є електромеханічним пристроєм ручного управління. Передбачено одно -, дво -, трьох -, чотири полюсне виконання.

Принцип роботи: при переводі рукоятки управління із положення «ВИКЛ» в положення «ВКЛ» відбувається замикання мережі за допомогою місткового контакту.

Монтаж ВН-32 проводять на 35 мм монтажну DIN-рейку.

Магнітні пускачі і контактори призначені для дистанційного пуску безпосереднім підключенням до мережі, зупинки і реверсування трифазних асинхронних електродвигунів із коротко замкнутим ротором при напрузі до 660 В змінного струму 50 і 60 Гц. Контактори (наприклад серії КМИ) дозволяють дистанційно управляти колами освітлення, виконувати комутацію трифазних конденсаторних батарей і первинних обмоток трифазних низьковольтних трансформаторів.

У схемах управління електроприводами або системах управління мікропроцесорної техніки застосовують реле проміжні серії РПЛ при напрузі 440 В постійного струму і 660 В змінного струму частотою 50 і 60 Гц. Номінальний струм контактів 16 А [64].

При необхідності збільшення кількості допоміжних контактів на кожен пускач можна установлювати 2-х та 4-х контактні приставки (наприклад серії ПКЛ) або приставок бокових серії ПКБ.

Пневматичні приставки затримки часу (наприклад серії ПВЛ) забезпечують можливість мати контакти із затримкою часу від 0,1 до 180 с.

Для обмеження комутаційних перенапруг, які виникають при відключенні пускача на котушках управління, випускаються обмежувачі перенапруг ОПН.

Магнітний пускач є електромагнітним апаратом змінного струму, магнітна система якого розділена на дві частини: нерухому, еластичну закріплену на підставі, і рухому з контактами для комутації силового кола. Управління роботою магнітного пускача виконується за допомогою багатовиткової котушки, яка розташована на середньому стрижні нерухомої частини Ш - подібної магнітної системи.

Принцип дії: під впливом електромагнітного поля котушки, що втягує, виникаючого при протіканні струму через котушку, виконується замикання магнітної системи і долається протидія зворотної пружини і пружин контактних містків. Для запобігання детонації передбачені масивні короткозамкнуті алюмінієві кільця, які запресовані у полюсні наконечники нерухомої частини магнітної системи.

Робоче положення – кріплення на вертикальній площині виводами котушки вгору. Допускається відхилення від робочого положення до 20° у будь-який бік.

Кнопки управління призначені для оперативного управління магнітними пускачами (контакторами) і реле автоматики в електричних колах змінного струму частотою 50 Гц, напругою до 660 В або постійного струму напругою до 400 В.

Світлосигнальні індикатори призначені для індикації стану електричних кіл. Застосовують в електрощитах, промисловому устаткуванні і на об'єктах енергопостачання. Всі вироби естетичні, ергономічні і функціональні. Їх конструкція проста і надійна, різноманітні колірні варіанти світлофільтрів дозволяють найефективніше компонувати щити і панелі. Всі вироби складаються з двох вузлів - модуля, що управляє (сигнального), і швидкознімної контактної головки.

Монтаж і демонтаж виробів (типу AD-22DS) виконують встановленням виробів в стандартні отвори діаметром 22,3 мм на жорсткій металевій панелі, захищеній від прямих сонячних променів, попадання струменів дощивши і хімічних реагентів. Для запобігання попаданню рідини всередину механізму всі вироби забезпечені гумовими кільцями ущільнювачів.

Підключення провідників проводять через гвинтові затиски з тарілчастими шайбами.

Апарати захисту. Запобіжники призначені для захисту стаціонарних електроустановок в електричних кіл напругою 380 в змінного струму частотою 50 Гц прикоротких замиканнях і тривалих струмів перевантаження.

Запобіжники плавкі серії ПП57У призначені для захисту електричних кіл при коротких замиканнях у напівпровідникових перетворювачах та інших комплектних пристроях, які містять силові напівпровідникові прилади [61].

Принцип дії запобіжника складається в розплавлюванні вставки з міді, цинку або спеціального сплаву при протіканні по ній струму, що перевищує номінальний. Запобіжники різняться конструкціями, номінальними струмами запобіжників і плавких вставок до них.

Монтаж запобіжників необхідно виконувати у відповідності з вимогами габаритно-установочних креслень і діючим «Правилам будови електроустановок» [2,12].

Положення запобіжників у просторі – любе, крім положення під площиною закріплення. Підключення зовнішніх провідників до запобіжників на струми від 31,5 до 400 А виконувати мідними кабелюми або шинами.

Автоматичні вимикачі забезпечують захист електричних мереж від перевантажень і струмів короткого замикання шляхом відключення навантаження, для виконання оперативного управління ділянками електричних мереж, а також для пуску, зупинки трифазних асинхронних електродвигунів [57, 79].

За наявністю розчіплювачів вони бувають: з фазними електромагнітними, комбінованими, електромагнітним розчіплювачем у нульовому проводі, розчіплювачами мінімальної напруги, дистанційним розчіплювачем, мікропроцесорними розчіплювачами та без розчіплювачів.

Мікропроцесорний розчіплювач, який використовується у вимикачах ВА-88-43, забезпечує точність і надійність, можливість оперативного настроювання у процесі експлуатації, що дає можливість повністю інтегруватися в логіку, яка управляється і яку застосовують в системах контролю енергозабезпечення.

Взаємна узгодженість характеристики електротеплової і електромагнітної систем розчіплювача дозволяють включати ці апарати в комплексні системи розподілу і захисту електричних мереж. Вимикачі мають характеристики класу В,С, D.

Принцип дії: при перевантаженнях у колі, що захищається, струм, який протікає, нагріває біметалічну пластину. При нагріванні пластина вигинається і впливає на важіль вільного розчіплювача. При короткому замиканні у колі, що захищається, струм при протіканні крізь котушку електромагніта автоматичного вимикача, багатократно зростає, відповідно, зростає магнітне поле, яке переміщує осердя, яке впливає на важіль вільного розчіплювача. У обох випадках рухомий контакт відходить від нерухомого, автоматичний вимикач відключається і відбувається розрив кола. Таким чином електричне коле захищається від перевантажень і струмів короткого замикання.

Монтаж виконують на 35 мм монтажну DIN - рейку для вимикачів серії ВА47- …100. Робоче положення вимикача (серій ВА16) в просторі на вертикальній площині: вертикально написом «1», вгору, горизонтально - написом «1» вправо або вліво. Допускається відхилення від робочого положення до 10° у будь-якій бік.

Диференціальні автоматичні вимикачі (АД-12, АД-14) забезпечують ефективний захист людина від ураження електричним струмом у випадку його дотику до струмопровідних частин або елементам електрообладнання, яке може попасти під напругу у результаті ушкодження ізоляції струмоведучих частин. При цьому дифавтомат забезпечує ефективний захист електрообладнання від струмів короткого замикання і струмів перевантаження. Крім того у ряді виконань АД-12 і АД-14 передбачено захист від імпульсних струмів перенапруги у мережі.

Конструкція диференціального автомата представляє собою з’єднання двох функціональних вузлів: електронного модуля диференціального захисту і автоматичного вимикача. Електронний модуль складається із диференціального трансформатора струму, електронного підсилювача з ступеневим пристроєм, виконавчого електромагнітного скидання.

Монтаж виконують на 35 мм монтажну DIN – рейку, положення вертикальне.

Вимикачі диференціальні ВД1-63, ПЗВ-2001, ПЗВ-2002 призначені для захисту людини від ураження електричним струмом у випадку його дотику до струмопровідних частин або елементам електрообладнання, яке може попасти під напругу у результаті ушкодження ізоляції. При використанні вимикача ВД1-63 необхідно послідовно з ним включати автоматичний вимикач ВА 47-29 або ВА 47-10.

Монтаж виконується на 35 мм монтажну DIN – рейку у дво – і чотирьох полюсному виконанні.

Теплові струмові реле призначені для захисту трифазних асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором від струмів перевантаження недопустимої тривалості, у тому числі від перевантажень, що виникають при обриві однієї із фаз.

Реле мають обмежену термічну стійкість при наскрізних струмах короткого замикання і тому використовуються лише спільно із апаратами, які захищають електроустановку від струмів короткого замикання.

Реле складається з нагрівального елемента з біметалічною пластиною і контакту, яка розмикає коло, з кнопкою звороту. Струм перевантаження, протікаючи по нагрівальному елементові, нагріває біметалічну пластину, що впливає на контакт, який розмикає коло.

Робоче положення у просторі – вертикальне, регулятором струму неспрацювання вперед, кришкою вгору.

При монтажі допускається відхилення від робочого положення до 15 ° реле серії РТТ, РТЛ, 10° реле серії ТРН у будь-якій бік. Додатково промисловість виробляє клемники КРЛ, які дають змогу встановлювати реле серії РТЛ на на 35 мм монтажну DIN – рейку.

6 Вибір комутаційної і захисної апаратури

Вибір апаратури виконується за конструктивним виконанням із умов монтажу, із умов захисту від впливу навколишнього середовища і по електричним характеристикам, які залежать від призначення і конструкції апарату.

Вибір запобіжників. Номінальний струм плавкої вставки запобіжника I_вст. повинен бути не менше розрахункового струму навантаження

I_вст. I_розр. (1)

Для захисту асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором струм плавкої вставки визначається

(2)

де I_{мак с} - пусковий струм електродвигуна, А;

a- коефіцієнт, що залежить від умов пуску електродвигуна, t < 10 c - відповідно a = 2,5; t > 10 c відповідно - a = 1,6.

I_макс. = I_н×к_і, (3)

де к_і - кратність пускового струму до номінального струму електродвигуна.

За більшим з отриманих значень I_вст. вибирають стандартне значення струму плавкої вставки. За струмом плавкої вставки приймають тип запобіжника і стандартне значення номінального струму запобіжника:

I _н.зп I _д.тр., (4)

де I_д.тр.– робочий струм, який тривалий час протікає по електричному колу, А.

Вибір теплових струмових реле. Стандартне значення номінального струму теплового елементу I_у. визначають за умовою

I_у. I _розр. (5)

Номінальний струм теплового струмового релеІ _{н.тр. .}. та його тип за умовою

І _н._{тр .} I _у. (6)

Для регульованого реле струм вставки

I_у. (0,75...1,25) I _{н. е.} (7)

де I_{н. е.} - номінальне значення струму нагрівального елемента.

Вибір автоматичних вимикачів виконується за умовами

1 По типу або серії

2 По номінальній напрузі

3 По номінальному струму

4 По номінальному струму теплового розчіплювача з умов:

- для мережі з асинхронним двигуном при наявності регулювання струмів уставки теплового розчіплювача з послідуючим регулюванням струму уставки.

- для асинхронного двигуна з довготривалим режимом роботи та легкими умовами пуску (t = 5…10 c)
(8)

- для асинхронного двигуна з довготривалим режимом роботи та важкими умовами пуску (t > 40c)
(9)

По струму відсічки електромагнітного розмикача

(10)

де - розрахунковий пусковий струм в мережі

5 По ступеню захисту, кліматичному виконанню та категорії розташування.

Вибір електромагнітних пускачів виконується за наступними умовами

1 По типу або серії

2 По напрузі

3 По номінальному стуму неспрацьовування теплового реле серії РТЛ або РТТ

4 По номінальному струму

5 По напрузі втягування котушки електромагнітного пускача.

6 По кількості допоміжних контактів.

7 По ступеню захисту, кліматичному виконанню і категорії розміщення

Приклад вибору апаратури для керування електродвигуном серії 5А80МВ2 Р_н = 2,2 кВт; І_н = 4,8 А; U_н = 380 В; 0,81; ;к_і = 6,5;

n_н = 2830 об./хв.

Обираємо електромагнітний пускач серії РТЛ з тепловим реле серії РТЛ: ПМЛ122102, , В, РТЛ101004, А, А.

6 Обираємо автоматичний вимикач серії ВА47-29М = 400 В, = 5А, = 6,5·4,8 = 31,2 А. Захисна характеристика класу С. По ступеню захисту – ІР20, кліматичному виконанню та категорії розташування УХЛ4.

7 Контрольні питання

7.1 Пояснити будову принцип дії та вимоги до монтажу:

а) магнітного пускача;

б) автоматичного вимикача;

в) теплового струмового реле;

г) запобіжника з плавкою вставкою;

д) пакетного вимикача;

е) диференціального автоматичного вимикача;

ж) рубильника-вимикача.

7.2 Від яких аварійних режимів захищає:

а) автоматичний вимикач;

б) теплове струмове реле;

в) запобіжник з плавкою вставкою;

г) магнітний пускач.

7.3 Як вибрати:

а) магнітний пускач;

б) автоматичний вимикач;

в) теплове струмове реле;

г) запобіжник з плавкою уставкою.

Дата добавления: 2015-08-05