Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Как показано на рисунке, ток замыкания на землю в системе IТ протекает через емкость линейного проводника к нейтральной точке питания. По этой причи­не первое замыкание на землю характеризуется слишком низким значением тока, что не вызывает срабатывания защиты от сверхтоков; напряжение прикосновения также очень низкое.

В соответствии со стандартом ЕС 60364-4 (ГОСТ 22929-78) нет необходимости в автоматическом разъединении цепи в случае первого замыкания на землю при выполнении следующего условия:

где:

- сопротивление электрода земли для оголенных проводящих частей[Ом];

 - аварийный ток первого замыкания незначительного сопротивления меж­ду фазным проводником и оголенной проводящей частью [А].

При выполнении данного условия, после первого замыкания, значение на­пряжения прикосновения на оголенных проводящих частях будет ниже 50В.

Однако, при увеличении длины линии, увеличивается емкость линии относительно земли; тем самым ток утечки после первого замыкания на землю возрастает, а напряжение косвенного прикосновения также увели­чивается.

В случае второго замыкания на землю питание должно быть отсоединено в соответствии со следующими требованиями:

а) в случае заземления проводящих частей в группах или индивидуально, ус­ловия защиты совпадают с системами ТТ;

б) в случае коллективного заземления проводящих частей объединенных в защитный проводник, применяются условия защиты системы ТN;

в частности должны быть выполнены следующие условия: если нейтраль сосредоточена:

Если нейтраль распределена

где:

• U_о - номинальное фазное напряжение [В];

• U_г - номинальное линейное напряжение [В];

• Z_s - сопротивление контура замыкания, включающее фазный проводник и защитный проводник [Ом];

• Z_s- сопротивление контура замыкания, включающее нейтральный прово­дник и защитный проводник [Ом];

• - рабочий ток защитного аппарата соответствующий времени разъе­динения в пределах времени 0,4 с при 230 В и 0,2 с при 400 В при сосредото­ченной нейтрали; при распределённой нейтрали время увеличивается в два раза.

 

«Исследование теплового реле, контакторов переменного и постоянного тока».

Контактор - это электрический аппарат, предназначенный для коммутации силовых электрических цепей как при номинальных токах, так и при токах пере­грузки. Наибольшее распространение получили контакторы, в которых замыкание и размыкание контактов осуществляется под воздействием электромагнитного привода. Контакторы бывают постоянного и переменного тока. Общие техниче­ские требования к контакторам и условия их работы регламентированы ГОСТ Р 50030.4.1-2002.

Контакторы постоянного тока предназначены для коммутации цепей по­стоянного тока и, как правило, приводятся в действие электромагнитом постоян­ного тока.

Контакторы переменного тока предназначены для коммутации цепей переменного тока. Электромагниты этих контакторов могут быть как переменного, так и постоянного тока.

В настоящее время частота коммутаций в схемах электропривода достигает 3600 в час. Этот режим работы является наиболее тяжелым. При каждом включе­нии и отключении происходит износ контактов. Поэтому принимаются меры к со­кращению длительности горения дуги при отключении и к устранению вибраций контактов.

В табл. описываются категории применения современных контак­торов и приводятся параметры коммутируемых ими цепей в зависимости от характера нагрузки. Каждая категория применения характеризуется значения­ми токов, напряжений, коэффициентов мощности или постоянных времени и других параметров, поэтому для контакторов и пускателей, определяемых их категорией применения, не обязательно отдельно указывать номинальную включающую и отключающую способности, так как их значения прямо зависят от категории применения.

 

Табл 1 Категория применения контакторов и параметры коммутируемых ими цепей в зависимости от характера нагрузки.

Контакторы переменного тока

Контакторы постоянного тока

  АС-1 Активная или малоиндуктив­ная нагрузка. DС-1

Активная или малоиндуктивная нагрузка.

АС-2 Пуск электродвигателей с фазным ротором, торможе­ние противовключением. DС-2

Пуск электродвигателей посто­янного тока с параллельным воз­буждением и их отключение при номинальной частоте вращения.

АС-3 Пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Отключение вращающихся двигателей при номинальной нагрузке. DС-3

Пуск электродвигателей с па­раллельным возбуждением и их отключение при неподвижном состоянии или медленном враще­нии ротора.

АС-4 Пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей. Торможе­ние противовключением. DС-4

Пуск электродвигателей с после­довательным возбуждением и их отключение при номинальной ча­стоте вращения.

    DС-5

Пуск электродвигателей с после­довательным возбуждением, от­ключение неподвижных или мед­ленно вращающихся двигателей, торможение противотоком.

         

 

Для контакторов существует еще режим редких коммутаций, характери­зуемый более тяжелыми условиями, чем при нормальных коммутациях [ток включения достигает 10 I_п]. Такие режимы возникают довольно редко (напри­мер, при КЗ). Основными техническими данными контакторов являются номи­нальный ток главных контактов, предельный отключаемый ток, номинальное напряжение коммутируемой цепи, механическая и коммутационная износо­стойкость, допустимое число включений в час, собственное время включения и отключения. Способность контактора, как и любого коммутационного ап­парата, - обеспечить работу при большом числе операций, характеризуется износостойкостью. Различают механическую и коммутационную износостой­кость.

Механическая износостойкость определяется числом циклов включения -отключения контактора без ремонта и замены его узлов и деталей. Ток в цепи при этом равен нулю. Механическая износостойкость современных контакторов АВВ серии АР составляет 10 млн. циклов.

Коммутационная износостойкость определяется таким числом включе­ний и отключений цепи с током, после которого требуется замена контактов. Современные контакторы имеют коммутационную износостойкость порядка (2- 3) • 10⁶ операций, а контакторы АВВ серии АР, установленные на лабораторно-демонстрационных стендах имеют коммутационную износостойкость равную 5 млн. циклов.

Собственное время включения состоит из времени нарастания потока в электромагните контактора до значения потока трогания и времени движения яко­ря. Большая часть этого времени тратится на нарастание магнитного потока. Для контакторов постоянного тока с номинальным током 100 А собственное время включения составляет 0.14 с, для контакторов с током 630 А оно увеличивается до 0.37 с. На лабораторно-демонстрационных стендах установлены контакторы серии АР с номинальным током от 9 до 26 А, которые имеют время включения равное 40- 95 мс.

Собственное время отключения - время с момента обесточивания элек­тромагнита контактора до момента размыкания его контактов. Оно определя­ется временем спада потока от установившегося значения до потока отпуска­ния. Временем с начала движения якоря до момента размыкания контактов можно пренебречь. В контакторах постоянного тока с номинальным током 100 А собственное время отключения составляет 0.07, в контакторах с номиналь­ным током 630 А - 0.23 с. Время отключения контакторов, установленных на стенде, составляет 11 - 95 мс.

Номинальный ток контактора I_п представляет собой ток, который можно пропускать по замкнутым главным контактам в течение 8 ч без коммутаций, причем превышение температуры различных частей контактора не должно быть больше допустимого (прерывисто-продолжительный режим работы).

Номинальный рабочий ток контактора I_ь - это допустимый ток через его замкнутые главные контакты в конкретных условиях применения. Так, например, номинальный рабочий ток I_ь контактора для коммутации асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором выбирается из условий включения шестикратного пускового тока двигателя.

Номинальным напряжением U_п называется наибольшее напряжение комму­тируемой цепи, для работы при котором предназначен контактор. Коммутацион­ная износостойкость главных контактов для категорий DС -2, DC-4 и АС-3 в режиме нормальных коммутаций должна быть не менее 0.1, а для категорий DС-3 и DС-4не менее 0.02 механической износостойкости. Вспомогательные контакты должны коммутировать цепи электромагнитов переменного тока, у которых пусковой ток может во много раз превышать установившийся.

Контактор имеет следующие основные узлы: контактную систему, дугогасительное устройство, электромагнит и систему вспомогательных контактов. При подаче напряжения на обмотку электромагнита контактора его якорь при­тягивается. Подвижный контакт, связанный с якорем электромагнита, замыкает или размыкает главную цепь. Дугогасительное устройство обеспечивает быстрое гашение дуги, благодаря чему достигается малый износ контактов. Систе­ма вспомогательных слаботочных контактов служит для согласования работы контактора с другими устройствами.

    Особенности конструкции контактора и его внутренние части рассмотрим на примере универсального контактора АВВ серии АР (рис 8).

    Рис. 8 Конструкция универсального контактора АВВ серии АР

1 - Контактная клемма, 2 - Неподвижный контакт, 3 - Подвижный контакт 4 - Электромагнит, 5 - Якорь, б - Ярмо 7 - Клеммы электромагнитной катушки

    Работу контактора можно оценивать двумя зависимостями: суммарной ха­рактеристикой противодействующих усилий (от возвратной и контактных пружин) и тяговой характеристикой электромагнитного привода (рис 9).

    Рис. 9 Тяговая и противодействующая характеристики пружин

    Для сохранения работоспособности контактора должно соблюдаться усло­вие: тяговая характеристика 1 электромагнита должна во всех точках идти выше характеристики 2 противодействующих усилий при минимально допустимом на­пряжении на электромагните (у универсальных контакторов серии АР, установ­ленных на стенде - 100 В). По горизонтальной оси принято откладывать значение зазора между якорем и магнитопроводом, по вертикальной - приведенные к это­му зазору тяговые и противодействующие усилия. На графике обозначены: точка а - момент соприкосновения контактов; часть характеристики между точками г-в - провал контактов; в-б - раствор между контактами (зазор между якорем и сер­дечником); в-а - предварительное сжатие контактной пружины (оно необходимо для предотвращения сваривания и вибрации контактов при включении токовой нагрузки).

 

    Прямой пуск двигателя

    Прямой пуск означает, что электродвигатель включается прямым подклю­чением к источнику питания при номинальном напряжении. Прямой пуск (direct-on-linestarting - DOL)применяется при стабильном питании двигателя, жестко связанного с приводом, например насоса. Прямой пуск от сети является самым простым, дешёвым и самым распространённым методом пуска. Кроме того, он даёт наименьшее повышение температуры в электродвигателе во время включения по сравнению со всеми другими способами пуска. Если поступающий ток от сети не имеет специальных ограничений, такой метод является наиболее предпочтитель­ным. Электродвигатели, предназначенные для частых пусков/отключений, обычнооборудованы системой управления, которая состоит из контактора и устройства защиты от перегрузок (теплового реле).

    Для электродвигателей небольшой мощности, работающих без частых пу­сков/остановов, необходимо самое простое пусковое оборудование, чаще всего это коммутационный аппарат, управляемый вручную. Напряжение подается не­посредственно на клеммы электродвигателя. Для небольших электродвигателей пусковой момент будет составлять от 150% до 300% от номинального, тогда как пу­сковой ток мощных двигателей будет составлять от 300% до 800% от номинального значения или даже выше.

 

    Схема управления и питания прямого пуска двигателя

    Схема подключения трехфазного электродвигателя при прямом пуске пред­ставлена на рис 10. и состоит из: кнопок управления Пуск (I) и Стоп (О); электромаг­нита и главных контактов магнитного пускателя К1; теплового реле КК1; контакта самоподпитки К1.1 и кнопки аварийной остановки (Е-STOP).

Рис 10 Схема управления прямым пуском двигателя

 

Рассмотрим путь протекания электрического тока, и работу схемы и ее эле­ментов при нажатии кнопки «Пуск»:

    При нажатии кнопки «Пуск» цепь замыкается, и через замкнутую кнопку «Стоп», контакт кнопки «Пуск», электромагнит магнитного пускателя К1 и контакт концевого выключателя К51 начинает протекать ток.

    Электромагнит К1 магнитного пускателя К1 втягивает якорь и замыкает кон­такт К1.1,тем самым обмотка электромагнита становится на самоподпитку. Кнопку «Пуск» можно отпустить, при этом электродвигатель М продолжает работать.

При нажатии кнопки «Стоп» или кнопки аварийной остановки «Е-STOP» схе­ма разрывается, обмотка электромагнита К1 отключается. Вместе с размыканием основных контактов пускателя К1, также размыкается и контакт самоподпитки К1.1, тем самым после отпускания кнопки «Стоп» электродвигатель М останавливается.

 

Лабораторная работа №1

“Аппараты защиты”

Задание

    1. Теоретически построить характеристику допустимого времени протекания тока короткого замыкания в кабеле от тока короткого замыкания. В зависимости от номера бригады, студенты рассматривают различные кабели, данные для которых можно взять из табл

 

    Табл 2 Данные соединительных кабелей в зависимости от номера стенда

№ Бригады	Материал	Тип изоляции	S мм2	К
1	Медь	ПВХ	2,5	115
2	Медь	Резина	1,5	135
3	Алюминий	ПВХ	4	74
4	Алюминий	Резина	2,5	87

 

    2. Выбрать аппараты для защиты кабеля от перегрузки.

    Нагрузка, имеющая рабочий ток I_b(А) подключена к электросети напряжением U_е , частотой 50 Гц. Выбрать кабель и аппарат защиты, защищающий данный кабель от перегрузки. Материал оболочки кабеля ПВХ, тип крепления – воздушный, на неперфорированных лотках.

    3. Опытным путем построить времятоковую характеристику автоматическо­го выключателя в диапазоне токов от 2 I_пдо тока уставки мгновенной отсечки. Проанализировать времятоковую характеристику и сравнить её с заводской.

4. Сопоставить времятоковую характеристику автоматического выключателя и характеристику допустимого времени протекания тока короткого замыкания, по­яснить целесообразность использования данного выключателя для защиты данно­го кабеля в режиме короткого замыкания.

 

    Табл 3 Исходные данные задач по выбору аппарата защиты от перегрузки и КЗ

№ Варианта	Напряжение сети Us, В	Рабочий ток Ib, А	Материал кабеля
1	220	26	Al
2	220	55	Cu
3	220	12	Al
4	220	24	Cu
5	220	16	Al
6	220	42	Cu
7	220	8	Al
8	220	17	Cu
9	380	62	Al
10	380	21	Cu
11	380	35	Al
12	380	5	Cu
13	380	14	Al
14	380	31	Cu
15	380	29	Al

 

    5. Исследовать селективность двух автоматических выключателей, опреде­лить предельный ток селективности и исследовать поведение выключателей при токах, меньших предельного тока селективности, но близких к нему, а также при токах до значений, равных двойному предельному току селективности.

    6. Исследовать устройства защитного отключения, определить пороги сра­батывания и время срабатывания аппаратов после подачи команды на отключе­ние.