5. Расчет силовой цепи. Выбор напряжения управления

Электрические аппараты служат для коммутации, сигнализации и защиты электрических сетей и электроприемников, а также управления электротехническими и технологическими установками.

Электрические аппараты классифицируют по различным признакам:

По величине рабочего напряжения:

• низковольтные до 1000 В

• и высоковольтные более 1000 В;

По величине рабочего или коммутируемого тока:

• слаботочные (аппараты управления, защиты, сигнализации)

• сильноточные, используемые в силовых цепях;

По выполняемой функции:

• коммутирующие аппараты: выключатели, разъединители, контакторы, магнитные пускатели;

• управления, защиты, сигнализации: реле различного типа, путевые и конечные выключатели (контактные и бесконтактные);

• командные: кнопки управления, ключи, командоконтроллеры и командо - аппараты;

• аппараты защиты: разрядники, плавкие предохранители.

К электрическим аппаратам относят также пускорегулировочные сопротивления.

Автоматические выключатели.

Автоматические выключатели обеспечивают одновременно функции коммутации силовых цепей (токи от единиц ампер до десятков тысяч) и защиты электроприемника, а также сетей, от перегрузки и коротких замыканий. Аппараты имеют тепловой расцепитель и, как правило, электродинамический расцепитель. Автоматы, как правило, снабжаются дугогасящими устройствами в виде фибровых пластин либо дугогасящих камер.

Автоматы выбирают по их номинальному току. Уставки токов расце-пителей определяют по следующим соотношениям:

1. Для силовых одиночных электроприемников

• ток уставки теплового расцепителя:

• ток уставки электродинамического расцепителя,

где I_н - номинальный ток электроприемника

I_nycк - пусковой ток электродвигателя.

2. Для группы силовых (двигательных) электроприемников, соответственно:

,

где I_maх - наибольший суммарный ток группы электроприемников в номинальном режиме.

Автоматы используются для коммутации и защиты цепей электроустановок различного назначения, электродвигателей. Они устанавливаются в шкафах отходящих линий комплектных трансформаторных подстанций (КТП) и т.д.

Автоматы выпускаются на переменные напряжения от 220 до 660 В и постоянные - от 110 до 440 В с ручным и электродвигательным приводом. Наибольшее применение получили автоматы следующих серий:

1. "Электрон" для установки в распределительных устройствах на постоянное напряжение до 440 В и переменное до 660 В. Отключают ток от 50.000 до 160.000 А.

2. АЕ-1000, АЕ-2000 для защиты цепей и электроирисмникон от перегрузки и коротких замыкании. Напряжения: переменные 380, 660 В, постоянные - 110, 220 И. Отключаемые токи от 1000 до 10.000 А

3. А-3000 - наиболее распространенная серия. Напряжения: переменные 380, 660 В, постоянные до 440 В.

В этой серии выпускаются автоматы на повышенные частоты: А-3123, 380 В, 400 Гц, 15 А и А-3124, 380 В, 40 А и 1500 Гц.

Технические данные автоматов "Электрон"

Тип автомата
Параметр	Э06	Э10	Э16	Э25	Э40
Номинальный ток, А	630	1000	1600	2500	4000
Коммутационная способность, кА	50	84	84	105	160
Габаритные размеры, мм	470x400x320	580x570x430	730x580x570	550x520x450	600x570x410

Автоматические воздушные выключатели серии А3000

Тип	Номинальный ток, А	Напряжение, В	Число полюсов	Ток уставки, А	Предельный ток отключения. кА		Время отключения, с	Габаритные размеры, мм
					постоянный	переменный
A3160	50	110 220	1.2,3	15-50	1,6-3,6	2.5-4,5	0,025	158x105x89
A3110	100	220	2,3	15-100	5	2.5-10	0,015	237x105x112
A3120	200	220	2,3	15-100	20	18	0,015	258x153x105
A3I30	200	220	2,3	100-200	17-28	14-25	0,015	300x199x106
A3140	600	220	2,3	100-200	17-28	14-25	0,015	561x217x141
А3710Б-А3740Б	160-630	440 660	2,3	250-600	25-50 110	32-40 40-60	0,03	225x500x190
А3710Ф-А3730Ф	160-630	220 380	2,3	—	25-50	25-50	-	225x400x160

Технические данные автоматов из серии АК, АЕ, АС, АЦ

Тип	Номинальный ток, А	Номинальное напряжение, В	Число полюсов	Ток уставки, А	Предельный ток отключения кА		Время отключения, с	Привод	Габариты
					постоянный	переменный
АК-63	63	200-440	2,3	0,63-63	5	9	0,03	Р	145x68x124
АК-50	50	320-400	2,3	2-50	4,5	9	0,04		113x81x117
АП-50	50	220-500	2,3	1,6-50	1,252	0,3- 2	0,02		210x160x143
А-63	25	110-220	1	0,63-25	2	2,5	-		134x28x88
АЕ-1000	254	240	1	6-25	_	1.5	_		90x21x77
АЕ-2000	25,63, 100	220-500	1,2,3		10	16	-		220x112x115
АС-25	25	220-380	23	1-20	3,2	2	_		73x90x109
АВ-45/1000	6000	500	1			до 200		ЭД	1216x500x695
АСТ-2/3	25	380	2,3		90		0,08	ЭМ	120x75x95
АЕ-2443	16, 20, 25, 5, 31, 40, 50, 63	380						Р

Р – ручной; ЭД – электродвигательный; ЭМ - электромагнитный

Контакторы, магнитные пускатели

Контакторы переменного и постоянного тока являются коммутационными аппаратами с самовозвратом. В контакторах не предусмотрены защиты, присущие автоматом. Контакторы обеспечивают большое число включений и отключений (циклов) при дистанционном управлении ими. Число этих циклов для контакторов разной категории изменятся от 30 до 3600 в час.

Контакторы имеют главные (силовые) контакты и вспомогательные или блок-контакты, предназначенные для организации цепей управления и блокировки. Главные контакты, как правило, снабжаются специальными дугогасительными устройствами.

Контакторы выпускаются переменного тока (типа К и КТ) и постоянного (типа КП, КМ, КПД).

Контакторы переменного тока

Тип	Номинальные		Число полюсов	Допустимая	Дополнительные сведения
	Напряжение, В	Ток, А		частота включений, 1/ч
КТ6000	380 и 660	100,160,250, 400.630,1000	2,3,4 и 5	1200	Для тяжелых режимов работы:
КТ700	380 и 660	100, 160	2. 3,4 и 5	600	-
КВДК630	660	630	3	3800	Вакуумный контактор
КТД121	<500	40	3	1200	-
КЛТ1В600	<380	63, 100, 160, и 250	2	1200	Дня управления асинхронными двигателями в тяжелых условиях смешанного питания металлургических приводов
К1000	<1600	400 (без охлаждения водой) 800 (при охлаждении водой и частоте 800 Гц))			Контакторы на повышенную частоту тока от 500 до 8000 Гц

Контакторы постоянного тока

Тип	Номинальные		Обмотка		Отключение	Допустимая частота срабатывания, 1/4	Назначение особенности конструкции, дополнительные сведения.
	Напряжение, В	Ток, А	Напряжение, В	Включение
КП1	220	20,40, 75	110	0,1	0,04	1200
КП2			220
КП7	660	2500	110,220	0,2-0,3	0,1	240
КП207	600	2500	110,220	0,25	0,07	240
КПВ600	220	63, 100 160, 250, 630	110,220	0,2	0,25	300-1200	Для тяжелых режимов работы
КМВ621	220	50	48-220	-	0,05	-	Для управления электромагнитными приводами высоковольтных выключателей
КПД100	220	25-250	110-140	-	-	1200	Для крановых установок и электротранспорта

Магнитные пускатели предназначены для пуска, остановки, реверсирования и тепловой защиты главным образом асинхронных двигателей.

Наибольшее применение находят магнитные пускатели с контактными системами и электромагнитным приводом типов ПМЕ, ПМА, ПА (ПАЕ). Пускатели выполняются открытого, защищенного, пылебрызгонепроницаемого исполнения, реверсивные и нереверсивные, с тепловой защитой и без нее.

Магнитные пускатели серий ПМЕ и ПАЕ

Тип	Номинальный ток, А при напряжениях 380/500 В	Габаритные размеры, мм	Наличие теплового реле
ПМЕ-001	3/1,5	75x65x119	Нет
ПМЕ-002	3/1,5	121x83x101	Есть
ПМЕ-003	3/1,5	90x150x118	Нет
ПМЕ-004	3/1,5	135x150x118	Есть
ПМЕ-111	10/6	68x85x84	Нет
ПМЕ-112	10/6	154x102x91	Есть
ПМЕ-ПЗ	10/6	164x90x106	Нет
ПМЕ-114	10/6	232x90x107	Есть
ПМЕ-211	25/14	102x90x118	Нет
ПМЕ-212	25/14	195x98x126	Есть
ПМЕ-213	25/14	130x205x155	Нет
ПМЕ-214	25/14	180x205x155	Есть
ПАЕ-311	40/21	214x114x144	Нет
ПАЕ-312	40/21	275x114x121	Есть
ПАЕ-313	40/21	214x239x114	Нет
ПАЕ-314	40/21	264x239x121	Есть
ПАЕ-411	63/35	290x183x135	Нет
ПАЕ-412	63/35	290x183x135	Есть
ПАЕ-413	63/35	275x343x135	Нет
ПАЕ-414	63/35	275x343x135	Есть
ПАЕ-511	110/61	335x200x156	Нет
ПАЕ-512	110/61	335x200x156	Есть
ПАЕ-513	110/61	320x338x170	Нет
ПАЕ-514	110/61	320x338x1 Ч)	Есть
ПАЕ-611	146/80	380x230x190	Нет
ПАЕ-612	146/80	380x230x190	Есть
ПАЕ-613	146/80	385x435x190	Нет
ПАЕ-614	146/80	385x435x190	Есть

Пускатели серии ПМА предназначены для управления асинхронными двигателями в диапазоне мощностей от 1,1 до 75 кВт на напряжение 380-660 В. Пускатели серии ПМЕ, ПАЕ обладают коммутационной способностью до 2x10° и частотой включений в час до 1200. Выбор контакторов и пускателей осуществляется по номинальному напряжению сети, номинальному напряжению питания катушек контакторов и пускателей, по номинальному коммутируемому току электроприемника.

Стандартные ряды напряжений

для переменного тока:

6; 12; 28,5; 42; 62; 115; 120; 208; 230; 400; 690 В; 1,2; 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,7; 18; 20; 24; 27;38,5; 121; 242;347;525; 787 кВ.

для постоянного тока:

6; 9; 12; 28,5; 48; 62; 115; 230; 460; 690; 1200; 3300; 6600 В.

Стандартный ряд напряжений для приемников электроэнергии при переменном и постоянном напряжении:

1,2; 2,4; 6; 9; 12; 27; 40; 60; 110; 220; 380; 660 В; 1,14; 3; 6; 10; 20; 35; 110; 220; 330; 500; 750; 1150 кВ.

Стандартные частоты переменного тока

В соответствии с ГОСТ 6697-83 установлены номинальные значения частот переменного тока:

для источников электроэнергии: 50, 400, 1000, 10000 Гц,

для преобразователей и приемников электроэнергии: 50, 400, 1000, 2000,4000, 10000 Гц.

Для ручного электроинструмента и установок электрического нагрева допускается применение частоты 200 Гц.

Допустимые отклонения напряжения и частоты

В соответствии с ГОСТ 13109-67 допустимые отклонения напряжения в питающих сетях составляют:

-2,5 - +5 % для приборов рабочего освещения,

-5 - +10 % для электродвигателей и аппаратов управления,

допустимые отклонения частоты (усредненная за 10 мин): ±0,1 Гц, не более.

Воздушные и кабельные ЛЭП напряжением 6(10) и 0,4 кВ

Для непосредственного электроснабжения потребителей используются воздушные или кабельные ЛЭП напряжением 6(10) кВ для питания ТП и высоковольтных электроприемников и воздушные, либо кабельные ЛЭП напряжением 380/220 В для питания непосредственно низковольтных электроприемников.

Воздушные ЛЭП.

Воздушные ЛЭП 10 (6) кВ находят наиболее широкое применение в сельской местности и в небольших городах. Это объясняется их меньшей стоимостью по сравнению с кабельными линиями, меньшей плотностью застройки и т.д.