Почему при частотном регулировании скорости асинхронного двигателя необходимо одновременное изменение частоты и напряжения? в каком соотношении измеряются эти два параметра?

γ= это отношение должно при любой скорости оставаться неизменным

γ= Х_к=2πfz_к

М_к=

M_c=const, M_c=ω²

f₂/f₁=U₂/U₁

Чтобы при уменьшая частоту, но не уменьшать критический момент надо сделать IR-корреляцию.

Вопрос 2.

Защита электрических сетей до 1000 В плавкими предохранителями и расцепителями автоматических выключателей. Преимущества и недостатки. Чувствительность и селективность.

Электрическая сеть напряжением до 1 кВ является четырехпроводной сетью с глухозаземленнойнейтралью. В такой сети основными видами повреждения являются короткие замыкания между фазами и отдельных фаз на землю.

Для защиты таких сетей используют плавкие предохранители и автоматические выключатели, снабженные устройствами токовой защиты.

Использование предохранителей является более дешевым и простым вариантом защиты. При защите от перегрузки они оказываются более экономически эффективными.

Автоматические выключатели используются:

1. Если есть необходимость в устройствах автоматики АПВ и АВР.

2. Требуется обеспечить более быстрое по сравнению с плавкими предохранителями восстановление питания

Защита плавкими предохранителями

Плавкая вставка предохранителя является токовой защитой с зависимой характеристикой выдержки времени. Она защищает элемент электроустановки от токов к. з. и от длительной перегрузки.

При выборе предохранителя F1для защиты сети напряжением U_cследует учитывать условия Uпр.ном = Uс и Iпр.откл.>=Iк.max

Плавкая вставка выбирается по условиям:

где - максимальный рабочий ток, проходящий через предохранитель;

=1,1 ... 1,25 - коэффициент отстройки.

Ток кратковременной перегрузки принимается большим из двух значений, рассчитанных:

1. Для случая пуска наиболее мощного электродвигателя и режима нормальной работы всех остальных потребителей, подключенных к защищаемой линии, по формуле

2. Для режима самозапуска оставшихся в работе электродвигателей, возникающего после отключения поврежденного потребителя, например после отключения электродвигателя M1предохранителем F2 (к. з. в точке К2),

Где - сумма максимальных рабочих токов всех потребителей, присоединенных к защищаемой линии без учета электродвигателя с наибольшим пусковым током;

- сумма пусковых токов самозапускающихся электродвигателей; n - число потребителей;

т — числосамозапускающихся электродвигателей;

— коэффициент спроса, k_c<1.

k_пер – коэффициент перегрузки. Для тяжелых условий пуска рекомендуется принимать k_пер =1,6... 2, а для легких условий пуска принимать k_пер = 2,5.

В зависимости от характера нагрузки и необходимости самозапуска номинальный ток плавкой вставки выбирают по первому или второму условию, принимают ближайшим по шкале стандартных токов и проверяют по третьему условию.

Выбранные предохранители должны удовлетворять требованиям чувствительности и по возможности действовать селективно.

Чувствительность:

1. Номинальный ток плавкой вставки должен быть по крайней мере в три раза меньше минимального тока КЗ в конце защищаемого участка I_кmin (для предохранителя F1точка К1на рисунке.В сетях напряжением до 1кВ с глухозаземленнойнейтралью расчетным при определении I_кmin является замыкание между фазным и нулевым проводами. Ток КЗ

где - фазное напряжение сети, В;

- полное электрическое сопротивление трансформатора, питающего сеть, Ом;

—полное сопротивление петли фазной - нулевой провода линии, Ом.

2. Для сетей, защищаемых от перегрузки должно выполняться условие ; коэффициент определяется типом изоляции проводников и условиями их эксплуатации.

Селективность:

Если в сети установлено несколько последовательно включенных предохранителей, то при коротком замыкании в сети должен перегорать ближайший к точке КЗ предохранитель. На рисунке последовательно с предохранителем F1включены предохранители F2—F6. Селективная работа предохранителей обеспечивается, если при коротком замыкании, например, в точке К₂плавкая вставка предохранителя F2перегорит и разорвет дугу раньше, чем плавкая вставка предохранителя F1нагреется до температуры плавления. Это возможно в том случае, если защитная характеристика 1 плавкой вставки предохранителя F1располагается выше защитной характеристики 2плавкой вставки предохранителя F2.

Для определения этого условия строится карта селективности.

Защита автоматами:

Автоматические выключатели выбираются по условиям:

где Кз=1,4

Автоматические выключатели снабжают специальными устройствами токовой релейной защиты, которые в зависимости от типа выключателя выполняют в виде токовой отсечки, максимальной токовой защиты с зависимой и независимой выдержкой времени или в виде двухступенчатой и трехступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные, тепловые и полупроводниковые устройства защиты, которые называют расцепителями.

Автоматические выключатели, защита которых содержит все три ступени защиты или вторую и третью называются селективными.Основными характеристиками автоматических выключателей являются номинальный ток I_а.ном, номинальное напряжение U_а.номи номинальный ток отключения I_а.откл.

Номинальным током отключенияназывается наибольший ток, который выключатель способен отключить.

Расцепитель характеризуется номинальным током I_рц.ном, током срабатывания I_с.з. и выдержкой времени t_с.з. каждой ступени. Номинальным током расцепителяназывается наибольший ток, длительное прохождение которого не вызывает срабатывания расцепителя.

С помощью тепловыхрасцепителей выполняется максимальная токовая защита. Сочетание теплового расцепителя с электромагнитным мгновенного действия позволяет вы­полнить двухступенчатую токовую защиту, содержащую первую и третью ступени. При перегрузках защита действует с зависимой выдержкой времени, а при коротких замыканиях - без выдержки времени. Такое устройство защиты можно назвать комбинированным расцепителем. Основные принципы выбора параметров токовой защиты сохраняются и при выполнении защиты расцепителями автоматических выключателей.

Общим для всех автоматических выключателей является соблюдение следующих требований:

1. Номинальное напряжение U_а.ном должно быть не ниже напряжения сети.

2. Номинальный ток отключения должен быть больше максимального тока КЗ.

3. Номинальный ток расцепителяI_рц.ном выбирается больше максимального рабочего тока I_раб.max

I_рц.ном>= I_раб.max

Чувствительность.

В сетях, защищаемых только от токовКЗ, для обеспечения чувствительности расце­пителей должны выполняться следующие условия:

1. Минимальный ток КЗI_к.min в наиболее удаленной точке защищаемой линии должен быть больше номинального тока расцепителяI_{рц ном} в три и более раза;

2. Для автоматических выключателей, имеющих только расцепители мгновенного срабатывания, должны выполняться соотношения:

- I_к.min> 1,4 , для выключателей с I_ном< 100 А

- I_к.min>l,25 для всех других выключателей.

Для сетей, защищаемых и от перегрузки, должны выполняться следующие условия:

1. < (0,8...1)I_дл.доп. для выключателей, имеющих только мгновенно действующий расцепитель;

2. I_рц.ном<I_дл.доп.для ненастраиваемогорасцепителя.

3. <(1...1,25)I_дл.доп. для расцепителя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой.

Селективность.

Для обеспечения селективного отключения последовательно установленных автоматических выключателей защитные характеристики их расцепителей не должны пересекаться. При этом ток срабатывания расцепителя выключателя, расположенного ближе к источнику питания, должен быть больше, чем у расцепителя автоматического выключателя, более удаленного от источника питания сети.

Для графического определения селективности строится карта селективности.

В сетях напряжением до 1 кВ необходимо обеспечивать селективность при совместной работе автоматических выключателей и плавких предохранителей. При этом ближе к источнику питания может находиться как выключатель, так и предохранитель.

Если ближе к источнику автоматический выключатель, селективного действия можно достичь, используя селективный автоматический выключатель. Селективность обеспечивается и при неселективном выключателе, если ток наибольшей уставки отсечки выше, чем ток КЗ при повреждении за предохранителем. Если ближе к источнику находится предохранитель, требования к селективности такие же, как и при согласовании между собой защитных характеристик предохранителей. Для графического определения селективности строится карта селективности.