2.8 Розрахунок і вибір комутаційно-захисної апаратури.

Електричними апаратами називають пристрої, призначені для безпосереднього управління електроприводами.

Розрізняють такі види електричних апаратів:

1) контролери, для комутації силових ланцюгів;

2) командоконтролери, для комутації ланцюгів управління, контролю і сигналізації;

3) пускові реостати, для пуску електродвигунів постійного і змінного струму;

4) контактори, для комутації силових ланцюгів і ланцюгів управління;

5) електромагнітні реле струму і напруги, для захисту електричних ланцюгів при відхиленні струму або напруги від заданих значень;

6) електротеплове реле (струмові з біметалічною пластиною і температурні з терморезисторами);

7) автоматичні вимикачі;

8) плавкі запобіжники.

Загальні вимоги при розрахунку і виборі апаратів:

1) номінальне напруга апарату і напруга живильної мережі повинні бути однаковими;

2) номінальний струм головних контактів апарата повинен бути рівним або більшим розрахункового струму;

3) номінальна тривалість включення ПВ% апарату повинна бути рівною або більшою розрахункової;

4) частота включення апарата повинна бути рівною або більшою розрахункової; повинна бути рівною або більшою розрахункової.

2.8.1 Розрахунок і вибір автоматичного вимикача силової частини схеми.

АВ призначені:

1) для автоматичного відключення електричних ланцюгів в аварійних випадках;

2) для нечастих включень і відключень електричних ланцюгів при нормальних умовах роботи.

До аварійних випадків відносять:

1) коротке замикання в електричному ланцюзі;

2) перевантаження (за струмом) електричного кола.

В залежності від часу спрацьовування при короткому замиканні, АВ ділять на два види:

1) неселективні, що спрацьовують без витримки часу;

2) селективні, що спрацьовують з витримкою часу.

Неселективні АВ застосовують для захисту споживачів електроенергії – електродвигунів, нагрівальних і освітлювальних приладів.

Неселективні АВ в пластмасовому захисному корпусі називають установочними.

Селективні АВ застосовують для захисту генераторів постійного і змінного струму. Затримка відключення вимикача генератора (не більше 1 с) необхідна для того, щоб генератор не відключався пусковими струмами потужних ЕД (компресора, підрулючого пристрою тощо).

Однією з основних частин автомата є так званий розчіплювач.

Розчіплювач – частина автомата, що впливає безпосередньо на механізм його відключення при критичних значеннях струму або іншої фізичної величини, наприклад, напруги.

АВ мають три види струмових розчіплювачів:

1) електромагнітні, спрацьовують миттєво при струмах короткого замикання в 2…20 разів більше номінального;

2) теплові, спрацьовують з витримкою 2 ... 4 хв при струмах перевантаження в 1,25 ... 1,8 разів більше номінального;

3) комбіновані, які мають в одному корпусі обидва види розчіплювачів.

Електромагнітний розчіплювач являє собою мініатюрне реле максимального струму, змонтоване безпосередньо в корпусі автомата. При короткому замиканні рухома частина розчіплювача – якір, миттєво втягується в котушку реле, впливаючи на механізм вільного розчеплення, автомат вимикається.

Тепловий розчіплювач предстявляє собою мініатюрне теплове реле з біметалічною пластиною. При перевантаженні за струмом пластина згинається і впливає на механізм вільного розчеплення, автомат вимикається.

Умови вибору автомата такі:

1) номінальна напруга апарату і напруга живильної мережі повинні бути однаковими;

2) номінальний струм головних контактів апарата повинен бути рівним або більшим розрахункового струму;

3) струм спрацьовування електромагнітного розчіплювача повинен бути рівний розрахунковому току спрацьовування розчіплювала.

При розрахунку АВ для захисту 3-фазних асинхронних двигунів струм спрацювання електромагнітного розчіплювала:

де – пусковий струм двигуна.

Двигуни типу МАП мають на статорі три обмотки різної потужності, причому найбільший пусковий струм має обмотка третьої швидкості. Тому розрахунок АВ виконуємо, виходячи з параметрів обмотки третьої швидкості.

Згідно з таблицею 1 пусковий струм обмотки третьої швидкості двигуна дорівнює:

Визначимо струм спрацьовування електромагнітного розчіплювала:

Номінальний струм головних контактів АВ вибирається за найбільшим номінальним струмом двигуна. У двигуна МАП 721-4/8/16 найбільший номінальний струм має обмотка другої швидкості, а саме:

Число головних контактів у відповідності зі схемою управління – 3.

Вибираємо АВ типу А3712 з такими даними:

1) Номінальна напруга вимикача змінного струму частотою 50 Гц (напруга суднової мережі 380 В, тобто виконується умова 1 правил вибору автомату);

2) Номінальний струм головних контактів вимикача номінальний струм обмотки другої швидкості двигуна , тобто виконується умова 2 правилу вибору автомата);

3) струм спрацьовування електромагнітного розчіплювача , що знаходиться в межах розрахункового значення струму реагування .

4) число головних контактів – 3.