ОснТех Розрахункова 1
.pdfРозрахунково-графічна робота №1.
Розрахунок параметрів захисних комутаційних апаратів та перевірка правильності вибору проводів для живлення струмоприймачів.
Мета роботи:
Навчитися розраховувати параметри захисних комутаційних апаратів та правильно здійснювати вибір проводів.
Хід виконання роботи:
1.Ознайомтеся із загальними відомостями про вимоги до захисту кіл керування.
2.Відповідно до теми бакалаврської роботи та використовуючи дані додатку А виберіть наступні електричні апарати та схему згідно варіанту (№ схеми відповідає порядковому номеру в списку групи): запобіжники для схеми кола керування.
автоматичний вимикач для захисту кіл керувння кормоцеху. шкаф електричний для кола керування.
Пристрої захисту асинхронних електродвигунів від аварійних режимів Прагнучи захистити двигуни від аварійних режимів, ще з середини минулого століття в енергетиці стали застосовувати різні релейні захисти: тепловий, струмовий, температурний, фільтровий і комбінований. Багаторічний досвід експлуатації АД показує, що більшість існуючих
захистів не забезпечують безаварійну роботу АД[4]. Так, наприклад, струмові електротеплові реле розраховують на тривале перевантаження – 25…30% від номінального. Але найчастіше вони спрацьовують при обриві однієї фази при навантаженні 60% від номінального. При меншому навантаженні реле не спрацьовує, АД продовжує працювати на двох фазах і виходить з ладу в результаті перегріву ізоляції обмоток. Правильний вибір захисного пристрою
– це важливий чинник в забезпеченні безпечної експлуатації АД. Пристрої захисту АД від аварійних режимів можна розділити на
декілька видів:
а) теплові захисні пристрої: струмові електротеплові реле, теплові розчіплювачі автоматичних вимикачів; а) струмозалежні захисні пристрої: плавкі запобіжники, автоматичні вимикачі;
в) термочутливі захисні пристрої: вбудований температурний захист, термостати; г) захисти від аварій в електромережі: реле напруги і контролю фаз,
монітори мережі; д) пристрої максимального і мінімального струмового захисту,
електронні струмові реле; е) комбіновані пристрої захисту.
Сучасні стандарти більшості країн світу, включаючи і Україну, висувають все більш високі вимоги до безпечної експлуатації асинхронних електродвигунів. Високі показники надійності і довговічності АД можливі
лише за умови їх експлуатації при номінальних або близьких до них режимів, що можна забезпечити лише встановленням належного захисту. Розглянуті захисні пристрої служать для швидкого, протягом долей секунди, визначення характеру і ступеню пошкодження двигуна та локалізації аварійної ділянки шляхом відключення його від мережі живлення. Але, в той же час, кожен з них має і цілий ряд істотних недоліків, що впливають на якість їх роботи: одні відрізняються невиправданою вибірковістю, в інших відсутнє відстроювання від процесу пуску, треті не реагують на струми КЗ або перевантаження і т. д. Для того, щоб правильно вибрати захисний пристрій, необхідно знати, як і від яких аварій захищає конкретний пристрій, його принцип дії і конструкційні особливості.
Теплові захисні пристрої.Тепловий захист єзахистом побічної дії(непрямим), здійснюється він шляхом нагрівання струмомобмотки
статора нагрівального елементу захисного пристрою і дії його на біметалевупластину, яка у свою чергу діє на контакт в колі керування контактора або електромагнітного пускача. Захист інерційний, має
гальванічну розв'язку. Здійснюється задопомогою струмових електротеплових реле і теплових розчіплювачів автоматичних вимикачів.
Струмозалежні захисні пристрої.Найбільш відомими серед струмозалежних захисних пристроїв єзапобіжники, призначені для захисту електричних мереж від перевантажень і коротких замикань. Конструкційно вони складаються з корпусу(основи) з електроізоляційного матеріалу і плавкої вставки, яка вибирається з такого розрахунку, аби вона плавилася перш, ніж температура двигуна досягне небезпечних меж в результаті протікання струмів перевантаження або короткого замикання. Включаються запобіжники послідовно в коло, що захищається.
Основною характеристикою плавкої вставки є залежність часу її перегорання від струму (рис.1.2а).
Струми плавкої вставки зв'язані співвідношенням
Контрольні запитання
Які апарати ручного керування застосовуються в електроустановках сільськогосподарського призначення?
У електроустановках сільськогосподарського призначення застосовуються різні апарати ручного керування для керування електричними пристроями і системами. Основні типи апаратів ручного керування, які можуть бути використані, включають наступні: Вимикачі: Вимикачі ручного керування використовуються для ввімкнення та вимкнення електричних ліній або пристроїв у сільськогосподарських установках. Вони можуть бути однополюсними (однополюсний вимикач), двополюсними (двополюсний вимикач) або багатополюсними (багатополюсний вимикач). Тумблери: Тумблери ручного керування використовуються для перемикання між різними режимами роботи або функціями електричних пристроїв у сільськогосподарських установках. Вони можуть мати різну кількість положень, наприклад, двопозиційний (увімкнено/вимкнено) або багатопозиційний. Реле: Реле ручного керування використовуються для керування електричними контакторами або іншими пристроями у сільськогосподарських електроустановках. Вони можуть бути використані для ввімкнення або вимкнення живлення, контролю часу або послідовності операцій. Пускозахисні пристрої: У сільськогосподарських електроустановках можуть бути використані пускозахисні пристрої, такі як кнопки або важелі, для запуску або зупинки електричних моторів або інших пристроїв.
Які апарати електромагнітного керування застосовуються в електроустановках сільськогосподарського призначення?
У електроустановках сільськогосподарського призначення застосовуються різні апарати електромагнітного керування для керування електричними пристроями і системами. Основні типи апаратів електромагнітного керування, які можуть бути використані, включають наступні: Контактори: Контактори є основними апаратами електромагнітного керування, використовуваними для керування живленням електричних моторів, насосів, освітлювальних пристроїв та інших електричних пристроїв у сільськогосподарських установках. Вони мають електромагнітні котушки, які створюють електромагнітне поле для відкриття або замикання електричних контактів. Реле: Реле електромагнітного керування використовуються для віддаленого керування і контролю електричних пристроїв. Вони мають електромагнітні котушки, які активують перемикання контактів при подачі сигналу або струму. Магнітні стартери: Магнітні стартери використовуються для пуску і зупинки електричних моторів у сільськогосподарських установках. Вони мають електромагнітні котушки, які забезпечують автоматичний пуск і зупинку моторів на основі установленої
послідовності операцій. Соленоїди: Соленоїди - це електромагнітні пристрої, які використовуються для керування рухом механізмів, клапанів, вентилів тощо. Вони приводяться в дію електричним струмом, що створює магнітне поле, яке переміщає механічні частини пристрою. Ці апарати електромагнітного керування можуть бути використані в сільськогосподарських установках для керування різними електричними пристроями, такими як насоси, освітлювальні системи, системи поливу та інші.
Які аварійні режими роботи можуть мати місце в діючих електроустановках?
В діючих електроустановках можуть виникати різні аварійні режими роботи, які можуть бути наслідком різних причин. Деякі з найбільш поширених аварійних режимів роботи включають наступні: Коротке замикання: Коротке замикання виникає, коли дві або більше електричних провідників з різною фазою або між фазою та землею неправильно з'єднані, що призводить до прямого замикання струму. Це може спричинити підвищення струму, перевантаження, падіння напруги, пошкодження обладнання та виникнення пожежі. Перевантаження: Перевантаження виникає, коли електричне обладнання або система перевищує допустиму навантаженість. Це може статися через недостатність проводки, погану вентиляцію, недолік у розподілі навантаження або неправильне вибрання обладнання. Перевантаження може спричинити перегрів, витікання струму, пошкодження обладнання та пожежу. Втрата фази: Втрата фази виникає, коли одна з фаз системи відсутня або відключена. Це може статися через пошкодження проводки, вимкнення захисних пристроїв або проблеми з живленням. Втрата фази може призвести до незбалансованого напруги та струму, перегріву електричного обладнання та пошкодження моторів. Перенапруга: Перенапруга виникає, коли напруга в електричній системі перевищує нормальний рівень. Це може статися через блискавку, випадкові високі напруги або виникнення несподіваного джерела напруги. Перенапруга може пошкодити обладнання, спричинити вибухи та виникнення пожежі. Замикання до землі: Замикання до землі виникає, коли електричний провідник або обладнання замикнулися на землю. Це може статися через пошкоджену ізоляцію, недостатнє заземлення або неправильне підключення. Замикання до землі може призвести до витоку струму, падіння напруги, пошкодження обладнання та ризику ураження електричним струмом.
Які причини викликають аварійний режим короткого замикання?
Аварійний режим короткого замикання може бути викликаний різними причинами. Деякі з найпоширеніших причин включають наступні: Пошкоджена ізоляція: Якщо ізоляція електричних провідників пошкоджена, наприклад, внаслідок механічних пошкоджень, старіння або недоліків в процесі виробництва, може виникнути коротке замикання. Пошкоджена ізоляція дозволяє фазовим провідникам або провідникам замкнутися між собою або на землю, створюючи прямий шлях для струму. Неправильне підключення: Неправильне підключення
електричних провідників або обладнання може спричинити коротке замикання. Це може статися, якщо провідники неправильно підключені або якщо з'єднання між ними неадекватні або нестабільні. Випадкове контактне замикання: В деяких випадках, через несподівану дію або зовнішні впливи, такі як корозія, вологість, відламування частини обладнання тощо, може виникнути випадкове контактне замикання між провідниками або між провідниками і землею. Помилкове підключення або маніпуляція: Помилкові дії під час встановлення, обслуговування або маніпуляції з електричним обладнанням можуть призвести до короткого замикання. Наприклад, неправильне підключення контактів, недостатня ізоляція монтажних елементів або випадкове контактне взаємодія з провідниками.
Які апарати захисту здійснюють захист від коротких замикань?
Існує кілька типів апаратів захисту, які застосовуються для захисту від коротких замикань в електричних системах. Основні апарати захисту від короткого замикання включають наступні: Автоматичні вимикачі (автомати): Автоматичні вимикачі - це пристрої, які автоматично відключають електричне живлення, коли виникає коротке замикання або перевантаження. Вони мають вбудовані захисні механізми, які реагують на велику струмову навантаженість і швидко вимикають живлення, перериваючи контур та запобігаючи подальшому пошкодженню обладнання. Розподільні пристрої з короткозамикателями: Розподільні пристрої з короткозамикателями, такі як розподільні шафи, комутаційні пристрої або розподільні панелі, містять вбудовані короткозамикателі. Ці короткозамикателі реагують на великий струм короткого замикання і вимикають живлення, забезпечуючи захист обладнання та системи. Реле захисту від короткого замикання: Реле захисту від короткого замикання використовуються для виявлення короткого замикання та активації захисних заходів. Ці реле моніторять струмові параметри системи і вимикають живлення, якщо виникає небезпечний струм короткого замикання. Вимикачі захисту моторів: Вимикачі захисту моторів, такі як контактори або магнітні стартери, можуть також використовуватись для захисту від коротких замикань в електричних моторах. Вони мають вбудовані захисні механізми, які реагують на струм короткого замикання та вимикають живлення, захищаючи мотор від пошкоджень. Ці апарати захисту використовуються для виявлення та вимкнення живлення при короткому замиканні, щоб запобігти подальшому пошкодженню обладнання, пожежам та забезпечити безпеку системи.
Які причини викликають тривале перевантаження?
Тривале перевантаження в електричних системах може бути викликане різними причинами. Основні фактори, які можуть призвести до тривалого перевантаження, включають: Неправильне розрахунку навантаження: Неправильне визначення потужності та навантаження системи може призвести до тривалого перевантаження. Це може статися, коли потужність електричних пристроїв і
обладнання недооцінюється або коли до системи додаються нові навантаження без належного розрахунку. Нестабільність навантаження: Нестабільне навантаження, таке як змінні електричні машини, електромагнітні пристрої або навантаження з великими перепадами, може призводити до тривалого перевантаження. При цьому система не в змозі ефективно розподіляти струм і витримувати постійне навантаження, що призводить до перегріву обладнання. Неправильна робота регуляторів і захисних пристроїв: Неправильна робота регуляторів, автоматичних вимикачів, реле та інших захисних пристроїв може призвести до тривалого перевантаження. Наприклад, неправильно налаштовані реле можуть несправедливо вимикати систему при нормальному навантаженні або не реагувати на перевантаження. Пошкоджена або недостатня проводка: Пошкоджена або недостатня проводка, наприклад, обриви, корозія, перегрів або погане з'єднання, може створювати опір та перешкоджати нормальному розподілу струму. Це може призводити до перевантаження проводки та обладнання.
Які апарати здійснюють захист від тривалих перевантажень?
Для захисту від тривалих перевантажень в електричних системах застосовуються наступні апарати: Автоматичні вимикачі: Автоматичні вимикачі мають вбудований захисний механізм, який реагує на тривале перевантаження. Якщо струм перевищує допустиме значення протягом певного часу, автоматичний вимикач вимикає живлення, захищаючи систему від перевантаження. Реле перевантаження: Реле перевантаження використовується для виявлення тривалого перевантаження. Воно спостерігає за струмом, що проходить через систему, і якщо струм тривалий час перевищує допустиме значення, реле вмикає вимикач або сигналізує про перевантаження. Захисні реле: Деякі захисні реле, такі як реле теплового захисту або реле перевантаження мотора, використовуються для захисту конкретного обладнання від тривалого перевантаження. Вони реагують на перегрів або тривалий високий струм і вимикають живлення, захищаючи обладнання від пошкоджень. Моніторинг системи: Деякі комплексні системи моніторингу можуть використовувати датчики струму, температури або інші параметри, щоб виявити тривале перевантаження. Ці системи можуть включати сигналізацію або автоматичні вимикачі для запобігання подальшому перевантаженню та пошкодженню системи. Ці апарати захисту від тривалих перевантажень сприяють забезпеченню безпеки системи, запобігають пошкодженням обладнання та можуть допомогти уникнути пожеж та інших небезпек, пов'язаних з тривалим перевантаженням.
Яке призначення ручних командоапаратів?
Ручні командоапарати, також відомі як ручні вимикачі або ручні вимикачіперемикачі, використовуються для ручного керування електричними схемами та установками. Вони мають наступне призначення: Управління живленням: Ручні командоапарати використовуються для вмикання та вимикання живлення в
електричних схемах або окремих електроустановках. Вони дозволяють оператору зручно та швидко контролювати подачу електричного струму в обладнання або систему. Перемикання між різними режимами роботи: Ручні командоапарати також використовуються для перемикання між різними режимами роботи електричного обладнання або системи. Наприклад, вони можуть включати або виключати окремі компоненти, переключати між джерелами живлення або змінювати конфігурацію електричної схеми. Забезпечення безпеки: Ручні командоапарати можуть використовуватися для забезпечення безпеки операторів та обладнання. Вони дозволяють швидко відключати живлення в разі аварійних ситуацій, небезпечних умов або необхідності виконання ремонтних робіт. Індикація стану: Деякі ручні командоапарати можуть мати індикатори або світлові сигнали, які показують стан електричної схеми або обладнання. Це допомагає операторам візуально контролювати стан системи та виявляти будь-які проблеми або несправності.
Як характеризується якість контактування головних контактів електричних апаратів керування?
Якість контактування головних контактів електричних апаратів керування може бути оцінена за такими характеристиками: Опір контакту: Якість контактування визначається опором, який виникає в місці з'єднання контактів. Якщо контакти мають високу якість контактування, опір буде дуже низьким. Високоякісний контакт має мінімальний опір, що дозволяє передавати електричний струм без значного втрати енергії. Стабільність контакту: Якість контактування також характеризується його стабільністю. Це означає, наскільки надійним є з'єднання контактів протягом тривалого періоду. Стабільний контакт не має відмінностей у якості з'єднання під час роботи, що дозволяє забезпечити надійну передачу струму. Механічна міцність: Якість контактування також пов'язана з механічною міцністю контактів. Високоякісні контакти повинні бути стійкими до вібрацій, ударів і різних механічних навантажень, щоб забезпечити постійний контакт навіть в умовах навантаження. Чистота контакту: Для забезпечення якісного контактування контакти повинні бути чистими від бруду, пилу, корозії або інших забруднень. Бруд або корозія можуть створювати опір, що призводить до погіршення якості контакту та появи надмірного нагрівання. Відсутність дуги: Якість контактування також вимірюється відсутністю дуги при роз'єднанні або з'єднанні контактів. Добре контактуючі контакти повинні запобігати появі дуги, яка може спричинити пошкодження контактів та викликати вогнетривжність. Висока якість контактування головних контактів електричних апаратів керування є важливою для забезпечення ефективної та безпечної роботи системи. Вона дозволяє передавати струм без втрати потужності, забезпечує надійність роботи апаратів та мінімізує ризик виникнення небезпечних ситуацій.
Як за допомогою стенда сільського електрика здійснюють перевірку якості контактування?
Для перевірки якості контактування в електричних апаратах за допомогою стенда сільського електрика можуть використовуватись наступні методи: Вимірювання опору контакту: Стенд сільського електрика може мати функцію вимірювання опору контакту. Це дозволяє з'ясувати, наскільки низьким є опір у місці контактування. Зниження опору свідчить про високу якість контакту, тоді як високий опір може бути ознакою проблеми з контактуванням. Візуальна оцінка стану контактів: Стенд може дозволяти візуально оцінити стан контактів. Оператор може оглянути контакти для виявлення ознак корозії, окислення, забруднення або будь-яких інших проблем, які можуть впливати на якість контактування. Тестування механічної міцності: Стенд може також випробовувати механічну міцність контактів, застосовуючи різні механічні навантаження. Це допомагає визначити, наскільки стійкий контакт до вібрацій, ударів та інших механічних факторів. Вимірювання температури: Стенд може мати можливість вимірювати температуру контактів під час роботи. Підвищена температура контактів може свідчити про недостатню якість контактування або наявність перевантаження.
Висновок: я навчився розраховувати параметри захисних комутаційних апаратів та правильно здійснювати вибір проводів.