4) Выбор защиты от короткого замыкания: определить токовую уставку и тип воздушного автомата для защиты от коротких замыканий цепей с выбранным двигателем.
Коротким замыканием называется всякое недопустимое нормальными условиями работы соединение двух или трех фаз между собой, а в системе с заземленной нейтралью (четырех-проводной) также соединение фаз с землей. Чаще всего такое соединение происходит вследствие нарушения изоляции обмоток двигателя или коротких замыканий на его зажимах.
Короткое замыкание сопровождается резким увеличением токов фаз. Эти токи значительно превосходят как номинальные токи (в 10 и более раз), так и токи перегрузки. Это приводит к большим динамическим усилиям и перегреву изоляции, способным вывести электроустановку из строя. При коротком замыкании электродвигатель должен быть отключен как можно быстрее.
Защита электродвигателя от короткого замыкания обычно выполняется с помощью электромагнитного расцепителя воздушного автомата.
Электродвигатель не должен отключаться электромагнитным расцепителем при перегрузках, а тем более при нормальных режимах. Он должен быть "отстроен" от них. Например, при прямом пуске в линейных проводах и фазах электродвигателя возникают большие пусковые токи пуск., приближающиеся по величине к токам короткого замыкания:
пуск. = Kпуск.·н,
где Kпуск. - коэффициент пускового тока, см табл. 4,5.
Очевидно, что защита электродвигателя от короткого замыкания должна быть выбрана так, чтобы электромагнитный расцепитель не срабатывал при пусковых токах пуск., но срабатывал при токах короткого замыкания к.з..
12
Кроме того, электродвигатель не должен отключаться электромагнитным расцепителем вследствие изменений напряжения сети и неточной настройки расцепителя. Это обеспечивается введением коэффициента запаса Кз. С учетом этого минимальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя при коротком замыкании рассчитывается по формуле: ср.min = КЗ·Kпуск.·н.
Для большинства воздушных автоматов KЗ = 1,25.
Порядок расчета
Выбираем номинальный ток автомата н.а. н при номинальном напряжении сети Uнл = 380 В.
Из табл. 9 можно принять для установки воздушные автоматы на 380 В типа ВА 51-35, ВА 51-37, ВА 52-39 или ВА 83-41, т.к. у них: н.а. = 250 А н = 201 А.
Рассчитываем минимальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя из условий "отстройки" от пускового тока и неточности настройки расцепителя: ср.min = Kз·Kпуск.·н.
ср.min = 1,25·7·201 = 1760 А.
Выбираем номинальный ток уставки (табл. 9) электромагнитного расцепителя н.у.э., ближайший больший в сравнении с током ср.min ( н.у.э. ср.min ) среди автоматов, выбранных выше.
н.у.э. = 2000 А > ср.min = 1760 А.
Окончательно выбираем воздушный автомат ВА 51-35, у которого: Uн = 380 В; н.а. = 250 А; н.у.э. = 2000 А.
Этот автомат также способен защитить электродвигатель от перегрузки, т.к. имеет комбинированный расцепитель с двумя уставками: электромагнитной - н.у.э. = 2000 А, а также тепловой - н.у.т. = 210 А.
5) Построение принципиальной электрической схемы: изобразить принципиальную электрическую схему электропитания, защиты и управления асинхронным электродвигателем в соответствии с выбранной коммутационной аппаратурой.
Допускается изображение любой конкретной принципиальной электрической схемы электропитания, управления и защиты трехфазного асинхронного электродвигателя общего назначения, например, приведенной в [6].
В приложении к схеме должны быть указаны выбранные в результате расчета: типоразмер электродвигателя, тип автомата, магнитного пускателя (контактора), номинальные токи, уставки защит от перегрузки н.у.т. и короткого замыкания н.у.э..
В приложении также указываются принятые в схеме сокращенные обозначения и необходимые пояснения.
13
с. 18 - таблица 5
Таблица 5
Технические данные электродвигателей основного исполнения
с учетом продолжительности включения ПВн
Типо- |
|
|
|
|
||||||||||||
раз- |
ПВн = 25% |
ПВн = 40% |
ПВн = 60% |
ПВн = 100% |
||||||||||||
мер |
Рн |
КПД |
|
|
Рн |
КПД |
|
|
Рн |
КПД |
|
|
Рн |
КПД |
|
|
ЭД |
кВт |
% |
cos |
К пуск. |
кВт |
% |
cos |
К пуск. |
кВт |
% |
cos |
К пуск.. |
кВт |
% |
cos |
К пуск. |
AC71A |
0,65 |
67 |
0,76 |
4,5 |
0,6 |
68 |
0,73 |
4,5 |
0,6 |
68 |
0,73 |
4,5 |
0,6 |
68 |
0,73 |
4,5 |
AC71B |
0,9 |
68 |
0,71 |
4,5 |
0,8 |
68 |
0,75 |
4,5 |
0,8 |
68,5 |
0,75 |
4,5 |
0,7 |
69 |
0,74 |
4,5 |
AC80A |
1,3 |
68,5 |
0,82 |
5,0 |
1,3 |
68,5 |
0,82 |
5,0 |
1,1 |
70 |
0,8 |
5,0 |
0,9 |
57 |
0,79 |
5,0 |
AC80B |
1,9 |
69,5 |
0,83 |
5,0 |
1,7 |
70 |
0,82 |
5,0 |
1,5 |
70,5 |
0,8 |
5,0 |
1,3 |
71 |
0,79 |
5,0 |
AC90L |
2,4 |
76 |
0,82 |
6,0 |
2,4 |
76 |
0,82 |
6,0 |
2,2 |
76,5 |
0,8 |
6,0 |
1,9 |
77 |
0,78 |
6,0 |
AC100S |
3,7 |
76 |
0,84 |
6,0 |
3,2 |
76,5 |
0,82 |
6,0 |
2,8 |
77 |
0,8 |
6,0 |
2,3 |
77,5 |
0,78 |
6,0 |
AC100L |
5,0 |
77 |
0,84 |
6,0 |
4,25 |
78 |
0,82 |
6,0 |
3,8 |
79 |
0,8 |
6,0 |
3,3 |
80 |
0,78 |
6,0 |
AC112M |
6,7 |
77,5 |
0,85 |
7,0 |
5,6 |
79 |
0,83 |
7,0 |
5,0 |
80 |
0,81 |
7,0 |
4,2 |
81 |
0,78 |
7,0 |
AC132S |
9,5 |
82 |
0,86 |
7,0 |
8,5 |
82,5 |
0,85 |
7,0 |
7,5 |
83,5 |
0,83 |
7,0 |
7,1 |
84 |
0,81 |
7,0 |
AC132M |
14 |
83 |
0,86 |
7,0 |
11,8 |
84 |
0,85 |
7,0 |
10,5 |
84,5 |
0,83 |
7,0 |
9,0 |
85 |
0,81 |
7,0 |
AC160S |
19 |
83,5 |
0,86 |
7,0 |
17 |
84,5 |
0,86 |
7,0 |
15 |
85,5 |
0,85 |
7,0 |
13 |
86 |
0,84 |
7,0 |
AC160M |
23 |
86 |
0,87 |
7,0 |
20 |
87 |
0,87 |
7,0 |
18,5 |
87,5 |
0,87 |
7,0 |
17 |
88 |
0,86 |
7,0 |
АC180S |
24 |
84,5 |
0,93 |
7,0 |
21 |
86 |
0,92 |
7,0 |
20 |
86,5 |
0,92 |
7,0 |
19 |
87 |
0,92 |
7,0 |
AC180M |
30 |
87 |
0,92 |
7,0 |
26,5 |
88,5 |
0,91 |
7,0 |
25 |
89 |
0,91 |
7,0 |
24 |
89,5 |
0,91 |
7,0 |
AC200M |
35 |
87 |
0,93 |
7,0 |
31,5 |
87,5 |
0,92 |
7,0 |
28 |
88 |
0,92 |
7,0 |
26 |
88 |
0,92 |
7,0 |
AC200L |
47 |
88 |
0,94 |
7,0 |
40 |
89 |
0,93 |
7,0 |
37 |
89,5 |
0,93 |
7,0 |
35 |
90 |
0,93 |
7,0 |
AC225M |
55 |
87 |
0,93 |
7,0 |
50 |
87,5 |
0,92 |
7,0 |
45 |
88 |
0,92 |
7,0 |
40 |
88,5 |
0,92 |
7,0 |
AC250S |
63 |
87 |
0,93 |
7,0 |
56 |
87,5 |
0,92 |
7,0 |
53 |
88 |
0,92 |
7,0 |
50 |
88 |
0,92 |
7,0 |
AC250M |
71 |
86,5 |
0,94 |
7,0 |
63 |
87 |
0,93 |
7,0 |
60 |
87 |
0,93 |
7,0 |
56 |
87,5 |
0,93 |
7,0 |