Файл: Лаб. работы 1.0-2.docx

Выбор тепловых реле производится:

по номинальному току реле Iн.рт ≥ Iн.дв, (1.5)

по току теплового расцепителя Iуст = Iн.дв, (1.6)

где Iн.дв – номинальный или рабочий ток электродвигателя.

Тип теплового реле и ток уставки теплового расцепителя выбирают для защиты электродвигателей от перегрузки так, чтобы номинальный ток реле (Iн.рт) был не меньше номинального тока двигателя (Iн.дв), а номинальный ток уставки теплового элемента (Iуст) равен току нагрузки двигателя. С помощью регулятора уставки осуществляется коррекция (настройка) тока срабатывания нагревательного элемента.

Тепловые реле используются в качестве дополнительных элементов защиты электродвигателей от перегрузки, когда их защита от коротких замыканий осуществляется при помощи плавких вставок или автоматических выключателей.

Автоматические выключатели - предназначены для нечастых (около 500 срабатываний за весь срок службы) включений и отключений электроприемников под нагрузкой, для автоматической защиты электрических цепей от коротких замыканий, перегрузок и исчезновения или снижения напряжения питающей сети. Автоматические выключатели имеют одно, двух или трех полюсное исполнение и предназначены соответственно для защиты одно или трехфазных электрических цепей. Автоматические выключатели представляют собой аппаратуру защиты и ручного управления многократного действия и широко используются в сельских электроустановках для защиты электроприемников, включая асинхронные электродвигатели, от токов короткого замыкания и перегрузки.

Автоматические выключатели выпускаются различных модификаций: с электромагнитными и тепловыми расцепителями; только с электромагнитными расцепителями; только с тепловыми расцепителями; с расцепителями минимального напряжения и дистанционными расцепителями. Тепловые расцепители представляют собой тепловые реле, включенные во все фазные провода автоматического выключателя и осуществляющие защиту электродвигателей от токов перегрузки. Их защитные характеристики аналогичны данным, приведенным в таблице 1.4.

Технические данные 3-х полюсных автоматических выключателей приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5.

Корректировка тока срабатывания теплового элемента осуществляется регулятором уставки, ее диапазон зависит от типа аппарата (например, автоматические выключатели серии АЕ2000 имеют пределы регулировки 0,9…1,15Iн). Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку с сердечником и пружиной. При протекании по катушке тока в несколько раз большего номинального, ее сердечник, преодолев сопротивление пружины, втягивается и, воздействуя на защелку, отключает автоматический выключатель. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя называется током отсечки (Iотс), а время срабатывания не зависит от этого тока и составляет не более 0,1 с.

Автоматические выключатели характеризуются номинальным током (Iна) и номинальным напряжением (Uна), которые способны выдерживать их силовые контакты в длительном режиме работы под нагрузкой. Обычно они используются в цепях постоянного тока с напряжением до 220 В и переменного тока с напряжением до 660 В.

Выбор автоматических выключателей производится :

по напряжению Uна ≥ Uсети, (1.7)

по номинальному току автомата Iна ≥ Iраб, (1.8)

по номинальному току тепло-

вого расцепителя Iуст ≥ Iраб, (1.9)

по кратности отсечки: Котс ≥ 1,25  Кi, (1.10)

где Uна - номинальное напряжение автомата, В; Iраб – рабочий или номинальный ток электродвигателя, А; Кi = Iп / Iн - кратность пускового тока электродвигателя; Iп – пусковой ток электродвигателя, А; Iн – номинальный ток электродвигателя, А.

Указания и порядок выполнения работы.

1. ознакомиться с лабораторной установкой для снятия защитных характеристик плавкой вставки и теплового реле автоматического выключателя. Начертить электрическую схему – рис. 1.1. Испытуемую плавкую вставку зажать в клеммах 1 и 2. Переключатель SA установить в верхнее по схеме положение. Включить выключатель QF. Табло счётчика импульсов при этом зарегистрирует хаотическое сочетание четырёх цифр. Нажать и отпустить кнопку "Уставка 0". На табло все лампы зафиксируют ноль. Переключатель "Время - Импульсы" установить в положение "Импульсы" (точка на табло не горит). Нажать и отпустить кнопку "Устав.0". Счётчик готов к работе.

Установить с помощью реостата R максимальный ток – прибор PA. При переключении SA из верхнего в нижнее по схеме положение ток проходит по испытуемой плавкой вставке, после ее перегорания секундомер остановится и зафиксирует время срабатывания плавкой вставки при данном установочном токе через нее. Перевести переключатель SA в нижнее положение – выполнить опыт, результаты записать в таблицу 1.6. Выключить QF, SA перевести в верхнее по схеме положение, зажать в клеммах 1 и 2 новую плавкую вставку. Повторить опыт при различных токах 6 – 8 раз.

Таблица 1.6.

По данным таблицы 1.6 построить график защитной характеристики плавкой вставки Iвст = f(t). По этому графику найти ток сгорания плавкой вставки за 10 с – I₁₀ и определить ее номинальный ток

(1.11)

Определить номинальный ток вставки по эмпирической формуле

Iвст = 32 , (1.12)

где d – диаметр проволоки, мм; 32 – эмпирический коэффициент.

Сравнить результаты расчетов, полученных по выражениям (1.11) и (1.12).

2. Подключить к клеммам 1 и 2 один полюс испытуемого автоматического выключателя. Установить при помощи регулятора уставки произвольное значение величины срабатывания теплового реле автоматического выключателя - Iуст. При снятии защитной характеристики теплового реле Iуст = f(t) снять 4…6 значений тока через автоматический выключатель в диапазоне (1,2 – 4,0) Iуст. Результаты опытов записать в таблицу, аналогичную таблице 1.6. По ее данным построить график защитной характеристики теплового реле. На этом графике найти ток срабатывания теплового реле за время 120 с – I₁₂₀ и определить его номинальный ток

. (1.13)

Сравнить полученный результат с данными шкалы настройки автоматического выключателя.

Рис. 1.1. Электрическая схема лабораторной установки.

3. Произвести выбор предохранителей и автоматических выключателей для защиты 3-х электродвигателей и осветительной сети для схемы, приведенной на рис. 1.2. При расчетах учесть, что: электродвигатель М1 – асинхронный с короткозамкнутым ротором включается в сеть при помощи автоматического выключателя QF1; электродвигатель М2 – асинхронный с короткозамкнутым ротором включается путем переключения обмоток статора со «звезды» на «треугольник», что дает уменьшение пускового тока в три раза по сравнению с прямым пуском; электродвигатель М3 - асинхронный с фазным ротором, при пуске в цепь ротора включается пусковой реостат - R и пусковой ток составляет при этом (2,0…2,5) Iн; осветительная нагрузка – Н.

Исходные данные и результаты расчетов записать в таблицу 1.7.

Таблица 1.7.

Рис. 1.2. Расчетная силовая схема.