Электрооборудование сельского хозяйства

Костромская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра электроснабжения

Доцент ПОПОВ Н.М.

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Справочное пособие

для студентов заочного факультета

Одобрен и рекомендован

к использованию методической

комиссией факультета

электрификации и автоматизации с.х.

Протокол N от 04.95.

Рецензенты: зав.кафедрой автоматизированного электропривода А.С. Симоненко;

Профессор кафедры электрических машин

Т.Н. Масловская

.

г.Кострома, 1996

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Провода, кабели.

2. Силовые трансформаторы 10/0,4 кВ

3. Электродвигатели и приводные механизмы

4. Предохранители с плавкими вставками до 1000 В

5. Автоматические выключатели

6. Магнитные пускатели

7. Тепловые реле

8. Рубильники и переключатели

9. Шкафы силовые распределительные

10. Трансформаторы тока 0,4 кВ

11. Токовая защита линий 0,4 кВ

12. Электрооборудование освещения

13. Конденсаторные установки

14. Высоковольтная аппаратура трансформаторного пункта

15. Обеспечение безопасной эксплуатации

16. Сведения для экономических расчетов

17. Энергетические сведения

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Выполнение курсовых и дипломных проектов требует использования большого количества справочной и учебной литературы. Получение и транспортировка этой литературы представляют в настоящее время для студентов заочного обучения большую трудность. В пособии сделана попытка обобщить те сведения из справочников и учебников, которые используются студентами при выполнении курсовых проектов по электроснабжению сельского хозяйства, автоматизированному электроприводу, освещению и проектированию электроустановок. При необходимости дополнительные сведения могут быть получены из списка использованных источников.

Справочник содержит основные сведения, необходимые при проектировании электрических сетей от выхода из питающего трансформатора до места установки электроприемника: - внутренних и наружных силовых и осветительных сетей; - защитных и коммутационных аппаратов; - трансформаторов тока и приборов учета электроэнергии. Эти же сведения необходимы для грамотной эксплуатации электроустановок, они будут полезны специалистам, эксплуатирующим электроустановки 380 В.

По приведенным сведениям выбираются сечения проводов, проверяется возможность запуска электродвигателя, рассчитываются токи трехфазных, двухфазных и однофазных коротких замыканий, выбирается пускозащитная аппаратура.

1. ПРОВОДА, КАБЕЛИ

Выбор сечения проводов и кабелей производится: по допустимому току (по нагреву), по допустимой потере напряжения, по экономическим интервалам (по минимуму приведенных затрат), по экономической плотности тока. По нагреву выбирают провода с таким расчетом, чтобы в случае возникшей перегрузки защитное устройство (предохранитель, автоматический выключатель и др.) сработало раньше, чем расплавится изоляция провода. Поэтому перед выбором сечения проводника необходимо знать защитное устройство, которое способно обеспечить работоспособность проводника после аварии.

Провода неизолированные для воздушных ЛЭП

На воздушных линиях электропередачи в основном используются алюминиевые, сталеалюминиевые провода и провода из алюминиевых сплавов. Они имеют следующую маркировку /1/:

А - провод, состоящий из семи или более алюминиевых проволок с одним и тем же диаметром, скрученных концентрическими повивами;

АКП - провод, у которого межпроволочное пространство заполнено нейтральной смазкой повышенной термостойкости;

АН - провод из проволок алюминиевого сплава;

АЖ - провод из термообработанных проволок алюминиевого сплава;

АС - провод, состоящий из сердечника, свитого из стальных оцинкованных проволок и наружного повива из алюминиевых проволок.

В таблицах 1.1 приведены характеристики алюминиевых проводов, причем индуктивное сопротивление указано для среднегеометрических расстояний между проводами 400 и 600 мм, а строительная длина-это длина проводов на барабане.

Таблица 1.1

Характеристика алюминиевых проводов/1,2/

Номин. сеч. мм2	Число/ диам. пров-к	Rуд Ом/км	Xуд. (400) Ом/км	Xуд. (600) Ом/км	Допус. длит. ток, А	Масса кг/км	Строит. длина,м
А16 А25 А35 А50 А70 А95 А120	4,87 4,04 3,62 3,28 - - -	- 3,21 2,79 2,46 2,25 2,11 -	- 2,79 2,57 2,05 1,82 1,71 1,63	- 2,46 2.05 1,73 1,53 1,4 1,33	- - - 1,53 1,34 1,21 1,14	- - - 1,40 1,21 1,09 1,03	- - - - 1,14 1,03 0,93

Таблица 1.2

Полное удельное сопротивление петли фазный-нулевой провод четырехпроводной воздушной линии /1/

Марка и сечение фазного провода	Сопротивление, Zп Ом/км, при нулевом проводе
	А16	А25	А35	А50	А70	А95	А120
А16	4,87	-	-	-	-	-	-
А25	4,04	3,21	2,79	2,46	-	-	-
А35	3,62	2,79	2,57	2.05	-	-	-
А50	3,28	2,46	2,05	1,73	1,53	1,40	-
А70	-	2,25	1,82	1,53	1,34	1,21	1,14
А95	-	2,11	1,71	1,4	1,21	1,09	1,03
А120	-	-	1,63	1,33	1,14	1,03	0,93

Индуктивные сопротивления для воздушных линий с проводами из меди, алюминия и стали

Dср.г , мм	Сопротивление в Ом/км при сечении
	6	10	16	25	35	50	70	95
400	0,371	0,355	0,333	0,319	0,308	0,297	0,283	0,274
600	0,397	0,381	0,358	0,345	0,336	0,325	0,309	0,300
1000	0,429	0,413	0,391	0,377	0,366	0,355	0,341	0,332
1500	-	0,438	0,416	0,402	0,391	0,380	0,366	0,357
2000	-	0,457	0,435	0,421	0,410	0,398	0,385	0,376

Примечание: D_ср.г-среднегеометрическое расстояние между проводами, для трех проводов D_ср.г=(D_1-2*D_2-3*D_1-3)^1/3

Провода изолированные и кабели

Допустимые длительные токи для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией, шнуров с резиновой или пласт-

массовой изоляцией и кабелей с резиновой или пластмассовой

изоляцией приняты для температур: жил +65оС; окружающего

воздуха +25оС; земли +15оС.

Таблица 1.3

Характеристики и области применения алюминиевых установочных проводов /3,4/

Марка провода	Краткая характеристика	Сечение мм2
АПВ	одножильный с поливинилхлоридной изоляцией для прокладки в трубах, пустотах несгораемых конструкций, плинтусах, на лотках, на тросах, на изоляторах	2,5... 120
АППВ	двух или трехжильный плоский с поливинилхлоридной изоляцией с разделительным основанием для открытой прокладки по несгораемым конструкциям, на роликах, изоляторах, а также под штукатуркой	2,5... 6,0
АППВС	двух или трехжильный плоский с поливинилхлоридной изоляцией без разделительного основания для скрытой прокладки в трубах под штукатуркой, в осветительных сетях для прокладки в каналах	2,5... 6.0
АПН	одно-, двух-и трехжильный с нейритовой резиновой изоляцией для скрытой прокладки под штукатуркой и для открытой прокладки приклеиванием	2,5…4
АПРВ	одножильный с резиновой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке для открытой прокладки на роликах, для прокладки в трубах и коробах	2,5... 6.0
АПРТО	одно-,двух-, трех- и четырехжильные с резиновой изоляцией в оплетке из хлопчатобумажной пряжи, пропитанной противогнилостным составом для прокладки в стальных трубах	2,5...400
АПП	одножильный с изоляцией из полиэтилена для прокладки в трубах из трудносгораемого материала и в каналах строительных конструкций	2,5...35
АППР	одно-и двухжильный с резиновой изоляцией пониженной горючести для прокладки по деревянным основаниям	2,5…4
АПРН	одножильный с резиновой изоляцией в хлоропреновой оболочке пониженной горючести для прокладки в трубах, каналах строительных конструкций, в наружных установках	2,5...95
АТПРФ	двух- и трехжильный с резиновой изоляцией в металлической оболочке для прокладки в наружных установках	2,5…4

Наиболее употребительные кабели с алюминиевыми жилами для сети 380 В /3/

Марка кабеля	Краткая характеристика	Условия прокладки
АВВГ	С поливинилхлоридной изоляцией жил, в поливинилхлоридной оболочке	Внутри помещений, в каналах
АВРГ	С поливинилхлоридной изоляцией жил, в резиновой оболочке	В сырых и особо сырых помещениях
АВРБ	То же, что и АВРГ, но бронированный двумя стальными лентами с наружным покровом	В земле
АНРГ	В резиновой негорючей и маслостойкой изоляцией	В особо сырых помещениях с едкими парами и газами
АПВГ	с поливинилхлоридной изоляцией, с полиэтиленовой оболочкой	Внутри помещений, в туннелях, каналах

Таблица 1.4

Допустимый длительный ток в А для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами для прокладки в трубах /5/ и открыто

Сеч. жилы мм2	Два одно- жильн.	Три одно- жильн.	Четыре одно- жильн.	Один двух- жильн.	Один трех- жильн.	Проложены открыто
2	19	18	15	17	14	21
2,5	20	19	19	19	16	24
3	24	22	21	22	18	27
4	28	28	23	25	21	32
6	36	32	30	31	26	39
10	50	47	39	42	38	60
16	60	60	55	60	55	75
25	85	80	70	75	65	105
35						130
50						165
70						210
95						255

Таблица 1.5

Удельное сопротивление прямой последовательности кабелей с алюминиевыми жилами при температуре проводника 65оС,(Ом/км) /6/

Сечение жил, мм2	Активное сопротивление	Индуктивное сопротивление.
фазных	нулевой		3-жильный кабель	4-жильный кабель
3*4 3*6 3*10 3*16 3*25 3*35 3*50 3*70 3*95 3*120 3*150	2,5 4 6 10 16 16 25 35 50 50 70	9,16 6,41 3,84 2,40 1,54 1,1 0,769 0,549 0,405 0,320 0,256	0,092 0.087 0.082 0,078 0,062 0,061 0,06 0,059 0,057 0,057 0,056	0,098 0,094 0,088 0.084 0,072 0,068 0,066 0,065 0,064 0,064 0,063

Для кабелей с медными жилами значения активного сопротивления следует уменьшить в 1,7 раза

Таблица 1.6

Полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля или пучка проводов с алюминиевыми жилами при температуре жилы 65оС, Ом/км

Сечение фазы, мм2	Сечение нулевого провода, мм2
	2,5	4	6	10	16	25	35	50
2,5	29,64	-	-	-	-	-	-	-
4	24,08	18,52	-		-	-	-	-
6	-	15,43	12,34	9,88	-	-	-	-
10	-	-	9,88	7,41	5,92	-	-	-
16	-	-	-	5,92	4,43	3,7	3,35	-
25	-	-	-	5,19	3,7	2,96	2,54	2,22
35	-	-	-	4,77	3,35	2,54	2,12	1,8
50	-	-	-	-	3,06	2,22	1,8	1,48
70	-	-	-	-	-	2,01	1,59	1,27
95	-	-	-	-	-	-	1,45	1,13

2. СИЛОВЫЕ ТРАНФОРМАТОРЫ

Силовые трансформаторы - это электрические аппараты, предназначенные для преобразования электроэнергии одного уровня напряжения в другой уровень. В электрических сетях они обеспечивают передачу электроэнергии с наименьшими потерями мощности, энергии и напряжения от источника до потребителя. В сельских электрических сетях используют двухобмоточные силовые трансформаторы 110/10 кВ, 35/10 кВ, 10/0,4 кВ и трехобмоточные 110/35/10 кВ.

Обозначения трансформаторов:

Первая буква - Т - трехфазный, О - однофазный;

вторая буква М - с масляным охлаждением с естественной циркуляцией масла, С - сухой с воздушным охлаждением; третья буква З -защищенный, Н - с регулированием напряжения под нагрузкой, ВМ - с витым магнитопроводом, с треугольным расположением стержней магнитопровода.

Первое число - мощность трансформатора в кВА; через дробь второе число - номинальное напряжение первичной обмотки. Номинальное напряжение вторичной обмотки для однофазных трансформаторов 220 В, для трехфазных трансформаторов 380/220 или 660/380 В (напряжение оговаривается в заказе).

Выбор трансформаторов осуществляется по номинальному напряжению обмоток и номинальной мощности.

Таблица 2.1. Номинальные напряжения систем электроснабжения и приемников трехфазного переменного тока до 1000 В по ГОСТ 21128-83/7/

Вид тока Источников Сетей и приемников

Однофазный 6;12;28,5;42;62; 6;12;27;40;60;

115;230 110;220

Трехфазный 42;62;230;400;690 40;60;220;380;660; 8.

Таблица 2.2 Основные технические данные двухобмоточных трансформаторов мощностью 25...1000 кВА /1,7,8/ (сопротивления приведены к стороне 400 В)

Тип Потери,кВт Напр. Ток Х1т R1т Zт Zт(1)

хх кз к.з.% хх% мОм мОм мОм мОм

ОМ-4/10 0,065 0,14 4 8 775 1400 1600 -

ОМ-10/10 0,090 0,30 4 7 423 480 640 -

ТМ-25/10 0,13 0,60 4,5 3,2 243 154 287 3750

ТМ-40/10 0,175 0,88 4,5 3,0 157 88 180 2430

ТМ-63/10 0,24 1,28 4,5 2,8 102 51,6 115 1420

ТМ-100/10 0,33 1,97 4,5 2,6 64,7 31,5 73 840

ТМ-160/10 0,51 2,65 4,5 2,4 41,7 16,6 45 186

ТМ-250/10 0,74 3,70 4,5 2,3 27,2 9,5 28 106

ТМ-400/10 0,95 5,50 4,5 2,1 17,1 5,5 18

ТМ-630/10 1,31 7,60 5,5 2,0 13,6 3,1 14

ТМВМ-160/10 0,46 2,65 4,5 0,5 41,8 16,6 45

ТМВМ-250/10 0,66 3,70 4,5 0,5 27,2 9,5 29

ТМ-100/35 0,46 1,97 6,5 2,6 99,1 31,5 104

ТМ-160/35 0,70 2,65 6,5 2,4 62,9 16,6 65

ТМ-250/35 1,00 3,70 6,5 2,3 40,5 9,5 41,6

ТМ-400/35 1,35 5,50 6,5 2,1 25,4 5,5 26

ТМ-630/35 1,90 7,60 6,5 2,0 16,2 3,1 16,5

Трансформаторы сухие защищенные ТСЗ-160/10 0,70 2700 5,5 4 52,3 16,9 55 ТСЗ-250/10 1,00 3800 5,5 3,5 33,8 9,7 35,2 ТСЗ-400/10 1,30 5400 5,5 3 21,3 5,4 22 ТСЗ-630/10 2,00 7300 5,5 1,5 13,7 2,9 14

ТСЗ-1000/10 4,20 16000 5,5 1,5 8,4 2,6 8,8

Zт(1)-сопротивление трансформатора току однофазного к.з. определяется опытным путем на заводе-изготовителе. Сопротивления трансформаторов току прямой последовательности вычисляются по паспортным значениям: Рк.з.-потери короткого замыкания (в обмотках), Uк% -напряжение к.з., Uном.

Rт=Pк.з.*Uн2/Sн2; Zт=Uк%*Uн2/(100*Sн); Xт=(Zт2-Rт2)1/2.

Трансформаторы рассчитываются на срок службы 25 лет. К концу срока службы изоляция должна выработать свой ресурс. Срок службы изоляции трансформатора зависит от ее температуры. Международная электротехническая комсиссия приняла шестиградусное правило: в интервале температур 80...150оС при каждом повышении температуры на 6 градусов износ изоляции увеличивается в два раза. Например, при работе изоляции с постоянной температурой 100оС срок ее службы равен 16 годам, тогда при температуре 106оС он снизится до 8 лет.При температурах ниже 80оС процесс износа изоляции настолько замедляется, что им можно пренебречь; при температурах выше 150оС процесс старения идет более бысрыми темпами. Температура изоляции никогда не бывает постоянной, поэтому за счет недогрузки в одни периоды работы трансформатора в другие его можно перегружать.

Постоянная времени нагрева трансформаторов мощностью

4...1000 кВА с масляным охлаждением составляет 2,5 часа.

Различают аварийные и систематические перегрузки трансформаторов. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора определяется, исходя из следующих предпосылок: перед перегрузкой трансформатор находился в номинальном режиме работы (номинальная нагрузка и номинальная температура окружающей среды); перегрузка снимается, когда температура наиболее нагретой точки достигает 140оС. Превышение этой температуры нежелательно, так как она близка к температуре воспламенения паров масла.

Таблица 2.3 Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов

м а с л я н ы х с у х и х

Перегрузка

по току,% 30 45 60 75 100 20 30 40 50 60

Длит.пере-

грузки, мин. 120 80 45 20 10 60 45 32 18 5

Для сельскохозяйственных предприятий зимой можно перегружать трансформаторы в зависимости от температуры охлаждающего воздуха. Аварийные прегрузки допускаются в течение не более 5 суток, время перегрузки не более 6 часов в сутки.

Таблица 2.4

Коэффициенты зимних аварийных перегрузок

трансформаторов 10/0,4 кВ в с.х. сетях

Температура охлаждающ.воздуха С⁰ -10 -5 0 +5

Вид нагрузки

Коммунально-бытовая нагрузка 1,73 1,69 1,64 1,61

Производственная нагрузка 1,75 1,69 1,64 1,63

Смешанная нагрузка 1,56 1,52 1,48 1,45

Птицефабрика 1,5 1,45 1,42 1,39

Молочно-товарная ферма 1,70 1,65 1,62 1,58

Свинооткормочная ферма 1,46 1,42 1,38 1,36

Мастерская по ремонту с.х.техники 1,69 1,63 1,59 1,57

Для трансформаторов, питающих нагрузки с осенне-зимним максимумом и заполнением суточного графика нагрузки 0,55, допускаются систематические перегрузки не выше 1,7 Sном.

3. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ И ПРИВОДНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

При заказе электродвигателей необходимо указать:

-тип двигателя; -номинальную мощность; -синхронную частоту вращения; -номинальное напряжение; -частоту сети; -исполнение по способу монтажа; -степень защиты.

Например: Двигатель АИР160MA2У3; 11 кВт; 3000 об/мин.; 220/380 В; 50 Гц; IM 1001; IP 44.

При необходимости указываются дополнительные требования: -исполнение вводного устройства; -установка датчика температурной защиты; -конструктивное исполнение станины; -окраска; -упаковка; - другие требования.

Таблица 3.1.

Соответствие высоты осей вращения электродвигателей, их номинальной мощности при минимальной длине сердечника и тока холостого хода/7,9/

Высота Синхронная частота вращения поля, об/мин.

оси 3000 1500 1000 750

враще- P2ном. Iхх P2ном. Iхх P2ном. Iхх P2ном. Iхх

ния,мм кВт % кВт % кВт % кВт %

63 0,37 50 0,25 80 - - - -

71 0,75 45 0,55 70 0,37 80 - -

80 1,5 40 1,1 60 0,75 65 - -

90 3 35 2,2 50 1,5 60 - -

100 4 35 3 50 - - - -

112 7,5 35 5,5 45 3 55 3 65

132 - - 7,5 40 5,5 55 4 65

160 15 30 15 35 11 45 7,5 55

180 22 25 22 30 - - - -

200 37 25 37 25 22 35 18,5 45

225 55 20 55 25 37 30 30 45

250 75 20 75 25 45 30 37 40

280 110 110 90 75

Таблица 3.2.

Технические данные электродвигателей серии АИ/9/

Тип дви- P2н. n2н. I1н. КПД cosFн Ki Kпус./ cosFп

гателя кВт об/м А % Kмакс.

АИР71А2 0,75 2820 1,5 78,5 0,83 5,5 2,0/2,2

АИР71В2 1,1 2805 2,5 79,0 0,84 5,5 2,0/2,2

АИР80А2 1,5 2850 3,3 81 0,85 6,5 2,1/2,6

АИР80В2 2,2 2850 4,6 83 0,87 6,5 2,1/2,6

АИР90L2 3,0 2865 6,1 84,5 0,88 6,5 2,1/2,5

АИР100S2 4,0 2895 7,95 87 0,88 7,5 2,0/2,5

АИР100L2 5,5 2890 10,7 88 0,89 7,5 2,0/2,5

АИР112М2 7,5 2895 15 87,5 0,88 7.5 2,0/2,2

АИР132М2 11 2910 21 88 0,90 7,5 1,6/2,2

АИР160S2 15 2910 28.6 89 0,89 7,0 1,4/2,2 0.367

АИР160М2 18,5 2928 35 89 0,90 7,0 1,4/2,2 0,35

АИР180S2 22 2934 42,4 91 0,89 7,5 1,4/2,5 0,36

АИР180М2 30 2934 56,8 90 0,89 7,5 1,4/2,5 0,316

АИР200М2 37 2946 71,6 91 0,86 7,5 1,4/2,5 0,313

АИР200L2 45 2949 84 92 0,89 7,5 1,4/2,5 0,295

АИР225М2 55 2949 98 92,5 0,92 7,5 1,4/2,5 0,301

АИР250S2 75 2955 135 93 0,91 7,5 1,2/2,5 0,255

АИР250М2 90 2950 159 93 0,92 7,5 1,2/2,5 0,256

АИР71А4 0,55 1383 1,42 72,0 0,81 4,5 2,0/2,2

АИР71В4 0,75 1380 1,89 74,0 0,81 4,5 2,0/2,2

АИР80А4 1,1 1390 2,7 75 0,81 5,0 2,0/2,2

АИР80В4 1,5 1410 3,5 78 0,85 5,0 2,0/2,2

АИР90L4 2,2 1420 6,1 81 0,83 6,0 2,1/2,4

АИР100S4 3,0 1410 6,7 82 0,83 6,0 2,0/2,4

АИР100L4 4,0 1410 8,5 85 0,84 6,0 2,0/2,4

АИР112М4 5,5 1430 11 85,5 0,86 7,0 2,0/2,5

АИР132S4 7,5 1440 15 87,5 0,86 7,5 2,2/2,8

АИР132М4 11 1450 22 87,5 0,87 7,5 2,2/2,8

АИР160S4 15 1459 28,3 89 0,90 7,0 1,4/2,3 0,372

АИР160М4 18,5 1461 35,2 90 0,89 7,0 1,4/2,3 0,37

АИР180S4 22 1465 44,4 89,5 0,84 6,5 1,4/2,3 0,374

АИР180М4 30 1470 57,7 91,5 0,86 6,5 1,4/2,3 0,336

АИР200М4 37 1475 68,7 92 0,89 7,0 1,4/2,5 0,362

АИР200L4 45 1474 83 92,5 0,89 7,0 1,4/2,5 0,317

АИР225М4 55 1476 100,7 93 0,89 7,0 1,3/2,5 0,3

12. Тип дви- P2н. n2н. I1н. К.П.Д.cosFн Ki Kпус./ cosFп

кВт об/м А % Kмакс.

АИР250S4 75 1482 137,2 94 0,88 7,0 1,2/2,3 0,27

АИР250М4 90 1482 163,5 94 0,89 7,0 1,2/2,3 0,262

АИР71А6 0,37 915 1,3 65 0,66 4,0 2,0/2,2

АИР71В6 0,55 915 1,75 68 0,7 4,0 2,0/2,2

АИР80А6 0,75 920 2,3 70 0,72 4,0 2,0/2,2

АИР80В6 1,1 920 3,1 74 0,74 4,0 2,0/2,2

АИР90L6 1,5 925 4,15 76 0,72 4,5 2,0/2,2

АИР100L6 2,2 925 5,6 81 0,74 5,0 2,0/2,2

АИР112МА6 3,0 950 7,4 81 0,76 6,0 2,0/2,2

АИР112МВ6 4,0 950 9,1 82 0,81 6,0 2,0/2,2

АИР132S6 5,5 960 12 85 0.8 6,0 2,0/2,2

АИР132М6 7,5 960 16 85,5 0,81 6,0 2,0/2,2

АИР160S6 11 970 22,8 87 0.84 6,0 1,2/2,0 0,393

АИР160М6 15 970 30,3 88 0.85 6,0 1,2/2,0 0,365

АИР180М6 18,5 979 37,7 87 0.85 6,0 1,2/2,0 0,377

АИР200М6 22 980 44,6 90 0.83 6,5 1,3/2,4 0,371

АИР200L6 30 977 56,7 89,5 0,9 6,5 1,3/2,4 0,383

АИР225М6 37 981 72,3 91 0,85 6,5 1,2/2,3 0,334

АИР250S6 45 983 86,4 93 0,85 6,5 1,2/2,1 0,296

АИР250М6 55 985 105 93 0,85 6,5 1,2/2,1 0,304

АИР71В8 0,25 685 1,04 56 0,66 3,0 1,6/1,7

АИР80А8 0,37 700 1,56 61 0,6 3,5 1,6/1,7

АИР80В8 0,55 693 2,22 62 0,61 3,5 1,6/1,7

АИР90LА8 0,75 700 2,12 71 0,75 3,5 1,6/1,9

АИР90LВ8 1,1 690 3,05 73 0,75 3,5 1,6/1,9

АИР100L8 1,5 700 4,15 74 0,76 4,0 1,6/1,9

АИР112МА8 2,2 709 6,1 76,5 0,71 5,0 1,8/2,2

АИР112МВ8 3,0 709 7,8 79 0,74 5,0 1,8/2,2

АИР132S8 5,5 720 10 83 0.7 5,5 1,8/2,2

АИР132М8 5,5 710 14 83 0,74 5,5 1,8/2,2

АИР160S8 7,5 727 17,5 87 0.75 6,0 1,4/2,2 0,406

АИР160М8 11 726 25,7 88 0.74 6,0 1,4/2,2 0,377

АИР180М8 15 732 31,2 89 0.82 5,5 1,2/2,0 0,373

АИР200М8 18,5 733 36,8 90 0.85 5,5 1,2/2,1 0,393

АИР200L8 22 732 46,1 90 0,81 5,5 1,2/2,1 0,363

АИР225М8 30 733 61,2 90,5 0,82 6,0 1,3/2,1 0,351

АИР250S8 37 739 77,6 92,5 0,78 6,0 1,2/2,0 0,304

АИР250М8 55 739 92,9 92,5 0,79 6,0 1,2/2,0 0,300

Электродвигатели, выпускаемые Акционерным обществом "Ярославский электромашиностроительный завод" (ЯЭМЗ), поставляются как для работы в России, так и за рубежом. Для поставки в Россию привязка по мощностям к установочно-присоединительным размерам осуществляется по ГОСТ с условным обозначением серии А - асинхронный (с высотой оси вращения 160 мм выпускается АИР). Для поставки за рубеж привязка мощностей по установочно-присоединительным размерам осуществляется по стандартам СENELEC, DIN c условным обозначением серии RA - российский асинхронный. На международном рынке ЯЭМЗ известен как фирма ELDIN.

Номинальные напряжения двигателей:

220; 380; 660; 220/380; 380/660 В.

Частота питающей сети 50, 60 Гц.

Исполнение по способу монтажа:

-IM 1001 с горизонтальным расположением вала, крепление лапами снизу;

-IM 1011 с вертикальным расположением вала, крепление лапами к вертикальной стене, выступающий конец вала внизу; -IM 1051 с горизонтальным расположение вала, крепление лапами к вертикальной стене слева;

-IM 3001, IM 3011, IM 3031 с горизонтальным и вертикальным расположением вала, крепление фланцами;

-IM 2001; IM 2011; IM 2031 с горизонтальным и вертикальным расположением вала, крепление фланцами и лапами к горизонтальной и вертикальной поверхности.

В таблицах обозначено:

P2н -номинальная мощность электродвигателя на валу; n2н -номинальная частота вращения вала ротора;

I1н -номинальный ток статора; cosFн-номинальный коэффициент мощности; Ki-кратность пускового тока по отношению к I1н;

Kпус -кратность пускового момента; Kмакс -кратность максимального момента.

Таблица 3.3. Технические данные электродвигателей серии А ЯЭМЗ с короткозамкнутым ротором IP 44, IP 54 /23/

Тип дви- P2н. n2н. I1н. КПД cosFн Ki Kпус./ Мас- Момент

гателя кВт об/ А % Kмакс. са инерции

мин. при кг

380В кг*м2

А71А2 0,75 2840 2,0 77,0 0,87 5,5 2,0/2,2 9 0,0006

А71В2 1,1 2840 3,0 77,5 0,87 5,5 2,0/2,2 10 0,0008

А80А2 1,5 2865 3,0 80,0 0,88 7,0 2,9/3,5 12 0,0011

А80В2 2,2 2855 5,0 82,5 0,89 7,0 2,9/3,5 14 0,0018

А90L2 3,0 2835 6,0 82,0 0,86 6,5 2,9/3,2 17 0,0024

А100S2 4,0 2880 8,0 86,5 0,89 7,5 2,0/2,2 36 0,007

А100L2 5,5 2880 10,0 87,5 0,91 7,5 2,0/2,2 42 0,008

А112М2 7,5 2895 15 87,0 0,89 7.0 2,5/3,2 49 0,0185

А132М2 11 2865 21 87 0,88 7,0 2,3/3,0 54 0,0227

АИР160S2 15 2940 29.0 90 0,86 7,5 2,0/3,2 116 0,0788

АИР160М2 18,5 2940 35 90 0,88 7,5 2,0/3,2 130 0,0976

А180S2 22 2940 42,0 90,5 0,89 7,5 2,1/3,5 150 0,0604

А180М2 30 2940 56,0 92 0,89 7,5 2,2/3,5 170 0,0704

А200М2 37 2950 70,0 91,5 0,88 7,5 1,4/2,2 230 0,14

А200L2 45 2940 83 92 0,90 7,5 2,0/2,4 255 0,16

А225М2 55 2900 102 91 0,9 7,5 2,0/2,5 330 0,2

А250S2 75 2970 130 93 0,91 7,0 2,0/2,7 460 0,29

А250М2 90 2970 160 93 0,91 7,0 2,0/2,7 530 0,29

А71А4 0,55 1420 2,0 77,0 0,80 5,5 2,5/2,6 9 0,001

А71В4 0,75 1420 2,0 78,0 0,80 5,5 2,3/2,8 10 0,0015

А80А4 1,1 1395 3,0 75,0 0,81 5,5 2,0/2,2 12 0,0028

А80В4 1,5 1395 4,0 78,0 0,83 5,5 2,0/2,2 14 0,0034

А90L4 2,2 1390 5,0 78,0 0,82 5,0 2,2/2,6 19 0,0056

А100S4 3,0 1440 7,0 82,0 0,83 6,5 1,6/2,0 36 0,01

А100L4 4,0 1440 9,0 84,0 0,84 6,0 1,6/2,0 42 0,013

А112М4 5,5 1460 11 87,0 0,85 7.0 2,4/3,0 49 0,0236

А132S4 7,5 1455 15 88 0,83 7,0 2,8/3,2 55 0,0227

А132М4 11 1430 22 87 0,88 7,0 2,4/2,7 60 0,0349

АИР160S4 15 1460 29.0 90 0,87 7,0 1,9/2,9 125 0,0963

АИР160М4 18,5 1460 35 90,5 0,89 7,0 1,9/2,9 142 0,12

А180S4 22 1465 42,0 91,0 0,88 7,0 1,7/2,1 160 0,13

А180М4 30 1460 57,0 91 0,89 7,0 1,6/2,4 190 0,135

А200М4 37 1470 71,0 92,0 0,87 7,5 1,7/2,2 230 0,15

А200L4 45 1460 86 92 0,87 7,0 1,7/2,2 260 0,18

А225М4 55 1470 104 92,5 0,87 7,5 2,2/2,6 325 0,2

А250S4 75 1470 130 93 0,91 7,0 2,0/2,7 460 0,29

А250М4 90 1470 160 93 0,91 7,0 2,0/2,7 500 0,29

А71А6 0,37 920 1,0 64,5 0,69 4,0 2,0/2,2 9 0,0015

А71В6 0,55 920 2,0 67,5 0,71 4,0 2,0/2,2 10 0,0020

А80А6 0,75 935 2,0 71,0 0,70 4,0 2,0/2,5 14 0,0035

А80В6 1,1 925 3,0 72,0 0,72 4,0 1,9/2,4 16 0,0048

А90L6 1,5 920 3,0 75,0 0,73 6,0 2,0/2,2 18 0,0066

А100L6 2,2 950 6,0 81,0 0,73 5,5 2,0/2,2 42 0,02

А112MA6 3,0 955 7,0 83,0 0,76 5,0 1,9/2,6 50 0,038

А112МB6 4,0 950 9 84,0 0,76 6.0 1,9/2,6 55 0,0425

А132S6 5,5 940 13 83 0,76 5,0 1,8/2,4 51 0,05

А132М6 7,5 940 17 83,7 0,79 5,0 2,0/2,4 61 0,0597

АИР160S6 11 975 23.0 88,5 0,82 6,5 2,2/2,9 125 0,142

АИР160М6 15,0 975 31 89,0 0,82 7,0 2,3/3,0 155 0,25

А180М6 18,5 970 37,0 89 0,86 6,0 2,0/2,2 160 0,3

А200М6 22 970 45,0 87,0 0,84 6,0 2,0/2,5 195 0,36

А200L6 30 970 59 89,5 0,86 6,5 2,0/2,7 225 0,51

А112MA8 2,2 710 6,0 79,5 0,72 4,5 1,8/2,3 44 0,0221

А112МB8 3,0 710 8 80,5 0,73 4.5 1,8/2,4 49 0,0288

А132S8 4,0 720 10 83 0,70 6,0 1,8/2,2 68 0,069

А132М8 5,5 715 14 84,0 0,74 6,0 1,8/2,2 82 0,0935

АИР160S8 7,5 730 18.0 86,0 0,73 5,5 1,8/2,4 125 0,1265

АИР160М8 11,0 730 26 87,0 0,75 6,5 1,8/2,4 150 0,25

А180М8 15,5 730 35,0 86,5 0,76 5,5 1,8/2,0 172 0,26

А200М8 18,5 730 40,0 88,0 0,80 5,8 2,1/2,5 210 0,2807

А200L8 22 730 50 88,5 0,77 6,0 2,0/2,5 225 0,3070

Таблица 3.3. Технические характеристики однофазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (U=220 В) IP 44, IP 54

Тип дви- P2н n2н I1н КПД cosFн Ki Kпус/ Мас- Емкость

гателя кВт об/ А % Kмакс са конден-

мин. при кг сатора

220В мкФ

RAE71D2 0,12 2850 1,2 50,0 0,91 4,0 0,6/2,15 4,0 6

RAE71G2 0,18 2775 1,6 54,0 0,95 4,0 0,4/1,4 4,4 6

RAE71H2 0,25 2895 2,2 58,0 0,90 4,0 0,52/2,4 5,2 10

RAE71A2 0,37 2865 2,7 65,0 0,96 4,0 0,36/1,7 6,7 10

RAE71B2 0,55 2890 4,6 65,0 0,83 4,0 0,32/2,3 8,5 12

RAE71K2 0,75 2895 5,0 72,0 0,9 4,5 0,36/2,3 9,5 18

RAE71N2 1,1 2825 7,0 74,0 0,97 4,0 0,3/1,80 11 20

RAE80G2 0,37 2865 2,7 65,0 0,96 4,0 0,36/1,7 7,0 10

RAE80H2 0,55 2890 4,6 65,0 0,83 4,0 0,32/2,3 9,0 12

RAE80A2 0,75 2895 5,0 72,0 0,90 4,5 0,36/2,3 10 18

RAE80B2 1,1 2825 7,0 74,0 0,97 4,0 0,30/1,8 11,3 20

RAE80K2 1,5 2865 10 72,0 0,94 4,5 0,26/1,9 12,4 25

RAE90S2 1,5 2850 10 75,0 0,97 4,0 0,40/2,0 15 30

RAE90L2 2,2 2820 14 76,0 0,99 3,8 0,40/1,8 17 40

RAE90S4 1,1 1395 7,0 71,0 0,99 2,9 0,40/1,6 14 30

RAE90L4 1,5 1410 8,0 73,0 0,95 3,2 0,40/1,7 16 40

для х о л о д и л ь н и к о в

ДХМ-5 0,09 1440 1,3 62,0 0,53 6,6 2,15/2,5 4,85 -

Таблица 3.4.

Технические характеристики трехфазных асинхронных двигателей с фазным ротором серии 4АК, IP 44 [23]

Тип дви- P2н n2н I1н КПД cosFн Uрот Iрот Kмакс Масгателя кВт об/ А % са мин. при кг

380В

4AK160S4 11,0 1425 23 86,5 0,86 305 22 3,5 170

4AK160M4 14,0 1440 28 88,5 0,87 300 29 3,8 185

4AK160S6 7,5 950 18 82,5 0,77 300 18 3,5 170

4AK160M6 10,0 935 24 84,5 0,76 310 20 3,8 200

4AK160S8 5,5 700 15 80,0 0,70 300 14 3,0 170 4AK160M8 7,1 705 19 82,0 0,70 290 16 3,0 200

Механические характеристики механизмов определяются опытным путем или получают с завода-изготовителя. Для большой группы механизмов зависимость момента сопротивления от скорости вращения может быть выражена формулой

Mмех = Mп.мех+(Mмех.ном-Mп.мех)*(n/nн)p,

где Mмех - момент механизма при частоте вращения n;

Mмех.ном- момент механизма при частоте вращения nн;

Mп.мех -пусковой момент механизма;

p- показатель степени, зависящий от типа механизма и условий его работы.

При рассмотрении режимов пуска и самозапуска двигателей для непосредственного сравнения моментов двигателей и соединенных с ними механизмов удобнее моменты механизма определять в долях от номинального момента двигателя.

Если коэффициент загрузки отличается от единицы, то

M_мех =M_п.мех+(K_з*M_{мех.ном}-M_п.мех)*(n/n_ном)p.

Эту же формулу можно выразить через скольжение в относительных единицах

M_мех =M_п.мех+(K_з-M_п.мех)*((1-s)/(1-s_ном))p.

Для значения показателя степени р=0 момент сопротивления механизма не зависит от скольжения и сохраняет постоянную величину для любой скорости вращения. Практически постоянный момент сопротивления имеют шаровые мельницы, транспортеры, шнеки. Значение р=2 имеют механизмы с вентиляторным моментом сопротивления. Пусковой момент механизмов с вентиляторным моментом сопротивления обычно не превосходит 0,1...0,3 номинального, что отражено в таблице 3.4.

Таблица 3.3 Механизмы сельскохозяйственного производства с мощными электроприводами/10/

Механизм Мощн.эл. nсин.

двиг.кВт об/мин.

Транспортер пневматический эжекторный 22 1500

Соломосилосорезка 22 1500

Измельчитель-смеситель кормоа ИСК-3 37 1500

Механизм Мощн.эл. nсин.

двиг.кВт об/мин. Кормоизмельчитель "Волгарь-5А" 22 1500

Кормодробилка молотковая КДУ-2,0 30 1500

Дробилка молотковая реверсивная А1-ДДП 40 3000

Смеситель кормовых смесей С-12 13 1500

Агрегат для приготовления хлопьев из зерна 17 1500

Агрегат витаминной травяной муки АВМ-0,65:

дробилки 2*40 3000

вентилятор циклона охлаждения 5,5 3000

вентилятор системы отвода сухой массы 17 1500

вентилятор циклона муки 5,5 3000

топливный насос 0,6 1500

вентилятор теплогенератора 10 3000

барабан 4 1000

насос гидросистемы 5,5 1500

Воздухонагреватель ВПТ-600А:

вентилятор 22 1500

топливный насос 0,75 1000

Комбикормовый цех ОКЦ-30:

дробилки 2*30 1500

смеситель, решетный стан, наклонный шнек,

шнек дробилки, дозирующий шнек, нория сум.11

Установка для транспортирования навоза

в навозохранилище до 150 м УТН-10 13 1500

Установка насосная для перемешивания жижи в навозохранилище и ее погрузки УН-1:

фекальный насос 17 1500

мешалка и лебедка 2*3 1000

Насос в системе канализации 22 3000

Погружной электродвигатель ПЭДВ 4...8,0 3000

Насос второго подъема воды 15...45 3000

Пилорама 30...40 3000

Таблица 3.4.

Кратности моментов сопротивления механизмов/8/ Наименование механизма Пуск без Пуск с

нагрузки нагрузкой Насосы центробежные 0,3 0,3

Насосы поршневые 0,4 1,5

Наименование механизма Пуск без Пуск с

нагрузки нагрузкой Лесопильные рамы 1,0 -

Станки с круглой пилой 0,3 -

Вентиляторы центробежные 0,3 0,3

Вентиляторы осевые - 0,3

Дробилки молотковые 1,5 -

Дробилки щековые 1,0 -

Дробилки валковые 1,0 -

Турбокомпрессоры 0,3 0,3

Насосы вакуумные - 0,6

Генераторы постоянного тока 0,12 -

4. ПРЕДОХРАНИТЕЛИ С ПЛАВКИМИ ВСТАВКАМИ

Предохранители предназначаются для защиты электроустановок от больших (свыше 3-кратного от номинального) перегрузок и от коротких замыканий. Условия выбора предохранителя.

Ток отключения предохранителя должен быть не меньше максимального тока к.з. в месте установки, иначе ток к.з. может разорвать предохранитель. Номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать номинальному напряжению сети.

Номинальный ток плавких вставок выбирается наибольшим из следующих условий:

1) несрабатывания при максимальном рабочем токе

I_{ном.вст}=>I_{раб.макс}.

2) несрабатывание при пуске одиночного электродвигателя с короткозамкнутым ротором:

I_{ном.вст} =>I_{пуск.дв}/k_тяж= I_ном.дв*k_пуск/k_тяж,

где k_пуск-кратность пускового тока электродвигателя.

k_тяж - коэффициент тяжести пуска; для двигателей с легким пуском продолжительностью до 5 с k_тяж=2,5; для двигателей с тяжелым пуском продолжительностью более 10 с, а также при частых пусках (более 15 в час) k_тяж=1,6; при защите двигателей с фазным ротором k_тяж=1.

3) если через предохранитель запитываются несколько электродвигателей, то вставка не должна перегорать при полной нагрузке сборки и пуске наиболее мощного двигателя, а также при самозапуске электродвигателей

I_{ном.вст}>=(I_раб.1+I_раб.2+...+I_раб.n-1+I_{пск.макс})/k_тяж ; I_{ном.вст}>=I_с.зап/k_тяж,

где I_раб.1+I_раб.2+...+I_раб.n-1 -сумма токов одновременно

работающих электродвигателей без самого мощного;

I_{пуск.макс}-пусковой ток самого мощного электродвигателя;

I_с.зап-ток самозапуска, это ток электродвигателей, управляемых автоматикой, одновременно запускаемых после бестоковой паузы в цикле автоматического повторного включения.

4) I_{ном.вст}<=I_доп,

где I_доп-допустимый по нагреву ток проводника, подключенного после предохранителя.

Предохранители выдерживают ток, равный 130% номинального тока плавкой вставки, неопределенно длительное время, а ток равный 160% номинального не менее 1 ч.

Основные типы предохранителей: ПР-2 - закрытый патрон разборный, без заполнителя, вставка фигурная из цинка; ПН2 и ПП17- закрытый патрон разборный с заполнителем (кварцевый песок) вставка из листовой меди с оловянным шариком; НПН - неразборные с заполнителем, вставка из меди с оловянным шариком. В разборный предохранитель, рассчитанный на определенный номинальный ток, могут быть встроены плавкие вставки на номинальные токи, не превышающие этот ток.

Таблица 4.1 Параметры предохранителей/1,6/

Тип и ном. Номинальный ток Предел.

ток пре- плавкой вставки, А ток

хранителя откл.кА

ПН2-100 30,40,50,60,80,100 50

ПН2-250 80,100,120,150,200,250 40

ПН2-400 200,250,300,350,400 25

ПН2-600 300,400,500,600 25

ПР2-15 6,10,15 0.8

ПР2-60 15,20,25,35,45,60 1,8

ПР2-100 60,80,100 6,0

ПР2-200 100,125,160,200 10,0

ПР2-350 200,225,260,300,350 11

ПР2-600 350,430,500,600 13

ПР2-1000 600,700,850,1000 15

ПП17-1000 500,630,800,1000 120

Ц27-20 6,10,15,20 0,6

Таблица 4.2

Выбор плавких вставок по условию обеспечения селективности /1/

Номин.ток вставки предохранителя, удаленного от источника/ номин.ток вставки смежного предохранителя, А

6/15 10/20 15/25 20/35 25/45 30/60 35/60 40/80 45/80 50/100 60/125 80/160 100/200 125/225 160/300 200/350

Таблица 4.3

Выбор диаметра и количества медных проволок,

пригодных для плавких вставок в предохранителе /1/

Тип предо- Номин.ток Диаметр Число па-

хранителя плавкой проволоки, раллельных

вставки,А мм проволок

ПР2-15 6;10 0,25;0,35 1;1

ПР2-60 15;20;25 0,45;0,55;0,6 1;1;1

35;45;60 0,75;0,9 ;1,0 1;1;1

ПР2-100 80;100 0,8; 1,0 2;2

ПР2-200 125;160; 1,1;0.9 2;3

ПР2-350 200;300;350 1,15;1,2;1,3 3;4;4

ПН2-100 60;80;100 0,55;0,47;0,6 4;6;6

ПН2-200 125;160;200 0,6;0,6;0,6 8;10;12

НПР-100 60;80;100 0,55;0,47;0,6 4;6;6

НПР-200 100;160;200 0,6;0,6;0,6 6;10;12

Примечание: В качестве плавких вставок применяют медную луженую проволоку. Если пользуются несколькими параллельными проволоками, то их скручивать нельзя.

Номинальный ток плавкой вставки Iн.вст приближенно можно определить по эмпирической формуле, если известен диаметр проволоки dпр

I_{ном.вст}=a*(dпр3)1/2/2,5,

где а-коэффициент, для меди а=80; для свинца а=10,7.

По экспериментальным сведениям в качестве плавкой вставки можно в исключительных случаях использовать не только медную проволоку (табл.4.4)

Таблица 4.4.

Диаметры проволок, используемо в качестве плавкой вставки, мм//

I плавления,А	Медь	Олово	Свинец	Сталь
1 2 3 4 5 10 15 25 35 50 60 70 80 90 100 120 140 160 180 250	0,05 0,09 0,11 0,14 0,16 0,25 0,33 0,46 0,57 0,73 0,83 0,92 1,00 1,08 1,16 1,31 1,45 1,59 1,72 2,14	0,19 0,29 0,36 0,46 0,56 0,85 1,1 1,59 1,95 2,48 3,05 3,1 3,39 3,67 3,93 4,44 4,92 5,38 5,82 7,24	0,21 0,33 0,43 0,53 0,60 0,95 1,25 1,75 2,2 2,78 3,14 3,48 3,81 4,12 4,42 4,99 5,53 6,04 6,54 8,14	0,12 0,19 0,25 0,30 0,42 0,55 0,72 1,01 1,28 1,61 1.81 2,01 2,2 2,38 2,55 2,88 3,19 3,49 3,77 4,70

Для предохранителей, которые вворачиваются по резьбе в гнезда, активная длина плавких вставок около 60 мм. Для таких предохранителей используют свинцовую и медную проволоку (табл.4.5)

Таблица 4.5

Замена калиброванных вставок для предохранителей пробочного типа

Номин. ток,А	Св и н е ц М е д ь
	Диаметр,мм	Число пров.	Диаметр,мм	Число пров
4 6 10 15 20 25 35 50 60	0,6 0,9 1,2 1,6 1,8 2,2 2,2 - -	1 1 1 1 1 1 2 - -	0,1 0,15 0,2 0,3 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3	1 1 1 1 2 2 3 5 7

К достоинствам предохранителей относится их простота изготовления, эксплуатации и низкая стоимость.

Следующие недостатки ограничивают их область применения:

1) низкая надежность из-за того, что с течением времени плавкие вставки стареют, после чего возможны ложные срабатывания в пусковых режимах;

2) при однофазных к.з. плавкая вставка отключает только одну фазу, что приводит к опасному режиму работы двигателя на двух фазах и при неудовлетворительной настройке защиты двигатель выходит из строя;

3)плавкая вставка однократного действия;

4)в условиях эксплуатации вместо калиброванных плавких вставок применяют другие или проволоку, что нарушает защиту сети;

5)плавкие вставки не обеспечивают защиту электродвигателя от перегрузок;

6)отсутствует наглядность срабатывания вставки, для ее проверки необходимо использовать токоискатели или вольтметр;

7)при увлажнении заполнителя-песка возможны взрывы предохранителей, поэтому в момент включения необходимо их ограждать.

По сравнению с предохранителями более современными, но более дорогими средствами защиты являются автоматические выключатели.

5. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Автоматический выключатель-это электрический аппарат, предназначенный для отключения электроустановок при протекании аварийных токов и для нечастых коммутаций рабочих токов. Энергия для разрыва контактов автомата при отключении запасается в отключающей пружине. Отключающая пружина сжимается или растягивается в процессе включения. Конструкция автомата предусматривает быстрое замыкание контактов при включении и быстрый разрыв контактов при отключении.

Преимущества автоматов по сравнению с предохранителями:

1)при к.з. и перегрузках разрываются три фазы сети, что исключает работу двигателя на двух фазах;

2)отключение автомата при к.з. или при перегрузке определяется по среднему положению рукоятки;

3)автомат-это аппарат многократного действия, готовность к повторному включению определяется временем остывания теплового расцепителя ( обычно несколько минут)

Недостатки:

1) сложность изготовления, ремонта и большая стоимость;

2) желательно устанавливать в отапливаемых помещениях, иначе из-за увлажнения возможны междуфазные перекрытия изоляции и выход из строя автомата;

3) автомат не обеспечивает защиту электродвигателя от перегрузки из-за несоответствия защитной характеристики перегрузочной способности электродвигателя и из-за разброса характеристик.

Выбор автоматов для электродвигателей

Электромагнитный расцепитель (отсечка)автомата не должен срабатывать от пускового тока электродвигателя. Пусковой ток можно рассматривать как трехфазное короткое замыкание за сопротивлением двигателя в заторможенном состоянии. Поэтому пусковой ток состоит из периодической составляющей, почти неизменной за все время пуска, и апериодическоой составляющей, затухающей за один, два периода. В справочниках приводится значение периодической составляющей пускового тока. Ток срабатывания отсечки автомата находится

I_ср.отс>=k_н*I_{пуск.дв}= 1,05*k_з*k_ап*k_р*I_{пуск.дв},

где k_н= 1,05*k_з*k_ап*k_р - коэффициент надежности отстройки отсечки от пускового тока двигателя;

1,05 -коэффициент, учитывающий увеличение напряжения в нормальном режиме работы сети на 5%; k_з -коэффициент запаса;

k_ап - коэффициент, учитывающий наличие апериодической сотавляющей в пусковом токе двигателя;

k_р - коэффициент, учитывающий разброс тока срабатывания относительно уставки.

Для приближенных расчетов принимают I_{пуск.дв}=k_i*I_ном,

где k_i-паспортная кратность пускового тока. Остальные коэффициенты зависят от исполнения выключателя

Таблица 5.1

Коэффициенты для расчета тока срабатывания отсечки/6/

Тип автомата Расцепитель k_з k_ап k_р k_н

А3700;А3110;АП-50;АЕ20; Электромаг. 1,1 1,4 1,3 2,1 А3120;А3130;А3140 Электромаг. 1,1 1,4 1,15 1,9 АВМ Электромаг. 1,1 1,4 1,1 1,8

Большинство электромагнитных расцепителей автоматов имеют собственное время срабатывания 5...10 мс, поэтому они реагируют на апериодическую составляющую пускового тока.

Коэффициент чувствительности отсечки при к.з. на выводах электродвигателя должен быть

k_ч⁽¹⁾=I_к.з.R⁽¹⁾/I_ср.отс>=1,1*k_р,

где I_к.з.R⁽¹⁾-минимальный ток однофазного к.з. на выводах двигателя с учетом токоограничивающего действия электрической дуги (переходное сопротивление R _пер= 15 мОм)

При отсутствии данных о разбросе токов срабатывания k_ч⁽¹⁾ рекомендуется принимать не менее 1,4.

При недостаточной чувствительности отсечки к междуфазным к.з. уточняют значение пускового тока с учетом сопротивления питающей сети, применяют кабели с алюминиевой оболочкой, прокладывают дополнительные зануляющие металлические связи, устанавливают выносную защиту от однофазных к.з., возлагают отключение однофазных к.з. на защиту электродвигателя от перегрузки, если при к.з. не пригорят контакты пускателя/6/.

Ток срабатывания защиты от перегрузки автомата определяется из условия возврата защиты после окончания пуска:

I_ср.пер=k_н*I_ном.дв/k_в,

где k_н-коэффициент надежности, учитывающий неточность настройки и разброс характеристик защиты;

k_в -коэффициент возврата защиты.

Для автоматов с тепловым и комбинированным расцепителем это условие обеспечивается автоматически при выборе номинального тока расцепителя по условию I_{ном.расц} >=I_ном.дв.

Наилучшая защита от перегрузки обеспечивается, если

I_{ном.расц}=I_ном.дв.

Учитывая, что для тепловых реле k_в=1, в этом случае получаем

I_ср.пер=k_н*I_ном.дв.

где k_н=1,15 для автоматов серии АЕ20,А3700; k_н=1,25 для А3100; k_н=1,2...1,35 для ВА51.

Если автоматы имеют кратность тока срабатывания отсечки меньше 10, то приходится заглублять защиту от перегруз-21.регрузки, так как приходится увеличивать номинальный ток теплового расцепителя.

Селективность автомата и магнитного пускателя присоединения необходимо рассматривать для надежности питания электродвигателей. При к.з. в цепи присоединения начинают одновременно действовать защита выключателя и отключаться пускатель вследствие исчезновения напряжения на втягивающей катушке. Во избежание приваривания контактов пускателя раньше должен отключиться выключатель. Такое селективное действие обеспечивается электромагнитным расцепителем автомата.

Таблица 5.2 Технические данные автоматов АЕ20, АЕ20М /6,1/

Тип Номин. Расцепи- Номинальный Предел.

ток вы- тель ток теплового ток

ключ.А расцепителя, А откл.кА

АЕ2026 16 комбин. 0,3;0,4;0,5;0,6;0,8; 0.4

1;1,25;1,6;2; 0.4

2,5;3,15;4.5 0,9

6,3;8;10;16 1,5

АЕ2046 63 комбин. 10;12,5 2,4

16,20,25; 3,5

31,5;40;50;63 4.5

АЕ2056 100 комбин. 10;12,5;16; 2,5

20;25;31,5; 3,5

40;50;63;80;100 6

АЕ2066 160 комбин. 16;20;25;31.5; 3,5

40;50;63;80 9

100;125;160 11,5

Автоматические выключатели серии А3100

Выключатели А3100 предназначены для защиты электрических цепей от перегрузок и коротких замыканий, а также для нечастых ( не более одного раза в час) оперативных коммутаций силовых электрических сетей. Они рассчитаны на установку в закрытых электроустановках при температуре окружающей среды от +5 до +40оС и относительной влажности не более 80%.

Таблица 5.3

Технические данные автоматов серии А3100, АП-50 /1/

Тип Iном. Испол. Номинальный Отсечка Предельный

выкл. рас- ток теплового ток отключ.

А цепит. расцепителя, кА

Iном.р,А

А3163 50 Тепл. 15;20;25; 10Iном.р 2;2,5;3;

30;40;50 10Iном.р 3.5;4;4,5

А3114/1 100 Комб. 15;20;25; 10Iном.р 3,2;4;5;

30;40;50 10Iном.р 7;8,5;10;

60;80;100 10Iном.р 11;11,5;12

А3124 100 Комб. 15;20;25; 430 А 5,5;6;9;

30;40;50; 600 А 10;13;19;

60;80;100 800 А 20;22;23

А3134 200 Комб. 120;150;200 7Iном.р 19;23;30

АП-50- 50 Комб. 1,6;2,5;4; 11Iном.р 0,3;0,4;0,6;

3МТ 6,4;10;16; 11Iном.р 0,8;1,5;1,5;

25;40;50 11Iном.р 1,5;1,5;1,5

Таблица 5.4

Технические данные трехполюсных автоматов серии А3700 с комбинированным расцепителем/1/

Тип Iном. Номинальный Отсеч- Предельный Допуст.

выкл. ток теплового ка,А ток отключения, ударный

А расцепителя,А кА ток,кА

А3716 160 16;20; 630 3,9;7,1; 5,5;10

25;32 630 10;14,2 15;20

40;50;63 630 14,2;17,7;17,7. 20;20;30

80;100 1600 17,7;17,7 45;60

125;160 1600 17,7;17,7 60;75

А3726 250 160;200;250 2500 24,8;24,8;24,8 75;75;75

А3736 400 250 2500 35,5 65

320 3200 35,5 100

400 4000 35,5 100

А3746 630 400;500;630 6300 35,5;35,5;35,5 100

Таблица 5.5.

Автоматические выключатели АВМБ

Тип, Iном. Кол.макс. Кол. дист. Отсечка, Iоткл iудар

Iном. расц. расцепит. расцепит. А кА доп.кА

АВМ4Б 120 2; 3 1; 0 240;600 10 40

400 А 150 2; 3 1; 0 300;750 10 40

250 2; 3 1; 0 500;1250 10 40

400 2; 3 1; 0 800;2000 10 40

АВМ10Б 600 2; 3 1; 0 1200;3000 10 40

1000 А 800 2; 3 1, 0 1600;4000 10 40

1000 2; 3 1, 0 2000;5000 10 40

Автоматические выключатели серии ВА50,ВА75/11/

Выключатели серии ВА50 выпускаются промышленностью с той целью, чтобы заменить в дальнейшем устаревшие серии АЕ3700, АЕ20 и др. Выключатели серии ВА75 должны полностью заменить серии АВМ и "Электрон" с токами до 1600 А. ВА50 поставляются с токами до 100 А только стационарного исполнения, на 160 А стационарного и втычного исполнения, на токи больше 160 А стационарного и выдвижного исполнения.

При заказе для дистанционного включения некоторые типы автоматов ВА50 поставляются с электромагнитным приводом , а ВА75 с электродвигательным приводом. Электроприводы включения поставляются на напряжение постоянного тока 220 В или переменного тока 220...240 В и надежно действуют при отклонениях напряжения от 0.85 до 1,1Uном.

По заказу выключатели ВА50 поставляются со следующими расцепителями и контактами:

-с независимым расцепителем при отсутствии дистанционного привода;

-с нулевым расцепителем или минимального напряжения без выдержки или с выдержкой времени;

-со свободными вспомогательными контактами до 5 шт.

Все выключатели ВА51, ВА52 имеют комбинированный расцепитель (электромагнитный и тепловой). В зоне перегрузки разные типы срабатывают при токах (1.2...1,35)Iном.т.р. Выключатели ВА53, ВА55, ВА75 имеют полупроводниковые расцепители.

Выключатели ВА51 и ВА51Г с приводом для дистанционного включения не поставляются.

Таблица 5.4. Технические данные автоматов ВА51

Тип Iном. Номинальный Отсечка Предел.

выкл. ток тепл.расцепит. по отнош. Iоткл.

А А к Iном.т.р. кА/cosF

ВА51Г-25 25 0,3;0,4;0,5;0,6;0,8;

1,0;1,25;1,6 14 1,3/0,7

2,0;2,5;3,15;4;5 14 1,5/0,7

ВА51-25 25 6,3; 8 7,10 1,5/0,7

10; 12,5 7,10 2,0/0,7

16; 20; 25 7,10 3,0/0,7

ВА51-31-1 100 6,3;8,0;10;12,5 3,7,10 2,0/0,9

ВА51Г-25 16 3,7,10 2,5/0,9

20; 25 3,7,10 3,5/0,8

31,5;40;50;63;80 3,7,10 5,0/0,7

100 3,7,10 7,0/0,5

ВА51-31 100 6,3;8,0 3,7,10 2,0/0,9

10;12,5 3,7,10 2,5/0,9

ВА51Г-31 100 16;20;25 3,7,10 3,8/0,8

31,5;40;50;63 3,7,10 6,0/0,7

80;100 3,7,10 7,0/0,5

ВА51-33 160 80;100;125;160 10 12,5/0,3

ВА51Г-33 160 80;100;125;160 10 12,5/0,3

ВА51-35 250 80;100;125;160; 12 15/0,5

200;250 12 15/0,5

ВА51-37 400 250;320;400 10 25/0,25

ВА51-39 630 400;500;630 10 35/0,25

Таблица 5.5 Технические данные автоматов ВА-52

Тип Iном. Номинальный Отсечка Предел.

выкл. ток тепл.расцепит. по отнош. Iоткл.

А А к Iном.т.р. кА/cosF

ВА52-31 100 16;20;25; 3,7,10 12/0,3

ВА52Г-31 100 31,5;40 3,7,10 15/0,3

50;63 3,7,10 18/0,3

80;100 3,7,10 25/0,3

ВА52-33 160 80;100 10 28/0,25

ВА52Г-33 160 125;160 10 35/0,25

ВА52-35 250 80;100;125;160;200; 12 30/0,25

250 12 30/0,25

ВА52-37 400 250;320;400 10 30/0,25

ВА52-39 630 250;320;400;500;630 10 40/0,25

Таблица 5.6

Технические данные автоматов ВА53; ВА55; ВА75

с полупроводниковым максимальным расцепителем /11/

Тип Iном. Iном. Отсечка Время Предел.

выкл. расц. по отнош. срабат. Iоткл.

А А к Iном.расц. отс.с кА/cosF

ВА53-37;ВА55-37 160 160 2;3;5;7;10 0,3 20

250 250 2;3;5;7;10 0,3 20

400 400 2;3;5;7;10 0,3 20

ВА53-39;ВА55-39 160 160 2;3;5;7;10 0,3 25

250 250 2;3;5;7;10 0,3 25

400 400 2;3;5;7;10 0,3 25

630 630 2;3;5;7;10 0,3 25

ВА53-41 1000 1000 2;3;5;7 0,2 25

ВА55-41 1600 1600 2;3;5;7 0,2 31

ВА53-43;ВА55-43 2500 2500 2;3;5 0,2 36

ВА75-45 2500 2500 2;3;5;7 0,2 36

ВА75-47 4000 4000 2;3;5 0,2 45

Выключатели с полупроводниковыми расцепителями допускают регулировку тока уставки тремя ступенями в пределах от Iном.до 0.8Iном. или от Iном. до 0,63Iном.. Например, автомат ВА55-37 на 250 А может иметь уставки по току 250;200;175,5 А. Время срабатывания зависит от протекающего тока и регулируется тремя ступенями, при 6Iном.уставки время составляет 4;8;16 с. При однофазных коротких замыканиях автоматы срабатывают при номинальном токе расцепителя.

Таблица 5.7 Сопротивления контактов и расцепителей автоматов/6/

Номин. Сопрот. Инд.сопр. Акт.сопр.

ток контак- расцепит. расцепит.

А тов;мОм мОм мОм

50 1,3 2,7 5,5

70 1,0 1,3 2,4

100 0,75 0,86 1,3

160 0,65 0,55 0,74

200 0,6 0,28 0,36

400 0,4 0,1 0,15

600 0,25 0,084 0,12

6. МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного и автоматического управления электроустановками.

Для дистанционного управления устанавливаются чаще всего двух или трехкнопочные посты (станции). Контакты кнопок включаются в цепь катушки пускателя, поэтому при исчезновении питания катушка обесточивается и при повторной подаче напряжения пускатель не включается без вмешательства человека. Этим самым исключается самозапуск электродвигателя после автоматического повторного включения напряжения на питающую линию.

В режиме автоматического управления пускатель обычно через промежуточные усилители реагирует на состояние датчиков. Состояние датчиков зависит от регулируемого параметра. В этом режиме возможен самозапуск электродвигателя после восстановления исчезнувшего напряжения на питающей линии.

ПМЛ выпускают с номинальным током до 200 А. Пускатели на токи 10...63 А имеют прямоходовую магнитную систему Ш-образного типа, контактная система расположена перед магнитной системой.

Таблица 6.1 Характеристика магнитной системы ПМЛ

Величина Потребляемая катуш- Время при Uном.,мс

пускателя кой мощность, ВА

При включ. При удержании Замыкан. Размыкан.

1 84 9,5 18+-6 10+-5

2 115 9,5 22+-5 -

3 235/275 25/31 19+-6 11+-6

4 235/275 25/31 19+-6 11+-6

5 380/455 36/45 63+-22 15+-5

6 510/600 46/58 55+-30 15+-5

7 800/996 57/75 42+-13 15+-5

Вспомогательные контакты допускают ток до 10 А.

Номинальное напряжение втягивающих катушек при частоте 50 Гц: 24;36;42;110;127;220;230;240;380;400;415;500;600 В.

На дугогасительной камере пускателей на 10 и 25 А имеются направляющие для установки дополнительных контактных приставок типа ПКЛ с различным количеством контактов или приставок с пневматическим реле времени.

Пускатели открытого исполнения, например ПМЛ-2200, устанавливаются в закрытых щитах, пультах.

Контактные приставки к ПМЛ:

ПКЛ-1104 1зам.+1 разм.контакты; ПКЛ-2004 2 зам.контакта; ПКЛ-2204 2зам.+2разм.; ПКЛ-4004 4 зам.; ПКЛ-0404 4 размыкающих контакта.

Пневмоприставки к ПМЛ:

ПВЛ-11 выдержка времени 0,1...30 с при включении;

ПВЛ-12 выдержка времени 10...180 с при включении;

ПВЛ-21 выдержка времени 0,1...30 с при отключении;

ПВЛ-22 выдержка времени 10...180 с при отключении;

7. ТЕПЛОВЫЕ РЕЛЕ

Для защиты трехфазных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от длительных перегрузок, а также от перегрузок, возникающих при обрыве одной из фаз используют трехполюсные тепловые реле. Эти реле включаются в рассечку силовой цепи, а контакты реле управляют работой пускателя. Возврат контактов реле в исходное состояние осуществляется вручную. Трехполюсное исполнение реле, применение несменяемых нагревательных элементов и ускоренное срабатывание при обрыве фазы повышают надежность работы двигателей по сравнению с защитами однополюсными и двухполюсными реле. В настоящее время применяют два вида трехполюсных реле:РТТ и РТЛ.

Таблица 7.1

Характеристика тепловых реле РТТ при 40оС

Iном. Диапазон Iном. Диапазон Iном. Диапазон

тепл. регул.тока тепл. регул.тока тепл. регул.тока