Основные электрические параметры автоматических выключателей реферат

Выбор автоматических выключателей

Введение

Электрические и электронные аппараты осуществляют управление потоком энергии от источника к потребителю. Они применяются в системах производства и распределения электрической энергии, в системах электроснабжения всех видов производства, в том числе и в системах электроснабжения электрического транспорта. Электрические и электронные аппараты наряду с электрическими машинами являются основными средствами электрификации и автоматизации. Стоимость их нередко оказывается соизмеримой со стоимостью управляемых ими электрических машин и оборудования или даже превышает ее.

По назначению, значительную часть составляют коммутационные аппараты, осуществляющие переключения в цепях. Это рубильники, пакетные выключатели, выключатели нагрузки, выключатели высокого напряжения, разъединители, отделители, короткозамыкатели, автоматические выключатели, предохранители. Характерным для этой группы является относительно редкое их включение и отключение. В сетях 0,4 кВ широкое применение получили автоматические выключатели.

1. Теоретическая часть

В сети 0,4 кВ выбор коммутационных, защитных аппаратов, и проводников линий электроснабжения взаимосвязан. Для любого присоединения должны быть обеспечены:

1. Нормальный режим работы. Номинальные напряжения и токи аппаратов, и допустимые. В сети 0,4 кВ токи проводников линий электроснабжения должны соответствовать номинальному напряжению и длительному расчетному току нагрузки. Исполнение аппаратов и типы проводников линий электроснабжения должны соответствовать условиям их эксплуатации.

2. Стойкость при коротком замыкании. Аппараты и проводников линий электроснабжения должны быть стойкими при коротком замыкании, а аппараты защиты — надежно отключать расчетные токи короткого замыкания.

3. Защита от всех видов короткого замыкания. Параметры аппаратов защиты и проводников линий электроснабжения должны обеспечивать достаточную чувствительность защиты ко всем видам короткого замыкания в конце защищаемой зоны. Рекомендуется применять автоматические выключатели с комбинированным расцепителем, элемент зависимой характеристикой которого является резервной защитой. Должны обеспечивать селективность (отключение только поврежденного участка), надежность срабатывание при появлении условий на срабатывание (несрабатывание при их отсутствии), быстродействие защиты. Быстрое отключение короткого замыкания обеспечивает стойкость аппаратов и проводников линий электроснабжения к термическому действию токов короткого замыкания, снижает длительность перерывов питания электроприемников, облегчает последующий самозапуск электродвигателей (ЭД), обеспечивает безопасность обслуживающего персонала, предотвращает возможность нарушения синхронной параллельной работы маломощных аварийных генераторов, а также синхронных (ЭД).

4. Защита от ненормальных режимов — длительной перегрузки электродвигателей, подверженных перегрузкам по технологическим причинам, а также проводов и проводников линий электроснабжения в случаях, предусмотренных правилами устройств электроустановок. При пуске и самозапуске (ЭД) аппараты защиты не должны отключать цепь.

Автоматические выключатели предназначены для автоматического отключения электрических цепей при к. з. или ненормальных режимах (перегрузках, исчезновении или снижении напряжения), а также для нечастого включения и отключения токов нагрузки. Отключение автомата при перегрузках и к. з. выполняется автоматическим устройством, которое называется максимальным расцепителем тока (расцепителем). Включают автоматы вручную, а отключать можно вручную и автоматически, в результате срабатывания вмонтированных в корпус расцепителей.

Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями предназначены для защиты от перегрузок. В качестве теплового расцепителя служит биметаллическая пластинка. При прохождении по ней тока перегрузки она изгибается и приводит в действие расцепляющий механизм, отключающий автомат.

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки, сердечника и пружины. Автоматические выключатели с электромагнитным расцепителем служат для защиты от коротких замыканий. Ток короткого замыкания, проходя по катушке, содействует втягиванию внутрь ее сердечника, который сжимает пружину и приводит в действие расцепляющее устройство. Автоматические выключатели могут иметь тепловой или электромагнитный расцепитель или одновременно тот и другой, т. е. комбинированный. Кроме того применяются полупроводниковые расцепители. Автоматы могут быть оснащены дополнительными устройствами: нулевым или минимальным расцепителем, отключающим автомат при снижении напряжения до определенной величины; дистанционным расцепителем для дистанционного отключения автомата и рядом других. Количество полюсов автоматического выключателя зависит от числа фаз и дополнительных устройств.

Конструктивно однополюсный автоматический выключатель с комбинированным расцепителем состоит из следующих основных узлов (рис.1):

Рис.1. Устройство автоматического выключателя

— электромагнитного максимального расцепителя тока (1), представляющего собой электромагнит с якорем, обеспечивает автоматическое отключение выключателя при токах короткого замыкания, превышающих уставку по току;

— Дугогасительного устройства (2), устанавливаемого в каждом полюсе выключателя и предназначается для локализации электрической дуги в ограниченном объеме. Оно представляет собой дугогасительную камеру с деионной решеткой из стальных пластин. Могут быть предусмотрены также искрогасители, представляющие собой фибровые пластины;

— Контактной системы (3), состоящей из неподвижных контактов, закрепленных в корпусе, и подвижных контактов, шарнирно посаженных на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, обычно, одинарный разрыв цепи.

— Клемм подключения (5);

— Теплового расцепителя (6), представляющего собой термобиметаллическую пластину. При токах перегрузки деформация и усилия этой пластины обеспечивают автоматическое отключение выключателя. Выдержка времени уменьшается с ростом тока.

Полупроводниковые расцепители состоят из измерительного элемента, блока полупроводниковых реле и выходного электромагнита, воздействующего на механизм свободного расцепления автомата. В качестве измерительного элемента используется трансформатор тока (на переменном токе) или дроссельный магнитный усилитель (на постоянном токе).

Полупроводниковый расцепитель тока допускает регулировку следующих параметров:

· номинального тока расцепителя;

· уставки по току срабатывания в зоне токов короткого замыкания (ток отсечки);

· уставки по времени срабатывания в зоне токов перегрузки;

· уставки по времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания (для селективных выключателей).

Автоматические выключатели основе таких расцепителей получают сигнал от измерительного устройства и формируют соответствующую защитную характеристику, выдающую сигнал через промежуточное реле на независимый расцепитель.

Кроме того, автоматические выключатели различают на нетокоограничивающие и токоограничивающие. Нетокоограничивающие автоматы не ограничивают ток к. з. в цепи, и он достигает максимального ожидаемого значения. Токоограничивающие автоматические выключатели ограничивают ток к. з. с помощью быстрого введения в цепь дополнительного сопротивления электрической дуги, при этом ток к. з. не достигает максимального ожидаемого значения.

Автоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и управления. Независимо от выполняемых функции автоматические выключатели подразделяются по собственному времени срабатывания tв.с. (времени с момента подачи команды до начала размыкания контактов) на:

· Нормальные (tв.с.=0,02-0,1 с,);

· Селективные (t_в.с. Регулируется до 1с);

· Быстродействующие, обладающие токоогнраничивающим эффектом (t_в.с. не более 0,05 с).

Номинальным током (IНА) и напряжением (UНА) автоматического выключателяназывают значения тока и напряжения, которые способны выдерживать главные токоведущие части автомата в длительном режиме.

1. При выборе автомата

где I_НР. -номинальный ток расцепителя; U_Л — напряжение в линии электроснабжения, где установлен автоматического выключатель.

2. Номинальный ток расцепителя выбирается по условиям:

· I_НР. 1,25 I_НД — для линии с одним ЭД;

где I_НД — номинальный ток электродвигателя;

· I_{НР. .} 1,1 I_М — для линии с несколькими ЭД,

где I_М — максимальный ток в линии с несколькими ЭД.

3. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя (I_у.эм.) или ток срабатывания в зоне токов КЗ с выдержкой вр.

Проектирование трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ
Выбор оборудования трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ: силовых трансформаторов, выключателей нагрузки и предохранителей, трансформаторов тока, авто.

Характеристика объекта электроснабжения
Расчет освещенности станочного отделения и остальных помещений токарного цеха. Электрические нагрузки, компенсирующие устройства и выбор трансформатор.

Электроснабжение отделочной фабрики текстильного комбината
Расчёт электрических и осветительных нагрузок завода и цеха. Разработка схемы электроснабжения, выбор и проверка числа цеховых трансформаторов и компе.

Проектирование освещения
Расчет освещенности для цеха. Определение расчетных электрических нагрузок в осветительной сети. Выбор сечений проводов и кабелей в осветительной сети.

Электроснабжение корпуса промышленного предприятия содержащего компрессоры и сварочные выпрямители
Выбор мощности высоковольтных синхронных двигателей компрессоров по заданной производительности. Методика расчета электрических нагрузок. Выбор автома.

Параметры коммутационных аппаратов

Коммутационный аппарат — аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной или более электрических цепях.

В общем случае можно разделить все коммутационные аппараты на два типа:

1. контактный, осуществляющий коммутационную операцию путем перемещения его контакт-деталей относительно друг друга,
2. бесконтактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию без перемещения и разрушения его деталей.

Виды коммутационных электрических аппаратов

Основными электрическими коммутационными аппаратами являются:

• выключатель
• выключатель нагрузки
• отделитель
• короткозамыкатель
• разъединитель
• автоматический выключатель
• устройство защитного отключения
• дифференциальный автомат
• контактор
• реле
• рубильник
• пакетный выключатель
• предохранитель

Параметры коммутационных аппаратов

Воздействующая величина — физическая величина, на которую коммутационный аппарат предназначен реагировать.

Уставка по воздействующей величине — заданное значение величины срабатывания или несрабатывания, на которое отрегулирован аппарат.

Уставка по времени — значение выдержки времени, на которое отрегулирован аппарат.

Диапазон уставки — область значений уставки, на которые может быть отрегулирован аппарат.

Время включения — интервал времени с момента подачи команды на включение коммутационного аппарата до момента появления заданных условий для прохождения тока в его главной цепи.

Собственное время включения — интервалы времени с момента подачи команды на включение контактного аппарата до момента соприкосновения заданного контакта.

Собственное время отключения — интервал времени с момента подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения контактов полюса, размыкающего последним.

Полное время отключения цепи — интервал времени с момента подачи команды на отключение коммутационного аппарата до момента прекращения тока во всех полюсах аппарата.

Времятоковая характеристика — зависимость времени срабатывания коммутационного аппарата от тока в его главной цепи.

Ток отключения — принятое значение ожидаемого тока в цепи, отключенной аппаратом, в заданный момент времени.

Ток включения — принятое значение ожидаемого тока в цепи, включенной аппаратом, в заданный момент времени.

Устойчивость при сквозных токах — способность аппарата в соответствующем коммутационном положении или состоянии пропускать определенный ток в течение определенного времени в предусмотренных условиях, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.

Механическая износостойкость — способность контактного аппарата выполнять в определенных условиях определенное число операций без тока в цепи главных и свободных контактов, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.

Коммутационная износостойкость — способность контактного аппарата выполнять в определенных условиях определенное число операций при коммутации его контактами цепей, имеющих заданные параметры, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.

Восстанавливающееся напряжение — напряжение, появляющееся на контактах одного полюса коммутационного аппарата в переходном режиме непосредственно после погасания в нём дуги.

Диаграмма коммутационных положений — диаграмма, показывающая положения контактов в различных коммутационных положениях коммутационного аппарата и последовательность перехода из одного коммутационного положения в другое.

Основные электрические параметры автоматических выключателей реферат

Автоматические выключатели
Автоматическими называются выключатели, предназначенные для автоматическо-
го отключения электрических цепей при аварийных ситуациях.
В нормальных условиях работы они используются для нечастых включений и от-
ключений этих цепей.
К аварийным ситуациям относят:
1. короткое замыкание;
2. перегрузку ( по току );
3. недопустимое ( по условиям эксплуатации )снижение напряжения сети.

Классификация АВ
Автоматические выключатели классифицируют по ряду признаков:
1. по назначению:
а ) универсальные – способные выполнять задачи различного характера ( дистан-
ционное включение и отключение, защиту от коротких замыканий с выдержкой времени
при срабатывании и без нее, защиту от перегрузок, снижения или исчезновения напряже-
ния, коммутацию сигнальных цепейи др. );
б ) установочные – способные выполнять более узкие задачи ( защиту от токов короткого замыкания и токов перегрузки );
2. по роду тока :
а ) постоянного тока;
б ) переменного тока;
в ) постоянно-переменного тока ( используются в сетях как постоянного, так и пере
менного тока );
3. по числу полюсов:
а ) однополюсные;
б ) двухполюсные;
в ) треполюсные;
4. взависимости от времени срабатывания при коротком замыкании:
а ) неселективные, отключающиеся мгновенно;
б ) селективные, отключающиеся с выдержкой времени.
Примечание: В селективных автоматах выдержка времени обеспечивается путем
добавления замедлителя, который называют селективной приставкой. Иначе говоря, се-
лективная приставка – это реле времени ( электромеханическое, электронное и др. ).
Селективныевыключатели применяют для защиты генераторов . Задержка отклю-
чения выключателя генератора ( не более 1 с ) необходима для того, чтобы генераторы не отключался пусковыми токами мощных электродвигателей.
5. по типам расцепителей:
а ) с максимальным расцепителем ( защита только от токов короткого замыкания );
б ) с комбинированным расцепителем ( защита от токов короткого и токов перегруз
ки );
в) с минимальным расцепителем ( отключает выключатель при провале напряже-
ния );
г ) с дистанционным расцепителем;
Примечание: расцепитель – часть выключателя, воздействующая непосредственно на механизм его отключения при критических параметрах защищаемой цепи ( токе, напря
жении ).
6. по типу привода:
а ) ручной;
б ) электромагнитный;
в ) электродвигательный.

Устройствоавтоматического выключателя
Выключатели состоят из следующих основных элементов:
1. главной контактной системы ( главных контактов );
2. дугогасительной системы;
3. привода;
4. расцепляющего устройства;
5. расцепителей;
6. вспомогательных контактов.
Рассмотрим устройство выключателя на токи свыше 200 А, изображенного в упрощенном вид ( рис. 4. 12 ).

Рис. 4.12. Принципиальная схемаавтоматического выключателя на токи
свыше 200 А:
1. дугогасительный контакт; 2 – дугогасительная камера; 3 – главные неподвижные контакты; 4 – тепловой расцепитель ( с биметаллической пластиной ); 5 – электро-
магнитный расцепитель ( реле максимального тока ); 6 – минимальный расцепитель
( реле минимального напряжения ); 7 – независимый расцепитель ( промежуточное реле ); 8 – рукоятка выключателя; 9 – упор;10, 12 – «ломающиеся» рычаги; 11 – ка-
тушка дистанционного включения автомата; 13 – отключающая пружина; 14 — шунт

Главная контактная система выключателя состоит из трех главных контактов 3 –двух неподвижных и одного подпружиненного подвижного, и дугогасительного контакта 1. Через главные контакты проходит ток электрической цепи, которую автомат защищает. Дугогасительный контакт защищаетглавные контакты от воздействия электрической дуги при их размыкании.

Дугогасительная система представляет собой съемную камеру 2, которая закрепле
на на оси О. Для осмотра контактов камеру можно поднять вверх поворотом вокруг оси Опо часовой стрелке. На рис. 4.12 камера показана в рабочем положении.

Привод выключателя предназначен для его.

Чтобы читать весь документ, зарегистрируйся.

Основные параметры автоматических выключателей

Автоматический выключатель – это электрический коммутационно-защитный аппарат, предназначенный для автоматического размыкания электрической цепи при аварийных ситуациях, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей при нормальных условиях работы.

К основным параметрам автоматических выключателей относятся:

– номинальное напряжение автоматического выключателя;

– номинальный ток автоматического выключателя;

– номинальный ток максимального расцепителя;

– уставка по току срабатывания максимального расцепителя;

– уставка по времени срабатывания максимального расцепителя (только для селективных автоматов)

Номинальным током АВ считается ток, на который рассчитаны его главные контакты в продолжительном режиме работы. Для отключения токов КЗ в АВ устанавливают максимальные расцепители (реле максимального тока). Номинальные токи максимальных расцепителей могут отличаться от номинальных токов АВ. Уставкой по току срабатывания максимального расцепителя считается ток, при котором максимальный расцепитель отключит автомат. Уставка по току срабатывания АВ обычно приводится в относительных единицах. Уставка по времени срабатывания максимального расцепителя это время между моментом обнаружения короткого замыкания и моментом отключения автоматического выключателя.

Современные генераторные автоматы «Masterpact»

Современные генераторные автоматы типа «Masterpact» представляют собой малогабаритные полнофункциональные выключатели на токи от 630 до 6300 А. В них на смену обычным расцепителям пришли микропроцессорные блоки контроля и управления, соединяющие в себе измерительные и защитные функции. Внешний вид выключателя представлен на рисунке 6. Блок контроля и управления находится на лицевой стороне выключателя и снабжен ЖК-дисплеем, на котором отображается необходимая информация. Блок контроля и управления представлен на рисунке 7.

Рисунок 6.1 – Генераторный автомат типа «Masterpact

Рисунок 6.2 – Блок контроля и управления Micrologic

1 – уставка тока и времени защиты с большой выдержкой времени;

2 – световой индикатор перегрузки;

3 – уставка тока и времени защиты с малой выдержкой времени;

4 – уставка тока токовой отсечки;

5 – уставка тока и времени дифференциальной защиты или защиты от замыкания на землю;

6 — кнопка тестирования дифференциальной защиты или защиты замыкания на землю;

7 – винт крепления калибратора защиты с большой выдержкой времени;

8 – гнездо для подключения тестирующего устройства;

9 – лампа, сигнализирующая тестирование, сброс и состояние элемента питания;

10 – сигнализация причин отключения;

12 – индикатор измерений

13 – индикатор техобслуживания;

14 – параметрирование защит;

15 – кнопки перемещения по меню;

16 – блокировка регулировок при закрытом кожухе (палец).

Блок контроля и управления Micrologic оснащен жидкокристаллическим дисплеем и простыми навигационными клавишами. Пользователь имеет прямой доступ к необходимым параметрам и уставкам. Навигация между экранами осуществляется интуитивно, регулировка предельно упрощена посредством непосредственного считывания с дисплея. Текстовая информация отображается на выбранном языке.

В соответствии с уставками тока и времени, регулируемыми с клавиатуры или дистанционно при наличии дополнительной функции связи СОМ, блок Micrologic P контролирует токи и напряжения, мощность, частоту и направление вращения фаз. При наличии дополнительной функции связи СОМ каждое превышение уставки сигнализируется дистанционно. Каждое превышение уставки может действовать на выбор на отключение (защита) или на сигнализацию, осуществляемую дополнительным программируемым контактом М2С или М6С (сигнализация) или же на отключение и сигнализацию одновременно.

Схема управления автоматическим выключателем представлена на рисунке 7.

Рисунок 6.3 – Схема управления автоматическим выключателем

Т.о. автоматический выключатель через порт СОМ способен передавать информацию в систему диспетчеризации о выходе параметров за пределы нормы, и о причинах отключений, которые в дальнейшем могут быть переданы в виде СМС сообщения электромеханику и на фирму-изготовитель.

Автоматический выключатель может быть настроен на следующую время-токовую характеристику. Такой автомат имеет две уставки срабатывания в зоне КЗ.

Рисунок 6.4 – Время-токовая характеристика автомата типа «Masterpact»

Если ток в сети превысит ток отсечки I_отс, что возможно при КЗ на сборных шинах ГРЩ, автоматический выключатель без выдержки времени отключит такое замыкание. Это позволяет повысить электродинамическую и термическую устойчивость аппарата.

Автомат без тех обслуживания обеспечивает 10 тыс. операций «Вкл-Откл» и 30 операций по откл. токов КЗ, ПКС аппарата 150 кА. Индикатор тех обслуживания позволяет проверить состояние дугогасительной камеры, главных контактов в зависимости от отключаемого тока и числа операций.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .