Выбор электрических аппаратов для электроприёмников и проверить чувствительную защиту от коротких замыканий

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

 

 Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение 

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине:  Электрические и электронные аппараты

(наименование учебной дисциплины  согласно учебному плану)

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Тема: Выбор электрических аппаратов для электроприёмников и проверить чувствительную защиту от коротких замыканий

 

 

 

Автор: студент гр.   ____________      _________                       / Широких А.Г. /

                             (шифр группы)                   (подпись)                                        (Ф.И.О.)

 

 

Оценка:  ______________

 

Дата:  ________________

 

Проверил:

руководитель работы   _________      __________                / Кривенко А.В. /

(должность)     (подпись)       (Ф.И.О.)

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2014 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

 

_________ /Козярук А.Е./

 

"____"____________2014 г.

 

 

Кафедра информатики и компьютерных технологий

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

По дисциплине: Электричесие и электронные аппараты

 

 

ЗАДАНИЕ

 

Студенту группы:           ЭРС-11-2                                                          / Широких А.Г. /

                                       (шифр группы)                           (подпись)                                                (Ф.И.О.)

 

1. Тема проекта: Выбор электрических аппаратов для электроприёмников и проверить чувствительную защиту от коротких замыканий.

2. Исходные данные  к проекту: Вариант № 20.

3.Содержание  пояснительной записки: исходные  данные, выбор электроприёмников, расчётная часть, выбор электрических аппаратов, вывод.

4. Перечень графического  материала, представление результатов: рисунков - 23, электрическая схема - 1, таблиц – 3.

5. Срок сдачи законченного  проекта:     20 декабря 2014 г.

Руководитель проекта:      Доцент                  _________                   / Кривенко А.В. /

                                                     (должность)                        (подпись)                                              (Ф.И.О.)

Дата выдачи задания:    6 ноября 2014 г.

 

Содержание

 

 

Аннотация

В курсовой работе были выбраны электродвигатели по заданной номинальной мощности оборудования, выбраны пускатели и автоматические выключатели, по номинальному, рабочему и пусковому току, реле времени, тепловое реле, реле контроля температуры, проверена чувствительность зашиты от коротких замыканий.

Работа содержит: страниц 22, рисунков -23, электрическая схема –1, таблиц -3

abstract

In the course of this work were selected motors on a given nominal power equipment, selected starters and circuit breakers, for a nominal, operating and start-up current, time relay, thermal relay, temperature control, to test the sensitivity of protection against short circuits.

The work includes: 22 pages, drawings - 23, circuitry - 1, tables – 3

 

Введение

Для своевременного отключения электрических цепей, защиты и контроля электроприёмников от перегрузок, нормальной работы электрического оборудования необходимо применение электрических аппаратов в сети. Нашей задачей является выбор коммутационных, пускорегулирующих, контролирующих, светосигнальных аппаратов. Исходя из заданных параметров оборудования, представленных в таблице 1, нам необходимо выбрать электродвигатели и уменьшить затраты энергии на освещении помещения путем замены обычных газоразрядных ламп на светодиодные. Так же проверить чувствительность защиты от токов однофазных коротких замыканий, значения которых заданы ниже:

- в первой точке Кч1 =2300 А;

- во второй точке Кч2 =1800 А;

- в третьей точке Кч3 =1500 А;

- в четвертой точке Кч4 =1200 А;

- в пятой точке Кч5 =7500 А.

Таблица 1 - параметры оборудования

Наименование	Марка	Количество, шт.	Частота вращения, об/мин	кВт
Горизонтальный консольный насос типа К	К 100 – 65 – 200 а	1	3000	18
Вентилятор центробежный среднего давления	ВЦ-14-46 № 2,5	1	2850	3
Лампа	ДРЛ-700	9	-	0,7

 

 

1. Электроприёмники

1.1 Выбор электродвигателей

Для работы заданного оборудования, а именно вентилятора и насоса, выберем их электродвигатели. Этот выбор облегчают нам заводы изготовители насоса и вентилятора, так как насос и вентилятор сразу идёт на продажу в комплекте с электродвигателями. В нашем случае это будут электродвигатели марки АИР производителя ООО «Электромотор». Для насоса: электродвигатель АИР 160 M2 (Рисунок 1). Для вентилятора: электродвигатель АИР 90 L2 (Рисунок 2). Занесем параметры электродвигателей в таблицу 2.

Таблица 2 – параметры потребителей сети

Наименование	Тип	Количество, шт	Uном, В	Pном, КВт	Cosφ	Ƞ, КПД	Отношение пускового тока к рабочему, Кп
Эл.двигатель насоса, без реверса	АИР 160 M2	1	380	18,5	0,88	0,9	7,5
Эл.двигатель вентилятора, с реверсом	АИР 90 L2	1	380	3	0,88	0,84	7

 

Рисунок 1 - Электродвигатель АИР 160 M2

Рисунок 2 - Электродвигатель АИР 90 L2

1.2 Замена исходных ламп на светодиодные

Для уменьшении потреблении мощности ламп ДРЛ – 700 (Рисунок 3) в количестве 9 штук, заменяем их, на светодиодные светильники, причем основной составляющей при замене ламп является световой поток. При замене ламп световой поток не должен быть сильно различен с предыдущим световым потоком, возникающим при горении ламп ДРЛ – 700. Более подходящей лампой для замены, является светодиодный светильник Оптолюкс – Bera - 480 (Рисунок 4), со следующими характеристиками:

- мощностью 412 Вт;

- световой поток 43200 лм;

- Cosφ = 0,95.

световой поток одной лампы ДРЛ – 700 – 40600 лм, световой поток дающие в сумме 9 ламп ДРЛ - 700 равен 365400 лм, при несложных расчетов, в результаты суммы световых потоков выбранных светильников, получим световой поток 388800 лм чуть превышающий световой поток ламп ДРЛ – 700.

Рисунок 3 - Газоразрядная лампа ДРЛ - 700

Рисунок 4 - Светильник светодиодный, Оптолюкс – Bera - 480

2. Расчетная часть

Распределяем светильники пофазно, на каждую фазу по 3 светильника и включаем их по схеме фаза - ноль, чтобы они работали под напряжением:

-  .

Мощность светильников на фазу:

- Pф = 3 × 412 = 1236 Вт.

Расчетный ток на 1 фазу в осветительной сети:

- Iф = ( Pф ) / ( Uном × Cosφ ) = 1236 / ( 220 × 0,95 ) = 5,9 A.

Пусковой и рабочий ток электродвигателя вентилятора, с реверсом:

- Iр = ( Pном ) / ( × Uф × Cosφ × Ƞ ) = 3000 / ( 380 × 0,88 × × 0,84 ) = 6,1 A;

- Iпуск = Iном × Kп = 6,1 × 7 = 42,7 A.

Пусковой и рабочий ток электродвигателя насоса:

- Iр = ( Pном ) / ( × Uф × Cosφ × Ƞ ) = 18500 / ( 380 × 0,88 × × 0,9 ) = 35,4 A;

- Iпуск = Iном × Kп = 35,4 × 7,5 = 265,5 A.

3. Выбор электрических аппаратов

3.1 Выбор пускателей

Для того, чтобы запустить электродвигатель вентилятора и обеспечить его реверс, выберем 2 пускателя прямого включения производителя «Scheider Electric» серии EasyPact TVS, пускатель включает в себя контактор LC1E0901M5 (Рисунок 5) с характеристиками:

- номинальный рабочий ток 9 А;

- номинальная мощность двигателя 4 кВт, 380/400 В;

- номинальное рабочее напряжение катушки 220 В/50 Гц;

- 3 силовых нормально открытых контакта;

- встроенный дополнительный контакт 1 нормально открытый.

Рисунок 5 - Контактор EasyPact TVS LC1E0901M5

Для обеспечения нормальной работы светосигнальной аппаратуры нам необходимы четыре дополнительных нормально замкнутых контакта, выберем их. Необходимые нам контакты идут в блоках вспомогательных контактов мгновенного действия, присоединения с помощью винтовых зажимов LAEN 02 (Рисунок 6), с характеристиками:

- механическая износостойкость 10 миллионов циклов;

- комплект из двух нормально замкнутых контактов;

- номинальное рабочее напряжение не более 690 В.

Рисунок 6 - LAEN 02

Для того, чтобы запустить электродвигатель насоса, выберем пускатель прямого включения производителя «Scheider Electric» серии EasyPact TVS, который включает в себя контактор LC1E3801M5 (Рисунок 7) с характеристиками:

- номинальный рабочий ток 38 А;

- номинальная мощность двигателя 18,5 кВт, 380/400 В;

- номинальное рабочее напряжение катушки 220 В/50 Гц;

- 3 силовых нормально открытых контакта;

- встроенный дополнительный контакт 1 нормально открытый.

Рисунок 7 - Контактор EasyPact TVS LC1E3801M5

Для обеспечения нормальной работы светосигнальной аппаратуры нам необходим один дополнительный нормально замкнутый контакт, выберем его. Необходимый нам контакт идет в блоке вспомогательных контактов мгновенного действия, присоединения с помощью винтовых зажимов LAEN 11 (Рисунок 8) с характеристиками:

- механическая износостойкость 10 миллионов циклов;

- комплект из одного нормально замкнутого контакта;

- номинальное рабочее напряжение не более 690 В.

Рисунок 8 - LAEN 11

Для того, чтобы запустить включение освещения по команде с реле времени, в установленное время, выберем контактор ICT16A (Рисунок 9) с характеристиками:

 - номинальный рабочий ток 16 А;

- номинальное рабочее напряжение 400В;

- напряжение цепи управления 220…240 В, переменный ток 50 Гц;

- 3 силовых нормально открытых контакта.

Рисунок 9 – Контактор ICT16A

3.2 Выбор коммутационных аппаратов

Выберем для защиты электродвигателя вентилятора автоматический выключатель с комбинированным расцепителем TeSys GV2ME14 (Рисунок 10) с характеристиками:

- диапазон уставок тепловой защиты 6…10 А;

- ток срабатывания электромагнитного расцепителя 138 А;

- тип сети – переменный ток.

Рисунок 10 – Автоматический выключатель TeSys GV2ME14

Сделаем проверку правильности выбора, данного автоматического выключателя:

- ток срабатывания электромагнитного расцепителя данного автомата равен 138 А, так, как ток отсечки для автоматического выключателя электродвигателя вентилятора должен быть больше пускового тока Iотс ≥ Iпуск = 42,3 А, то данный ток отсечки удовлетворяет данным условиям;

- номинальный рабочий ток электродвигателя вентилятора с реверсом, значение которого равно 6,1 А должен быть ниже тока теплового расцепителя, для данного автоматического выключателя ток теплового расцепителя равен 10 A;

- значения коэффициентов чувствительности защиты автомата двигателя вентилятора, при однофазном коротком замыкании должны удовлетворять условию , значение этих коэффициентов, для автомата двигателя вентилятора ( , ).

Исходя из сделанной выше проверки, можно сделать вывод, что автоматический выключатель для электродвигателя вентилятора с реверсом выбран верно, так как удовлетворяет условию проверки.