«Расчет и выбор электродвигателя, аппаратов управления и защиты насосного агрегата

Определяем тип электромагнитного пускателя, используя вышеприведённые параметры электродвигателя. Выбираем пускатель ПМЛ-2100с тепловым реле, исполненияIP 54, без кнопок. ПМЛ-2100-УХЛ3- пускатель электромагнитный на номинальный ток (величина пускателя) 25А, нереверсивный, со степенью защиты IP54, с одним замыкающим блок-контактом, климатическим исполнением УХЛ (для умеренного и холодного климата),для частых включений. Максимальная мощность управляемого электродвигателя при номинальном напряжении 380 В.Техническая характеристика электромагнитного пускателя ПМЛ- 2100-УХЛ3приведена в таблице 7.1. Таблица 7.1 – Техническая характеристика пускателя ПМЛ-2100Допустимый ток, In: 25А;Рабочее напряжение: 380В;Мощность потребителя до: 11,0кВт;Действующая изоляция до, Ui: 660В;Доп. контакты: 1з;Степень защиты: IP54;Износостойкость, млн. циклов: 1,0;Габариты ДxШxB, мм: 82х56х93;Тепловые элементы реле выбираются согласно условию:Определяем ток тепловых элементов релеТепловое реле РТЛ-1022м допускает плавную ручную регулировку установки тепловых элементов в пределах 9…25 А.Окончательно принимаем установку тепловых реле 25 А> 21,3А Условие выполняется.Для настройки релейной защиты определяем время срабатывания теплового реле РТЛ-1022мс током установки по времятоковой характеристике (см. рис. 7.2) Определим кратность тока в цепи электродвигателя по отношению току несрабатывания По значению 1,5 по горизонтальной шкале находим соответствующую точку. Из неё поднимаем перпендикуляр до пересечения с пунктирной кривой 2, а затем горизонтальную прямую до пересечения со шкалой времени срабатывания t.Получаем значение времени срабатывания 6 се Рисунок 7.2 – Усредненная времятоковая характеристика реле РТЛ-1022мПроизведём выбор кнопочного поста управления, для дистанционного управления магнитным пускателем ПМЛ-2100Кнопочные посты комплектуются из одиночных кнопочных выключателей серии КУ 1100А и выпускаются однокнопочными КУ 1111А, двухкнопочными КУ1112А и трёхкнопочными КУ1113А. Контакты кнопок длительно выдерживают ток до 5 А при напряжении 380 В.Определим значение рабочего тока в цепи управления. Он определяется исходя из мощности притягивающей катушки контактора К, включённой в цепь управления. Мощность катушек в пускателях типа ПМЛ зависит от величины (габарита) пускателя и составляет для 2 габарита. Для пускателя второй величины типа ПМЛ-2100 он составит примерно Тогда ток цепи управления составитПо таблице выбираем предохранитель типа ПРС6 с номинальным током 6 А > 0,83 А. Условие выполняетсяТехнические характеристики предохранителя ПРС6 приведены в таблице 7.2.Таблица 7.2 – Техническая характеристика предохранителя ПРС6Номинальные токи, АПредельный ток отключения при напряжении 660 В, кАПредохранителяПлавкой вставки6130Определим значение тока плавкой вставки предохранителя исходя из условий Принимаем значение из таблицы 7.2 1 А > 0,83 АУсловие выполняетсяДля настройки релейной защиты определяем время срабатывания предохранителя ПРС6 с током плавкой вставки по усреднённой времятоковой характеристике предохранителей серии ПРС (см. рис. 7.3).Для этого по шкале токов I из точки со значением =4,8 кА (см. рис. 7.1) поднимаем перпендикуляр до пересечения с кривой током плавкой вставки , а затем горизонтальную линию до пересечения со шкалой времени срабатывания t. Получаем значение времени срабатывания, т.е. время плавления плавкой вставки Рисунок 7.3 – Усреднённые времятоковые характеристики предохранителей ПРС7.3 Выбор и проверка аппаратов управленияДля управления и защиты линий электроснабжения и асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором от коротких замыканий (КЗ) установим современный быстродействующий автоматический выключатель серии MVA. Он снабжается электротермическим расцепителем, работающими в зоне перегрузки и в зоне короткого замыкания.Определим пусковой ток электродвигателягде К – кратность пускового тока (табл. 3.1); – номинальный ток электродвигателя (табл. 3.1).По номинальному току двигателя и номинальному напряжению в соответствии с таблицей производителявыбираем автоматический выключатель MVA20-3-025-C, со следующей технической характеристикой, приведенной в таблице 7.325А >8,6 А.Условия выполняются.Определим расчетный ток теплового расцепителя выключателяПо таблице П.Ж.З 20 принимаем А,63 А > 10,7 А.Условие выполняется.Определим ток срабатывания электромагнитного расцепителя (ток отсечки)Тогда коэффициент отсечки (кратность установки) в зоне короткого замыканияПринимаем равным (см. табл. П.Ж.З 20), 8 > 6.Условие выполняетсяТок установки срабатывания в зоне короткого замыканияПроверим выключатель по отключающей способности к току короткого замыкания где – ток трёхфазного короткого замыкания в точке к1, кА (см. рис. 7.1) – предельная коммутационная способность выключателя при переменном токе, кА Условия выполняется. Определим расчетный ток установки срабатывания в зоне перегрузки где – кратность установки защиты в зоне перегрузки, Техническая характеристика автоматического выключателя приведена в таблице 7.3 Таблица 7.3 – Техническая характеристика автоматического выключателя MVA20-3-025-CХарактеристикиАртикул производителяMVA20-3-025-CБрендIEKВес, кг0.309 кгСерияВА47Номинальный ток25 АКоличество полюсов3-х полюсныеДлина, мм75 ммШирина, мм54 ммВысота, мм80 ммКоличество фазтрехфазныеНоминальная отключающая способность, кА4.5Время-токовая характеристикаC25Для отключения релейной защиты определим время срабатывания (отключения) выключателяMVA20-3-025-Cпо времятоковой характеристике отключения типа (рис. 7.4). Для определения времени срабатывания в зоне короткого замыкания по шкале токов из точки со значением кратности в зоне короткого замыкания поднимаем перпендикуляр до пересечения с первой (левой) кривой, а затем проводим горизонтальную линию до пересечения со шкалой времени срабатывания Получаем значение первого времени срабатывания . Потом поднимаем перпендикуляр из этой точки вертикально вверх до перегиба кривой, а затем также проводим горизонтальную линию до пересечения со шкалой времени срабатывания t. Получаем значение второго времени срабатывания . Таким образом, диапазонвремени срабатывания в зоне короткого замыкания составит 0,01с 1 сДля определения времени срабатывания в зоне перегрузки воспользуемся прямой перпендикулярной линией со значением кратности в зоне перегрузки . Поднимаем вверх по этой линии до пересечения с первой кривой, и затем проводим горизонтальную прямую линию до пересечения со шкалой времени срабатывания t. Получаем значение времени срабатывания в зоне перегрузкиРисунок 7.4 – Времятоковая характеристика автоматического выключателя MVA20-3-025-C8 Анализ выбора электрических аппаратовВыполним анализ выбранных аппаратов защиты:- автоматического выключателя MVA20-3-025-Cдля защиты сети питания электродвигателя от токов короткого замыкания и токов перегрузки;- тепловых реле РТЛ-1022м, встроенных в электромагнитный пускатель ПМЛ-2100, для защиты электродвигателя AИМЛ 100 L2 от токов перегрузки;- предохранителей ПРС6 для защиты цепи управления электродвигателяAИМЛ 100 L2от коротких замыканий.Для этих целей построим карту селективности защиты в осях координат, где по оси ординат откладывают ток срабатывания защиты, а по оси абсцисс – время действия защиты. Карта селективности приведена на рисунке 8.1.12354Рисунок 8.1 – Карта селективности защиты Карта наглядно показывает, что при коротком замыкании в цепи управления электродвигателя произойдет отключение цепи управления предохранителем ПРС6 в точке 1(см. рис. 8.1). При коротком замыкании на цепи силового питания электродвигателя произойдет срабатывание электромагнитного выключателя типа MVA20-3-025-Cв точке 2 или 3. В случае перегрузки электродвигателя сначала сработает реле РТЛ-1022м, встроенное в пускатель ПМЛ-2100 в точке 4, а затем выключатель MVA20-3-025-Cв точке 5.В системе с глухо заземлённой нейтралью (TN), в которой открытые проводящие части электроустановки присоединены к нейтрали источника питания посредством нулевых защитных проводников, время автоматического отключения питания не должно превышать при напряжении сети 660 В -1. В данном случае выключение обеспечивает отключение за 0,01 с, т.е.0,01 с < 1 с.Условие выполняется.Вывод.В вышеперечисленных расчетах было показано, что все выбранные электрические аппараты надлежащим образом обеспечивают надёжную и селективную защиту, как от токов короткого замыкания, так и от перегрузок. Тем самым обеспечив, долгую и качественную работу аппаратов.9 Заземление электрооборудования насосного агрегатаВсе металлические части центробежного вентилятора, в норме не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции, должны надёжно соединятся с землёй.В соответствии с ПУЭ для заземляющих устройств электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухо заземлённой нейтралью (TN) сопротивление заземляющего устройства при прохождении расчётного тока короткого замыкания на землю в любое время года с учётом естественных заземлителей не должно превышать 4 Ом.Произведём заземление выбранных электрических аппаратов (автоматического выключателя MVA20-3-025-C, электромагнитного пускателя ПМЛ-2100УХЛ3). Заземление выполняется путём соединения корпусов аппаратов и электродвигателя голым медным проводов сечением 25 . Для этих целей на корпусах имеются специальные заземляющие болты, а контур заземление цеха, где располагается центробежный насос, так же заземляющие болты. Схема заземления приведена на рисунке 9.1.ЗаключениеНастоящим курсовым проектом произведен расчет и выбор приводного электродвигателя и пускозащитной аппаратуры для ленточного грузового наклонного конвейера.Выбор приводного электродвигателя произведен на альтернативной основе по двум вариантам. Расчет механических характеристик показал, что первый вариант с двигателем AИМЛ 100 L2 более перспективный по вышеперечисленным показателям.Определены рабочие точки на совместной характеристике электродвигателя и центробежного насоса. Анализ показал, что выбранный электродвигатель будет успешно запущен под нагрузкой и выдержит перегрузку вентилятора.Для запуска, управления и защиты двигателя выбрана пусковая аппаратура: автоматический выключатель MVA20-3-025-C, электромагнитный пускатель ПМЛ-2100с тепловым реле РТЛ-1022м, предохранители ПРС6. По времятоковым характеристикам определены времена срабатывания этих аппаратов. Составлена карта селективности защиты. Селективность защиты обеспечена.Составлена схема заземления электрооборудования вентилятора в соответствии с требования нормативных документов.Вывод. Выбранные устройства, а именно: приводной электродвигатель вентилятора и пускозащитная аппаратура (MVA20-3-025-C,ПМЛ-2100 и ПРС6) обеспечат надежную, качественную, а главное долговечную эксплуатацию центробежного вентилятора. Заземление электрооборудования вентилятора, обеспечит качественную защиту персоналаот поражения электрическим током, но и обеспечит надежную защиту самого двигателя от пожаров и выхода из строя оборудования.