Расчет мощности и  выбор аппаратов защиты.

Здравствуйте уважаемые посетители сайта "Помощь электрикам". Сегодня в данной статье рассмотрим расчет мощности и  выбор аппаратов защиты

 Расчет и выбор автоматических выключателей.

Для выбора автоматических выключателей необходимо определить расчетную силу тока, проходящую через рассчитываемый выключатель.

Расчетная мощность установки равна сумме мощностей всех электроприемников:

                                                        Pp=P_M1+P_M2+P_M3+P_T                                                                (1)                                                                  

где     Р_М1 -мощность двигателя главного хода,                                   1,5 кВт  

P_M2 -мощность  насоса охлаждения                                             0,12 кВт

Р_М3-мощность насоса гидросистемы                                           0,55 кВт

Р_Т-мощность трансформатора,                                                     0,25 кВт

Р_Р=2,42 кВт

В формулу необходимо записать то количество электродвигателей и трансформаторов, которое есть в документах на Ваш станок!!! И мощности надо взять из спецификации к электросхеме!

Выбор автоматических выключателей производится по номинальным напряжению и току с соблюдением следующих условий:

                                            U_ном.а.U_ном.с.;                                                  (2)

где    U_ном.а. – номинальное напряжение автоматического выключателя;

U_ном.с.- номинальное напряжение сети;

Определение расчетной силы тока

                             ,                                    (3)

где    U_ном - номинальное напряжение сети,                   380 В

сosϕ- коэффициент мощности установки,              0,8

I_P=2,42·10³/(√3·380·0,8)=4,6 А.

Выбираем автоматический выключатель ВА47-29 3Р 10А х-ка С.

Выключатели автоматические ВА47-29 предназначены для защиты от перегрузки и токов короткого замыкания электрических цепей с единичными и групповыми потребителями электрической энергии. Выключатели имеют три типа характеристики срабатывания от тока короткого замыкания и различные области применения:

• бытовые цепи, выполненные алюминиевыми проводами, – характеристика В;
• бытовые цепи, выполненные медными проводами, – характеристики В или С;
• нагрузки производственного характера с электродвигателями и пускорегулирующими аппаратами люминесцентных ламп – характеристики С или D.

В режиме короткого замыкания ток не успевает достичь максимального значения. Благодаря быстродействию механизма выключателя осуществляется ограничение тока.

Нагрузку можно подключать как к верхним, так и к нижним зажимам.

Насечки на контактных зажимах за счет большей площади контакта снижают переходное сопротивление между зажимом и проводником и тепловые потери в месте контакта.

Рабочее положение в пространстве – любое.

В выключателях на ток 25–63 А подвижный контакт снабжен серебросодержащей напайкой. Это повышает надежность, долговечность и снижает тепловые потери на контактном соединении.

Расчет и выбор предохранителей.

Предохранители выбираются по следующим условиям:

1. 1. по номинальному напряжению сети:

                                           U_{ном.пред.}U_ном.с.,                                                (4)

где    U_{ном. пред.}– номинальное напряжение предохранителя;

U_ном.с.- номинальное напряжение сети;

Рекомендуется номинальное напряжение предохранителей выбирать по возможности равным номинальному напряжению сети (в этих случаях плавкие вставки имеют лучшие защитные характеристики);

2. 2. по длительному расчетному току линии:

                                     I_{ном. вст}.I_длит;                                                          (5)

где     I_ном. - номинальный ток плавкой вставки;

I_длит – длительный расчетный ток цепи.

В схеме имеется два предохранителя: в цепи двигателя М3 и в цепи освещения.

Длительный ток в цепи двигателей М2 и М3: I₁=0,67·10³/(√3·380·0,8)=1,27 А.

Длительный ток цепи освещения: I₂=40/24=1,6 А.

Учтите все предохранители в Вашей схеме, надо рассчитать ток в каждом из них!!!

Необходимо учесть мощность в защищаемой цепи и силу тока в этой цепи!!!

Выбираем предохранители серии ППНИ-33, габ. 00С, 2 А тип держателя ДП-33 габарит 00.

Предохранители плавкие серии ППНИ общего применения предназначены для защиты промышленных электроустановок и кабельных линий от перегрузки и короткого замыкания и выпускаются на номинальные токи от 2 до 630 А. Используются в однофазных и трехфазных сетях напряжение до 660 В частоты 50 Гц.

          Расчет и выбор магнитных пускателей (контакторов).

Электромагнитные пускатели выбирают по следующим условиям:

1. Серия электромагнитного пускателя
2. Величина электромагнитного пускателя (ток нагрузки, который способен включать и выключать пускатель своими главными контактами)
3. Рабочее напряжение катушки
4. Количество дополнительных контактов электромагнитного пускателя
5. Степень защиты, IP
6. Наличие теплового реле
7. Наличие реверса
8. Дополнительные элементы управления (кнопки на корпусе, лампочка)
9. Класс износостойкости (количество срабатываний)

Определим токи нагрузки магнитных пускателей.

Номинальный ток магнитного пускателя  КМ1 (по формуле 1):

I_ном.КМ1= 1,5·10³/√3·380·0,8 = 2,9 А

Номинальный ток магнитного пускателя  КМ3: I_ном.КМ3= 0,55 ·10³/√3·380·0,8= 1,06 А

Номинальные токи очень близки по значениям.

Количество выбираемых магнитных пускателей- согласно вашей схеме!

Выбираю одинаковые магнитные пускатели (контакторы) для электродвигателей М1 и М3 серии КМИ-10910 9А 110В/АС-3 1НО ИЭК.

Малогабаритные контакторы переменного тока общепромышленного применения КМИ на ток нагрузки от 9 до 95 А предназначены для пуска, остановки и реверсирования асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором на напряжение до 660 В (категория применения АС-3), а также для дистанционного управления цепями освещения, нагревательными цепями и различными малоиндуктивными нагрузками (категория применения АС-1). Все исполнения на ток нагрузки до 40 А имеют одну группу замыкающих или размыкающих дополнительных контактов. Исполнения на ток нагрузки свыше 40 А - две группы (замыкающую и размыкающую).

Расчет и выбор тепловых реле.

Тепловые реле выбираются по номинальному току двигателя (или длительному расчетному току):

                                               I_ном.т.рI_ном.дв                                                                              (6)

Кроме того, нужно учитывать совместимость тепловых реле с контакторами, т.к в настоящее время применяются тепловые реле, непосредственно устанавливаемые на контактор.

Токи рассчитаны в разделе 2.4.

Выбираем тепловое реле для электродвигателя М1 серии: РТИ-1308 с пределом регулировки тока уставки 2,5-4,0 А.

Выбираем тепловое реледля электродвигателя М3 серии: РТИ-1306 спределом регулировки тока уставки 1-1,6 А.

Реле электротепловое серии РТИ является электрическим коммутационным устройством, имеющим собственное потребление энергии. Электротепловое реле серии РТИ предназначено для защиты электродвигателей от перегрузки, асимметрии фаз, затянутого пуска и заклинивания ротора. Устанавливается непосредственно на контакторах серии КМИ. Для защиты от короткого замыкания должны быть предусмотрены предохранители или автоматические выключатели на соответствующее значение номинального тока срабатывания.

Расчет и выбор монтажных проводов.

Выбираем кабель для питания электрооборудования станка.

Расчетный ток в электрической схемы  равен 4,6 А.

Учитывая наличие пусковых токов в схеме, выбираем кабель марки ВВГнг 4х2,5 с допустимым током 25А, т.к. 25≥4,6

Проверим выбранный кабель по условию соответствия выбранному аппарату защиты:

                                       I_{длит. доп.} ≥ Кз∙Iз,                                                 (9)

где    I_{длит.доп}– допустимый длительный ток для провода или кабеля при нормальных условиях прокладки, определяемый по таблицам допустимых токовых нагрузок на провода и кабели;

I_расч – длительный расчетный ток линии;

I_з– номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата;

К_з – кратность допустимого длительного тока для провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата(согласно ПУЭ для провода, который защищен автоматическим выключателем Кз=1, а предохранителем Кз = 0,33).

Выбранный кабель подходит, т.к. выполняется условие:25А ≥ 0,33∙4,6 А.

ВВГнг - это силовой кабель, с медной жилой, изоляцией из ПВХ, оболочкой из ПВХ пониженной горючести.

Применение ВВГнг.

1. Кабели предназначены для передачи и распределения электроэнергии в стационарных электротехнических установках на номинальное переменное напряжение 0,66 и 1 кВ номинальной частотой 50 Гц.

2. Для прокладки без ограничения разности уровней по трассе прокладки, в том числе на вертикальных участках.

3. Для эксплуатации в электрических сетях переменного напряжения с заземлённой или изолированной нейтралью, в которых продолжительность работы в режиме однофазного короткого замыкания на землю не превышает 8 часов, а общая продолжительность работы в режиме однофазного короткого замыкания на землю не превышает 125 часов за год.

4. Для прокладки, с учетом объема горючей нагрузки кабелей, в открытых кабельных сооружениях (эстакадах, галереях) наружных электроустановок.

5. Класс пожарной опасности по ГОСТ 31565-2012: П1б.8.2.5.4.

Провод не обязательно выбирать данной марки!!!