ЗАДАНИЕ
И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ
КОММУТАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ СИСТЕМ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Самара 2013
Составители: В.С. ОСИПОВ
УДК 621. 31(076.1).
Коммутационные аппараты систем электроснабжения. Задание и метод. указ. к курс. работе Самар. гос. техн. ун-т; Сост. В.С Осипов,. Самара 2013.17с.
Содержат номера вариантов задания, исходные данные для самостоятельного выполнения контрольной работы.
Методические указания рассчитаны на студентов –бакалавров по направлению 140400 «Электротехника и электроэнергетика»,
профиль «Электроснабжение»
Ил. 6. Библиогр.: 3.
Печатается по решению редакционного издательского совета СамГТУ
Контрольная работа состоит из трёх заданий, каждое из которых решается по вариантам. Вариант определяется преподавателем или как сумма двух последних цифр зачётки. Оформление курсовой работы производится на стандартных листах 210х297 (А4).
З А Д А Н И Е 1
Рассчитать понижающий трансформатор с естественным воздушным охлаждением с сердечником броневого типа. Исходные данные приведены в таблице 1, где указано:
U 1, В - напряжение первичной обмотки;
U 2, В - напряжение вторичной обмотки;
, А - сила тока нагрузки;
f, Гц - частота питающей сети.
Таблица 1
| № варианта | U 1 | U 2 |
| f |
| 7,5 | ||||
| 7,5 | ||||
| 42,5 | ||||
| 42,5 | ||||
| 42,5 | ||||
| 42,5 | ||||
| 42,5 | ||||
| 42,5 | ||||
| 42,5 |
Методика расчета.
1. Полная вторичная мощность трансформатора
, ВА.
2. Из стандартного ряда 10, 16, 25, 40, 63 умноженного на 1, 10, 100, 1000, 10000, ВА принимается ближайшее стандартное значение вторичной мощности трансформатора S 2.
Находится ток вторичной обмотки:
, А.
3. Первичная полная мощность трансформатора:
, ВА,
где: h - к.п.д. трансформатора принимается из таблицы 2.
Таблица 2
| S 2 | 15-50 | 50-150 | 150-300 | 300-1000 | >1000 |
| h | 0,5-0,8 | 0,8-0,9 | 0,9-0,93 | 0,93-0,95 | 0,95-0,98 |
4.Сечение сердечника броневого типа:
, см2,
где: k =6-8 - для воздушного охлаждения.
5. Из следующего ряда 4, 6, 8, 16, 20, 24, 32 48;(мм, см)принимается ближайшее значение ширины пластины (а),такой величины, чтобы при найденной толщине пакета(b) по формуле:
,
выполнялось рекомендуемое соотношение толщины пакета к ширине пластины
= 1,5…2.
6.Высота окна сердечника:
и ширина окна сердечника
, где: k 2=2,5…3.
7. Сила тока первичной обмотки:
, А.
8. Сечение провода первичной обмотки:
, мм2,
где: d - плотность тока, А/мм2.
Эта плотность тока берется из таблицы 3.
Таблица 3
| S 2 | 15-50 | 50-100 | 100-300 | 300-600 | 600-1000 | >1000 |
| d | 2,5 | 2,2 | 1,8 | 1,65 |
Аналогично определяется сечение провода вторичной обмотки:
, мм2.
9. Диаметры проводников первичной и вторичной обмоток трансформатора без учета изоляции:
, 
, мм,
по таблице 3 [1] принимаются стандартные ближайшие большие диаметры d 1, d 2 и сечения проводников q 1, q 2,
10. По таблице 4 [1] находятся марка обмоточного провода и диаметры проводников с изоляцией d И1 и d И2 (обычно эти диаметры на 0,05-0,13 мм больше, чем без изоляции).
d И1= d 1+ t ИЗ, d И2= d 2+ t ИЗ
11. Определяется количество витков первичной и вторичной обмоток:
, 
W 1,
где: Вm =(0,9…1,2),Тл, - максимальное значение индукции, принимается по таблице 12 [1] в зависимости от марки стали.
12. Проверяется размещение обмоток в окне сердечника:
Площадь обмоток:
, мм2. 
, мм2.
F ОБМ = F ОБМ1 + F ОБМ2, мм2.
Площадь окна сердечника: F ОК= H С× с, мм2.
Обмотка разместится, если F ОК >1,3 F ОБМ
З А Д А Н И Е 2
Выбрать магнитный пускатель для электродвигателя, сечение проводников марки АПВ, проложенных в одной трубе. Рассчитать диаметр и сечение алюминиевого проводника, расположенного открыто, горизонтально, без изоляции, приняв за максимально допустимую температуру Qн.Режим работы продолжительный.
Данные для расчета приведены в таблице 4, схема включения электродвигателя приведена на рис.1.
Таблица 4
| № вар. | U н В | P н кВт | Cosj н | h н | Q н град | Q 0 град |
| 1,1 | 0,8 | 0.78 | ||||
| 2,2 | 0,83 | 0,82 | ||||
| 0,85 | 0,86 | |||||
| 5,5 | 0.86 | 0,88 | ||||
| 7,5 | 0,87 | 0,88 | ||||
| 0,88 | 0,89 | |||||
| 0,89 | 0,89 | |||||
| 0,89 | 0,89 | |||||
| 0,9 | 0,9 | |||||
| 0,9 | 0,9 | |||||
| 1,1 | 0,8 | 0.78 | ||||
| 2,2 | 0,83 | 0,82 | ||||
| 0,85 | 0,86 | |||||
| 5,5 | 0.86 | 0,88 | ||||
| 7,5 | 0,87 | 0,88 | ||||
| 0,88 | 0,89 | |||||
| 0,89 | 0,89 | |||||
| 0,89 | 0,89 | |||||
| 0,9 | 0,9 |
В таблице указано:
U Н -номинальное линейное напряжение;
P Н -номинальная мощность электродвигателя;
сosjН -номинальное значение коэффициента мощности;
hН -номинальное значение к.п.д.;
QН -допустимая температура нагрева проводника;
Q0 -температура окружающей среды.
Методика расчета.
1. Определяется номинальный ток двигателя:
2. По справочнику [2] стр.269 выбирается пускатель с одним замыкающим контактом вспомогательной цепи с учетом номинального напряжения U Н так чтобы выполнялось условие для продолжительного режима работы:
I НП ³ I Н,
где: I НП -номинальный рабочий ток пускателя.
 |
3. По таблицам ПУЭ, учитывая способ прокладки выбирается сечение проводника (или по [2] стр. 115), так чтобы длительно допустимый ток этого проводника I ДД был больше тока нагрузки:
I ДД ³ I Н.
4. Расчет диаметра провода, проложенного открыто и горизонтально при нагреве до QН при заданной Q0 производится по формуле:
,
где: r 0 - удельное сопротивление проводника и a - температурный коэффициент сопротивления (находятся [3] стр.206);
k Т – коэффициент теплообмена принимается приближенно по формуле:
k Т = 0,6QН +28.
5. Определяется сечение проводника:
.
6. Делается вывод, сравнивая сечение выбранного провода по таблицам ПУЭ и рассчитанного по формуле.
З А Д А Н И Е 3
Имеется два варианта принципиальных схем рис. 2 и рис. 3 для коммутации и защиты асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, данные которых приведены в таблице 5. Режим работы электродвигателей легкий.
Таблица 5
| М 1 | М 2 | |||||||||
| № вар. | P н кВт | U н В | Cosj н | h н | k п | P н кВт | U н В | Cosj н | h н | k п |
| 2,2 | 0,83 | 0,82 | 5,5 | 1,5 | 0,8 | 0.78 | ||||
| 0,84 | 0,85 | 5,7 | 2,2 | 0.83 | 0.82 | 5,5 | ||||
| 0,85 | 0,86 | 0,84 | 0.85 | 5.7 | ||||||
| 5,5 | 0,86 | 0,88 | 0,85 | 0,86 | ||||||
| 7,5 | 0,87 | 0,88 | 5,5 | 0.86 | 0.88 | |||||
| 0,88 | 0,89 | 7,5 | 0,87 | 0,88 | ||||||
| 0,89 | 0,89 | 0,88 | 0,89 | |||||||
| 0,89 | 0,89 | 0.89 | 0,89 | |||||||
| 0,9 | 0,89 | 0,89 | 0,89 | |||||||
| 0.9 | 0.9 | 0,84 | 0,85 | 5.7 | ||||||
| 0,9 | 0,9 | 0.85 | 0,86 | |||||||
| 0,9 | 0,9 | 5,5 | 0,86 | 0,88 | ||||||
| 0,9 | 0,9 | 7,5 | 0.87 | 0,88 | ||||||
| 0,85 | 0,86 | 0,84 | 0,85 | 5.7 | ||||||
| 5,5 | 0,86 | 0,88 | 0.85 | 0,86 | ||||||
| 7,5 | 0,87 | 0,88 | 5,5 | 0,86 | 0,88 | |||||
| 0,88 | 0,89 | 7,5 | 0.87 | 0,88 | ||||||
| 0,89 | 0,89 | 0.88 | 0,89 | |||||||
| 0,89 | 0,89 | 0.89 | 0,89 |
В таблице k П – кратность пускового тока.
Необходимо выбрать: пакетный выключатель или рубильник S 1, предохранители и их плавкие вставки, электротепловые реле, проверить плавкие вставки по условию селективности если ток короткого замыкания 3,0 кА, выбрать автоматический выключатель SF 1 с комбинированным расцепителем.
Методика расчета для схемы рис 2.
1. Определяются номинальные токи каждого двигателя:
, 
.
2. Выбирается пакетный выключатель [2] стр.273 или рубильник [2] стр.256 для соответствующего напряжения по условию:
I НВ³ I Н1 + I Н2,
где: I НВ - номинальный ток выключателя.
3. Находится ток плавкой вставки FU 1:
I ПВ1 = 0,4 I П =0,4(I Н2+ k П1 I Н1).
 |
4. Находится ток плавкой вставки FU 2
I ПВ2 = 0,4 I П =0,4 k П2 I Н2.
5. Производится выбор предохранителей[2] стр. 203. Для каждого типа предохранителя даются два параметра::номинальный ток предохранителя и ряд стандартных значений тока плавких вставок I СТ.ПВ, которые могут быть вставлены в предохранитель. При выборе должны соблюдаться условия:
I СТ.ПВ³ I ПВ
I Н.ПР1 ³ I ПВ1; I Н.ПР2 ³ I ПВ2
6. По таблице [2] стр. 163 проверяется условие селективности. В случае необходимости увеличивается значение I Н.ПР1
7. Производится выбор электротепловых реле по [2] стр. 269, при этом среднее значение тока теплового элемента реле I ТЭ должно быть приближённо равно номинальному току двигателя.
Величины номинальных токов электродвигателей должны быть в пределах регулирования тока срабатывания реле.
Записать тип реле, его номинальный ток, ток теплового элемента и его пределы регулирования.
Методика расчета для схемы рис3.
1. Определяется номинальный ток нагрузки
I Н = I Н1 + I Н2
2. Определяется ток срабатывания при перегрузке:
I СП = (1,2...1,4) I Н.
3. Находится ток срабатывания отсечки:
I СО = (1,5...1,8) I П,
где: I П - пиковый ток, определяется по формуле:
I П = (I Н2+ k П1 I Н1)
4. Выбирается автоматический выключатель серии ВА51. При этом записывается его тип, номинальный ток, номинальный ток теплового расцепителя, кратность тока отсечки k ОТС. При этом должны выполняться условия:
номинальный ток теплового расцепителя: I Н.ТР³ I СП,
ток отсечки: I ОТС= k ОТС I Н.ТР ³ I СО.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию. М.: Высш. школа, 1979.
2. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудованию. Под ред. Тищенко Ю.Н. М.: Энергоатомиздат, 1991.
3. Буткевич В.Г. и др. Задачник по электрическим аппаратам.М.: Высш. школа, 1987.
Задание и методические указания
Составители: ОСИПОВ Вячеслав Семенович
Печатается в авторской редакции
Исправленное переиздание
Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.
Печать офсетная. Усл. п. л. 1,16 Усл. кр. отт. 1,16
Уч. –изд. л 1,09 Тираж 100 С.-
 |
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Самарский государственный технический университет»
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244.
Главный корпус
Отпечатано в типографии Самарского государственного технического университета
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская,244. Корпус №8
