Цель работы


Скачать 144.37 Kb.
НазваниеЦель работы
Дата публикации14.04.2013
Размер144.37 Kb.
ТипЛабораторная работа
userdocs.ru > Физика > Лабораторная работа


Лабораторная работа № 1. Ознакомление с принципом действия автоматических выключателей.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с назначением и принципом действия автоматических выключателей, классификацией и видами различных автоматических выключателей. Усвоить общие принципы проведения испытаний автоматических выключателей на примере автоматического выключателя типа ABB Tmax 32 A.
ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
1) УПТР-1МЦ - устройство для проверки токовых расцепителей автоматических выключателей (до 5 кА)
Сила формируемых токов: 4200 - 4800 А
Максимальная длительность формируемого тока: до 7200 сек в ручном режиме и 0,5 сек в автоматическом
Приведенная относительная погрешность измерения силы и продолжительности тока: не более ±5%
2) Автоматический выключатель типа ABB Tmax 32 A.
^ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Автоматический выключатель (механический), «автомат» — это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких как токи короткого замыкания. Данное определение приводится в ГОСТ Р 50345-99


Рис. 1. Разнообразные автоматические выключатели компании ABB
1. Назначение и функции автоматических выключателей.
Автоматические выключатели предназначены для:
а) защиты электрических установок от

- перегрузок (ток не сильно превышает номинальный, но протекает через автомат в электроустановку в течение длительного периода времени);

- коротких замыканий (значение тока, протекающего через автомат в электроустановку, резко увеличивается, значительно превышая номинальный)
Длительные токовые перегрузки, а тем более режимы короткого замыкания, могут привести к выходу из строя электрооборудования и электропроводок, возгораниям и, в конце концов, порче имущества и опасности для жизни людей. Использование автоматических выключателей позволяет своевременно отключать участки электроустановки, подвергающиеся действию токов в режиме перегрузки или короткого замыкания. Таким образом, основная функция «автоматов» - защитная.

б) коммутации электрических цепей.
Автоматические выключатели могут также использоваться для нечастых включений-отключений электрических цепей. На один автоматический выключатель обычно подключено большое количество электроприемников, поэтому, чтобы обесточить их все одновременно, проще всего отключить соответствующий «автомат», в том числе и дистанционно. Таким образом, дополнительная функция «автоматов» - функция управления.
^ 2. Устройство автоматических выключателей
Внутреннее устройство автоматического выключателя представлено на рис. 2.
Выключатель конструктивно выполнен в диэлектрическом корпусе. Вручную включение и отключение производится рычажком (1), внешние провода подсоединяются к винтовым клеммам (2). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов. Механизм расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или электромагнитным.

1

2

2

3

4

5

6

7

9

8


Рис. 2. Устройство автоматического выключателя
1 – рычажок коммутации, 2 –винтовые клеммы, 3 – подвижный контакт, 4 –неподвижный контакт, 5 – биметаллическая пластина, 6 – регулировочный винт, 7 – соленоид, 8 – дугогасительная решетка, 9 – защелка под DIN-рейку.
^ Тепловой расцепитель предназначен для защиты электросетей от перегрузок.
Он представляет собой биметаллическую пластину (5), нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (времятоковая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, составляет 1,45 от номинального токавыключателя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом (6).
Автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины. Это отличает его от другого, сейчас выходящего из повсместного использования аппарата защиты – плавкого предохранителя, который тоже обеспечивает защиту электрических сетей от перегрева и перегрузок. В плавких предохранителях, однако, устанавливается одноразовая плавкая вставка,
^ Электромагнитный (мгновенный) расцепитель предназначен для защиты электросетей от коротких замыканий.
Представляет собой соленоид (7), подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа автоматического выключателя.
Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой (8).
^ 3. Характеристики автоматических выключателей в соответствии с ГОСТ. Селективность
Согласно ГОСТ Р 50345-99, автоматические выключатели делятся на следующие типы по току мгновенного расцепления:

- тип B: свыше 3·In до 5·In включительно (где In — номинальный ток);

- тип C: свыше 5·In до 10·In включительно;

- тип D: свыше 10·In до 50·In включительно.
У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (свыше 2·In до 3·In). У отдельных производителей существуют дополнительные кривые отключения. Например, у фирмы АВВ имеются автоматические выключатели с кривыми K и Z.
На рис. 3-6 представлены общие характеристики срабатывания для автоматических выключателей разного типа. На рисунках указаны характеристики для переменного тока (AC) и постоянного тока (DC).



Рис. 3 Автоматические выключатели с характеристикой типа А. Используются для размыкания цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств


Рис. 4. Автоматические выключатели с характеристикой типа В. Используются для осветительных сетей общего назначения.



Рис. 4. Автоматические выключатели с характеристикой отключения типа С служат для размыкания осветительных цепей и установок с умеренными пусковыми токами (двигател и трансформаторы).



Рис. 5. В цепях с активно-индуктивной нагрузкой, а также для защиты электродвигателей с большими пусковыми токами я используются выключатели с характеристикой типа D.

Основное отличие характеристик срабатывания выключателей с разными типами – разные диапазоны срабатывания мгновенного расцепителя. Автоматические выключатели выбираются в зависимости от нагрузки, на которую он ставится.
Естественно, важно, чтобы в нормальном режиме работы автоматический выключатель не срабатывал. Так, при установке выключателей на двигатели отстраиваются от высоких пусковых токов двигателя. Поэтому выбирают выключатель с характеристикой D, чтобы он не срабатывал при пуске двигателя. Существуют также автоматы с многоступенчатыми характеристиками срабатывания.
А при большой протяженности сетей токи короткого замыкания невысокие, поэтому устанавливают боле чувствительные автоматы с характеристикой A.
Важно также, чтобы автоматические выключатели, которые находятся выше по электрической схеме и объединяют несколько нагрузок, были отстроены от тех, что находятся ниже по схеме. Т.е. чтобы при коротком замыкании или перегреве отключался локальный участок сети, а не вся сеть. Обеспечение такого требования называется селективностью.
Таким образом, для обеспечения полной селективности характеристики автоматических выключателей в сети должны согласовываться как на рис. 7. Существует также частичная селективность, обеспечиваемая только до определенного значения тока.

Рис. 7. Полная селективность в электрической сети
^ УСТРОЙСТВО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА
Общая схема стенда по испытанию автоматического выключателя представлена на рис. 8. Для демонстрационных целей на стенде используется автоматический выключатель производства ABB модель Tmax 100 A. Для проведения испытаний применяем устройство для проверки токовых расцепителей автоматических выключателей (до 5 кА) – УПТР-1МЦ. При проведении работы автоматический выключатель испытывается только по одному полюсу (фазе).

Рис. 8 Схема подключения стенда
УПТР-1МЦ состоит из двух блоков:
- блок регулировки (БР) – на нем выставляются необходимые параметры испытаний.

- нагрузочный блок (БН) – состоит из нагрузочный трансформатор и измерительный трансформатор тока. Выводы нагрузочного трансформатора Ш1-Ш2 предназначены для формирования токов от 200 до 5000 А. Выводы нагрузочного трансформатора Кл1-Кл2 предназначены для формирования токов от 5 до 200 А. В работе используются выводы Ш1-Ш2.


^ Рис. 9. Структурная схема испытаний комплектом УПТР-1МЦ.
БР – блок регулировки, БН – нагрузочный блок, ВК – выключатель включения сети, СС – схема синхронизации, РН – регулятор напряжения, СИ – схема измерения, Ш1,2 – шины, Кл1,2 – клеммы, Р – испытываемый расцепитель.


1

2

3

5

4

Рис. 10. Вид лицевой панели блока БР с органами управления и индикации.
Блок регулировки (БР) содержит: 1 – выключатель включения сети, 2, 3 – органы индикации (секундомера (2) и амперметра (3)) с возможностью переключения пределов, 4,5 – органы управления (регулировка тока (4) и запуск остановка испытания (5)).
^ ПОРЯДОК ИСПЫТАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

в соответствии с ГОСТ Р 50345-99
Испытание теплового расцепителя
Проверку проводят пропуская ток, равный 2,55 In, пропускают через все полюса, начиная с холодного состояния. Далее сверяют полученные данные с заводскими (паспортными) времятоковыми характеристиками соответствующих выключателей.
^ Испытание электромагнитного расцепителя
Проверяется:
а) расцепитель не должен сработать при прохождении тока Im1;
б) расцепитель должен сработать при прохождении тока Im2;
в) расцепитель должен сработать в диапазоне от Im1 до Im2, время срабатывания не должно превышать 0,04 сек.
Причем
Im1=3Iн («В»), 53Iн («С»), 103Iн («D»),

для остальных Im1= 80% от уставки электромагнитного расцепителя;
Im2=53Iн («В»), 103Iн («С»), 203Iн («D»),

для остальных Im1= 120% от уставки электромагнитного расцепителя.
^ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЙ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
Работа выполняется под непосредственным контролем преподавателя.


  1. Проверить правильность собранной испытательной установки.




  1. Включить выключатель включения сети ВК. Загорается индикатор «Сеть» на блоке БР.


Для испытания теплового расцепителя:


  1. Подсчитать ток для проверки теплового расцепителя, равный 2,55 In.




  1. Проверить, что автомат находится во включенном состоянии.




  1. Выставив ручки регулирования «грубо» и «точно» на минимум. В автоматическом режиме пуска кратковременно подать ток на автомат. По индикации определить величину тока.




  1. С помощью ручек регулирования «грубо» и «точно» и используя подачу тока на автомат в режиме автоматического пуска добиться значения тока на выдаче, близкого к 2,55 In (подсчитанному в п. 3).




  1. Нажать кнопку «Сброс» для сброса индикации времени на экране. Выставить диапазон на секундомере 102 сек, на амперметре – 1000 А.




  1. Подать ток на автомат в режиме ручного пуска. Дождаться срабатывания расцепителя.




  1. После срабатывании расцепителя записать значение тока срабатывания и количество секунд до срабатывания.


Для испытания мгновенного расцепителя:



  1. Переключиться на другой полюс автомата. Проверить правильность собранной схемы.




  1. По характеристике срабатывания автомата определить его диапазон срабатывания.




  1. Проверить, что автомат находится во включенном состоянии.




  1. Выставить диапазон на секундомере 103 мс, на амперметре – 1000 А.




  1. С помощью ручек регулирования «грубо» и используя подачу тока на автомат в режиме автоматического пуска добиться значения тока на выдаче, близкого к нижней границе диапазона срабатывания.




  1. Ступенчато поднимая ток на выходе с помощью ручки регулирования «точно» добиться срабатывания автомата в режиме автоматического пуска. Перед каждой подачей обязательно нажимать кнопку «Сброс» для сброса индикации времени. По мере надобности изменить диапазон тока на амперметре на 5 кА.




  1. После срабатывании расцепителя записать значение тока срабатывания и количество миллисекунд до срабатывания.




  1. Выключить выключатель включения сети ВК.



^ СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по проведению лабораторной работы должен содержать:


  1. Схему проведения испытаний




  1. Данные, полученные в процессе выполнения работы в табличном виде (приведен пример заполнения таблицы)


ТИП

автомата

Уставка

In, А

Расцепители

Тепловой (МТЗ) при 2,55·In

Электромагнитный (ТО)

Фаза А

Фаза В

Фаза С

А

В

С

I·m1,A

I·m1,A

I, А

tcр, с

I, А

tcр, с

I, А

tcр, с

^ Ток срабатывания Iотс, А Время срабатывания t, c

tср, с

tср, с

ABB S243

С

40

104

15

114

15

98

19

I отс=

345

200

400

0,06

0,08

0,09

>0,1

<0,1



  1. Характеристика срабатывания выключателя с отмеченными на ней точками срабатывания.


4. Выводы по лабораторной работе должны содержать заключение о том, укладываются ли проверенные характеристики в нормируемые времятоковые характеристики. Сделать вывод об исправности автомата и готовности его к эксплуатации.
^ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ


  1. Что такое автоматический выключатель?

  2. Каково назначение автоматических выключателей?

  3. Опишите устройство автоматического выключателя.

  4. Что такое тепловой расцепитель? Для чего он служит и как действует?

  5. Что такое магнитный расцепитель? Для чего он служит и как действует?

  6. Чем автоматический выключатель принципиально отличается от плавкого предохранителя?

  7. Какие существуют типы выключателей? Почему отличаются их характеристики срабатывания?

  8. Объясните понятие «селективность».

  9. Принципиально опишите испытательную установку.

  10. Объясните регламент испытаний

11*. Как вы думаете, почему в процессе испытаний проверка теплового расцепителя проводится на одном полюсе, а для проверки магнитного расцепителя производится переключение на другой?
^ Приложение 1. Описание автоматических выключателей ABB.


  1. Автоматические выключатели ABB Tmax


Предназначены для проведения автоматического тока при значении тока, соответствующего номинальному току и отключение при превышении значения In вследствие перегрузки или короткого замыкания.
^ Основные характеристики автоматов ABB Tmax
Серия представлена 7 типоразмерами T1-T7 на номинальные токи до 1600А.
Основные типоисполнения выключателей .

-3,4 полюсное исполнение для T1-T7

-1 полюсное исполнение для T1

-С термомагнитными и электронными расцепителями

-Основной модуль автомата выполняется в стационарном исполнении, в зависимости от типоразмера могут преобразовываться во втычное исполнение в помощью добавления фиксированной части, а также выдвижное с помощью добавления к основному модулю автомата фиксированной части и направляющей.


  1. Расшифровка обозначений Автоматический выключатель Tmax


T ХХ ХХХ Х Х

Т условное обозначение серии автомат ABB Tmax
Обозначение габарита
Обозначение ПКС

  • B 16 кА

  • C 25 кА

  • N 36 кА

  • S 50 кА

  • 70 кА

  • L 85 кА (для выключателя Т2) или 120 кА (для выключателей Т4 и Т5)

  • V 200 кА


номинальный ток автомата
вид расцепителя

  • TMF - Tермомагнитный расцепитель с фиксированным тепловым и электромагнитным порогами срабатывания

  • TMA - Термомагнитный расцепитель с регулируемым тепловым и электромагнитным порогами срабатывания

  • MF - Только электромагнитный расцепитель с фиксированным порогом срабатывания

  • TMD - термомагнитный расцепитель с регулируемым тепловым и фиксированным электромагнитным порогами срабатывания

  • TMG - Термомагнитный расцепитель для защиты генератора

  • MA - Только электромагнитный расцепитель с регулируемым порогом срабатывания

  • PR222 – электронный расцепитель


Уставки по току перегрузки и КЗ для термомагнитных расцепителей
Виды защит и уставка по току перегрузки для электронного расцепителя

  • Защита S- От короткого замыкания с задержкой срабатывания

  • Защита L От перегрузки

  • Защита I -От короткого замыкания с мгновенным срабатыванием

  • Защита G От замыкания на землю Функция U: Защита от перекоса или обрыва фазы с определённым временем задержки срабатывания

  • R Защита от заклинивания ротора с определённым временем задержки срабатывания


^ Кол-во полюсов
Виды присоединений
Уставка защиты нейтрали

равна 50 % или100% от уставки защиты фаз, А



  1. Обозначения характеристик на внешней панели выключателя.



1) Заводская маркировка в данном случае

S – серия автомата

202 – последняя 2 – это количество полюсов

2) С – тип ВТХ (время токовой характеристики)

3) Номинальное напряжение. 400 – 380 В. Линейное напряжение 0,4 кВ

4) Отключающая способность автоматических выключателей

5) Обозначение выключателя на схеме


  1. ^ Полюса.

Однополюсные выключатели применяются для коммутации потребителей в однофазных цепях, а также цепях постоянного тока. Номинальные токи однополюсных автоматических выключателей колеблются от 0,5 до 125 Ампер.(рис.2)

Двухполюсные выключатели применяются для коммутации потребителей в двухфазных цепях или цепях «фаза» плюс «ноль», а также цепях постоянного тока. Номинальные токи двухполюсных автоматических выключателей колеблются от 0,5 до 125 Ампер.(рис.3)

Трехполюсные выключатели общего применения служат для защиты силовых, осветительных и других электроустановок, а также электродвигателей от аварийных режимов, коротких замыканий, перегрузок по току и понижения напряжения. Они предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой. Автоматические выключатели трехполюсного исполнения применяются в цепях переменного тока с трехфазной нагрузкой (например, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором) или в цепях две «фазы» плюс «ноль». Номинальные токи трехполюсных выключателей, не применяемых в силовых цепях, колеблются от 0,5 до 125 Ампер.(рис.4)

Четырехполюсные выключатели применяются в цепях переменного тока три «фазы» плюс «ноль». Номинальные токи четырехполюсных автоматических выключателей, не применяемых в силовых цепях, колеблются от 0,5 до 125 Ампер.(рис.5)



Рис.2 Рис.3 Рис.4 Рис.5





Похожие:

Цель работы iconЛабораторная работа №1 Контрольный осмотр двигателя Цель работы
...
Цель работы iconЦель работы
Цель работы: по полученной вольтамперной характеристике определить основные параметры двухэлектродной лампы
Цель работы iconРасчёт шумового загрязнения городской территории Цель работы
Цель работы: освоение методики создания шумовой карты на основе расчётных данных
Цель работы iconЛабораторная работа №5 Операции с файлами и папками. Проводник Цель работы
Цель работы: научиться создавать, переименовывать, копировать, перемещать и удалять файлы и папки
Цель работы iconЛабораторная работа №5 Операции с файлами и папками. Проводник Цель работы
Цель работы: научиться создавать, переименовывать, копировать, перемещать и удалять файлы и папки
Цель работы iconВыбор спецодежды, спецобуви и других средств индивидуальной защиты цель работы
Цель работы: Ознакомиться с правилами обеспечения работников специальной одежды, специальной обуви
Цель работы iconОтчет о занятии Цель работы
Цель работы: изучение структуры ip-адреса; ознакомление с наиболее популярными утилитами для диагностики сетевой конфигурации и сетевых...
Цель работы iconЛабораторная работа 1 Исследование микроклимата в производственных помещениях Цель работы
Цель работы определить состояние воздушной среды в помещении, используя инструментальные методы оценки производственного микроклимата...
Цель работы icon3 Практическая работа: Характеристика проекта и описание товара Цель работы
Цель работы: Научиться выделять основные характеристики товара (услуги), акцентируя внимание на преимуществах, которые данная продукция...
Цель работы iconМетодика работы социального педагога с различными категориями семей.
Цель: определить цель, задачи, функции, содержание, формы и методы работы социального педагога с семьей; закрепить умения и приемы...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница