Автоматический быстродействующий выключатель постоянного тока (стр. 1 из 17)

В данном дипломном проекте на основании изучения специальной литературы и знаний, приобретенных в процессе обучения в университете, проведен расчет быстродействующего автоматического выключателя постоянного тока на номинальное напряжение 550В и номинальный ток 250 А. Конкретно произведены: обзор аналогов, расчет изоляции, расчет токоведущей системы, расчет электромагнитного привода методом участков, расчет дугогасительного устройства, расчет катушек параллельного дутья. Проведен расчет себестоимости нового изделия по фактическим затратам. Рассмотрены вопросы безопасности производства проектируемого аппарата.

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ

№	Наименование документа	Обозначение	Формат
1	Привод, контактная система	1802 345022 024	А1
2	Общий вид выключателя	1802 345022 024	А1
3	Согласование тяговой и механической характеристик, схема замещения	1802 345022 024	А1
4	Дугогасительное устройство	1802 345022 024	А1
5	Блок схема станции управления	1802 345022 024	А1
6	Оценка факторов конкурентоспособности	1802 345022 024	А1

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение надежности эксплуатации преобразовательных установок электротранспорта от разрушительного действия аварийных токов зависят в большой степени от быстроты действия защитной аппаратуры. В настоящее время требуется не только большая разрывная способность автоматического выключателя, но и его динамическая и термическая устойчивость.

Если выключатель обладает большой термической и динамической устойчивостью, но работает медленно, то он не может защитить агрегат от чрезмерных перегревов, не в состоянии предотвратить разрушений, вызываемых огромными электродинамическими силами, или воспрепятствовать возникновению кругового огня на коллекторе машины постоянного тока. Разрушения могут быть предотвращены лишь в том случае, когда выключатель не только быстро обрывает ток короткого замыкания в цепи, но и ограничивает его до сравнительно небольшой величины в процессе роста путем меньшего собственного времени аппарата.

Немалую роль имеет быстрота действия выключателя на пути к достижению селективности отключения при перегрузках и коротких замыканиях. Поэтому нормальная эксплуатация мощных преобразовательных устройств, немыслима без наличия быстродействующих выключателей. Роль быстродействующих выключателей в деле обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии потребителю наглядно показывают наиболее характерные примеры использования этих аппаратов в схемах защиты.

Быстродействующие выключатели необходимы для защиты мощных генераторов и двигателей постоянного тока, для обеспечения защиты вращающихся электрических машин от перегрузок и коротких замыканий при круговом огне на коллекторе или повреждении изоляции.

Применяемые для этой цели выключатели должны быть неполяризованными.

В соответствии с определением, изложенным в ГОСТ 2585-57, выключатели, собственное время отключения которых не превышает пяти тысячных долей секунды, называются быстродействующими.

1. ОБЗОРНАЯ ЧАСТЬ

1.1. Обзор конструкций аппаратов – аналогов проектируемого аппарата

Автоматические быстродействующие выключатели подразделяются на следующие виды:

1. Быстродействующие автоматические выключатели обратного тока (катодные выключатели), применяемые для селективного отключения выпрямителя от шин при повреждение вентиля (например, при обратном зажигании), или для селективного отключения коллекторной машины при возникновении на ее коллекторе кругового огня.

2. Линейные быстродействующие автоматические выключатели ,применяемые для отключения линий постоянного тока при перегрузках и коротких замыканиях.

3. Анодные быстродействующие автоматические выключатели для защиты анодных цепей выпрямителей.

Однако классификация быстродействующих выключателей по назначению является неполной, так как не определяет электрических параметров и защитных характеристик этих аппаратов, без которых не может быть решен вопрос об эффективности их применения для тех или иных условий работы.

Поэтому классификация быстродействующих выключателей дополняется следующими данными:

а) номинальный ток и напряжение;

б) номинальный режим работы;

с) принцип достижения быстроты действия;

г) нормальное положение контактов;

д) направленность действия;

е) наличие органов избирательности и селективности действия.

Рассмотрим каждый из этих признаков классификации в отдельности.

а) Номинальный ток и номинальное напряжение

В настоящее время отечественными заводами электропромышленности автоматические выключатели выпускаются на следующие номинальные токи: 1000, 1500, 2000, 4000, 6000 А и номинальные напряжения: 600, 825, 1000, 3000, 5000 В.

б) Номинальные режимы работы быстродействующих автоматических выключателей

Номинальный режим работы каждого типа быстродействующего автоматического выключателя устанавливается заводом изготовителем.

Как и для каждого электрического аппарата, для работы быстродействующих автоматических выключателей возможны в соответствии с ГОСТ 2774-74, следующие номинальные режимы:

a. Продолжительный режим работы, при котором период нагрузки выключателя номинальным током без отключения продолжается как угодно долго.

b. Прерывисто-продолжительный режим работы, при котором в период нагрузки выключателя температура всех его частей достигает установившегося значения, причем период нагрузки не превышает указанного заводом-изготовителем времени.

c. Кратковременный режим работы, при котором в период нагрузки температура частей выключателя не успевает достигнуть установившегося значения, а в период отсутствия нагрузки снижается до температуры окружающей среды.