為了使接觸器不會發(fā)生觸頭粘連燒蝕,延長接觸器壽命,接觸器要躲過負載啟動最大電流,還要考慮到啟動時間的長短等不利因數(shù),因此要對接觸器通斷運行的負載進行分析,根據(jù)負載電氣特點和此電力系統(tǒng)的實際情況,對不同的負載啟停電流進行計算校合。
1.控制電熱設備用交流接觸器的選用
這類設備有電阻爐、調(diào)溫設備等,其電熱元件負載中用的繞線電阻元件,接通電流可達額定電流的1.4倍,如果考慮到電源電壓升高等,電流還會變大。此類負載的電流波動范圍很小,按使用類別屬于AC-1,操作也不頻繁,選用接觸器時只要按照接觸器的額定工作電流Ith等于或大于電熱設備的工作電流1.2倍即可。
2.控制照明設備用的接觸器的選用
照明設備的種類很多,不同類型的照明設備、啟動電流和啟動時間也不一樣。此類負載使用類別為AC-5a或AC-5b.如果啟動時間很短,可選擇其發(fā)熱電流Ith等于照明設備工作電流1.1倍。啟動時間較長以及功率因數(shù)較低,可選擇其發(fā)熱電流Ith比照明設備工作電流大一些。表2為不同照明設備用接觸器選用原則。
3.控制電焊變壓器用接觸器的選用
當接通低壓變壓器負載時,變壓器因為二次側(cè)的電極短路而出現(xiàn)短時的陡峭大電流,在一次側(cè)出現(xiàn)較大電流,可達額定電流的15~20倍,它與變壓器的繞組布置及鐵心特性有關(guān)。當電焊機頻繁地產(chǎn)生突發(fā)性的強電流,從而使變壓器的初級側(cè)的開關(guān)承受巨大的應力和電流,所以必須按照變壓器的額定功率下電極短路時一次側(cè)的短路電流及焊接頻率來選擇接觸器,即接通電流大于二次側(cè)短路時一次側(cè)電流。此類負載使用類別為AC-6a.
4.電動機用接觸器的選用
電動機用接觸器根據(jù)電動機使用情況及電動機類別可分別選用AC-2~4,對于啟動電流在6倍額定電流,分斷電流為額定電流下可選用AC-3,如風機水泵等,可采用查表法及選用曲線法,根據(jù)樣本及手冊選用,不用再計算。
繞線式電動機接通電流及分斷電流都是2.5倍額定電流,一般啟動時在轉(zhuǎn)子中串入電阻以限制啟動電流,增加啟動轉(zhuǎn)矩,使用類別AC-2,可選用轉(zhuǎn)動式接觸器。
當電動機處于點動、需反向運轉(zhuǎn)及制動時,接通電流為6Ie,使用類別為AC-4,它比AC-3嚴酷的多。可根據(jù)使用類別AC-4下列出電流大小計算電動機的功率。公式如下:
Pe=3UeIeCOS¢η,
Ue:電動機額定電流,Ie:電動機額定電壓,COS¢:功率因數(shù),η:電動機效率。
如果允許觸頭壽命短,AC-4電流可適當加大,在很低的通斷頻率下改為AC-3類。
根據(jù)電動機保護配合的要求,堵轉(zhuǎn)電流以下電流應該由控制電器接通和分斷。大多數(shù)Y系列電動機的堵轉(zhuǎn)電流≤7Ie,因此選擇接觸器時要考慮分、合堵轉(zhuǎn)電流。規(guī)范規(guī)定:電動機運行在AC-3下,接觸器額定電流不大于630A時,接觸器應當能承受8倍額定電流至少10秒。
對于一般設備用電動機,工作電流小于額定電流,啟動電流雖然達到額定電流的4~7倍,但時間短,對接觸器的觸頭損傷不大,接觸器在設計時已考慮此因數(shù),一般選用觸頭容量大于電動機額定容量的1.25倍即可。對于在特殊情況下工作的電動機要根據(jù)實際工況考慮。如電動葫蘆屬于沖擊性負載,重載啟停頻繁,反接制動等,所以計算工作電流要乘以相應倍數(shù),由于重載啟停頻繁,選用4倍電動機額定電流,通常重載下反接制動電流為啟動電流2倍,所以對于此工況要選用8倍額定電流。
5.電容器用接觸器選用
電容器接通時電容器產(chǎn)生瞬態(tài)充電過程,出現(xiàn)很大的合閘涌流,同時伴隨著很高的電流頻率振蕩,此電流由電網(wǎng)電壓、電容器的容量和電路中的電抗決定(即與此饋電變壓器和連接導線有關(guān)),因此觸頭閉合過程中可能燒蝕嚴重,應當按計算出的電容器電路中最大穩(wěn)態(tài)電流和實際電力系統(tǒng)中接通時可能產(chǎn)生的最大涌流峰值進行選擇,這樣才能保證正確安全的操作使用。
選用普通型交流接觸器要考慮接通電容器組時的涌流倍數(shù)、電網(wǎng)容量、變壓器、回路及開關(guān)設備的阻抗、并聯(lián)電容器組放電狀態(tài)以及合閘相角等,一般達到50至100 額定電流,計算時比較煩瑣,可以參見文獻1.
如果電容器組沒有放電裝置,可選用帶強制泄放電阻電路的專用接觸器,如ABB公司的B25C、B275C系列。國產(chǎn)的CJ19系列切換電容器接觸器專為電容器而設計,也采用了串聯(lián)電阻抑制涌流的措施。
選用時參見樣本,而且還要考慮無功補償裝置標準中的規(guī)定。電容器投入瞬間產(chǎn)生的涌流峰值應限制在電容器組額定電流的20倍以下(JB7113-1993低壓并聯(lián)電容器裝置規(guī)定);還應考慮最大穩(wěn)態(tài)電流下電容器運行,電容器組運行時的諧波電壓加上高達1.1倍額定工作時的工頻過電壓,會產(chǎn)生較大的電流。電容器組電路中的設備器件應能在額定頻率、額定正弦電壓所產(chǎn)生的均方根值不超過1.3倍額定電流下連續(xù)運行,由于實際電容器的電容值可能達到額定電容值1.1倍,故此電流可達1.43倍額定電流,因此選擇接觸器的額定發(fā)熱電流應不小于此最大穩(wěn)態(tài)電流。
不同負載下交流接觸器的選用
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