双电源互投互复控制设计.doc

长沙学院 电气设计说明书题 目： 双电源互投互复控制电路 系 部： 电子与通信工程系 专 业： 电气工程及其自动化 学 号： XX 班 级： 电 气 1 班 姓 名： XX 分 数： 指 导 老 师： XX 2011 年 9 月 24 日 电气控制课程设计任务书系（部）：电子与通信工程系 专业：电气工程及其自动化 指导教师：XX课题名称双电源互投互复控制设计设计内容及要求对于两个小型电网，每个电网都有自己的负荷（30KW），两电网独立供电。当其中一个供电网供电中断时，可由另一供电网对所有负荷自动进行供电。当电源恢复供电时，自动恢复至独立供电。应对可能出现的触电竞争现象进行防范。应具备手动、自动、保护、指示等功能。应对负荷的自备电站的反向送电进行防范。电源恢复供电时，负荷的解裂时序配合应引起注意。设计工作量1、设计电气原理图。2、选择电气元件，制订元件目录表。3、设计电控柜安装布置图和控制台面板布置图。4、设计电控柜安装接线图和控制台面板安装接线图。5、列出参考资料目录。6、编写设计说明和使用说明书，写出设计小结。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第12天收集材料，方案论证第34天电气原理图的设计，元器件选型和计算，制订元件目录表第56天设计电控柜安装布置图和控制台面板布置图第78天设计电控柜安装接线图和控制台面板安装接线图第910天编写设计说明和使用说明书教研室意见年 月 日系（部）主管领导意见年 月 日长沙学院课程设计鉴定表姓名XX学号XX专业电气工程及其自动化班级电气1班设计题目双电源互投互复控制设计指导教师XX指导教师意见：评定等级： 教师签名： 日期： 答辩小组意见：评定等级：答辩小组长签名：日期：教研室意见：教研室主任签名： 日期： 系（部）意见：系主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类； 目录一、概述5二、设计要求5三 、设计思路5四、电气元件选型5五、设计原理图7六、设计布置图8七、设计接线图10八、使用说明和注意事项12九、设计心得12十、参考资料13一、概述通过对工厂电气控制设备电气控制系统的设计实践，使学生了解一般电气控制设计过程、设计要求、设计内容、设计方法，能根据生产机械的拖动要求及工艺需要进行电气控制设计并制定有关技术文件。培养学生综合运用已学知识解决实际工程技术问题的能力、查阅图书资料和各种工具书的能力、工程绘图能力、撰写技术报告和编制技术资料的能力，受到一次电气工程安装和调试方面的基本训练。二、设计要求对于两个小型电网，每个电网都有自己的负荷（30KW），两电网独立供电。当其中一个供电网供电中断时，可由另一供电网对所有负荷自动进行供电。当电源恢复供电时，自动恢复至独立供电。应对可能出现的触电竞争现象进行防范。应具备手动、自动、保护、指示等功能。应对负荷的自备电站的反向送电进行防范。电源恢复供电时，负荷的解裂时序配合应引起注意。三 、 设计思路没有母联并列时，两个小型电网独立供电。1号电网给1号负荷供电，2号电网给2号负荷供电。要使当其中一个供电网供电中断时，另外一个供电网对所有负荷供电，则可以在1号和2号主负荷线之间安装一个母联接触器，通过控制母联接触器来控制两电网的互投互复。为了应对触电竞争现象的发生，可以适当的延时，可以使用延时继电器，但是多接一个中间继电器会更好些。而且电源恢复供电时，其负荷的解裂时序也不会出错。在控制电路里安装一个转换开关，就可以实现手动和自动的转换。至于主电路的保护可以使用含有过载和短路保护的空气开关，控制电路里使用熔断器。可以使用5个指示灯来指示各种工作状态。四、电气元件选型这次设计使用了交流接触器、中间继电器、断路器、熔断器、常开按钮、转换开关、旋转开关以及指示灯。交流接触器：本次使用了两种不同型号接触器，根据主触头的额定电压与额定电流选择公式UKMNUNIKMNIN=PNKUNK=1 1.4KM1和KM2选用主触头额定电压大于或等于UN =380v，额定电流大于或等于IN =158A的交流接触器，其控制功率应该大于PN=60kw。故选择的型号为CJX8-105，其额定电压大于380v，额定电流为170A，控制功率110kw。KM3选用的交流接触器其控制功率为30kw ，额定电流为79A，选择型号为CJX8-65，其额定电流为65A，控制功率为40kw。中间继电器：根据电气设计原理图，可知KA1和KA3都要使用2个常开和2个常闭触头，而KA2和KA4则只有使用1个常开触头就行了。如果选择2款不同的中间继电器，则会增加采购成本和维修成本。故只要选择一款就行了。根据其线圈工作的额定电压220AC，本次选择了JZ7-22中间继电器，其拥有2常开和2常闭触头。断路器：此次断路器的选择除了满足额定电压和额定电流不小于电路的工作电压380V和电流158A外，其还应具有短路保护和过载保护。故此次选择了DZ20Y-225。熔断器：本次熔断器是用在控制电路里面，而初步的估算控制电路的工作电流小于8A，根据熔体的额定电流选择公式IFUN1.5 2.5IN可以选择RL1-15 ，其熔断电流额定值为15A，额定电压220AC常开按钮：此次设计使用了2个启动按钮，其颜色为绿色的，根据其工作电压和电流选择了LA19-11。转换开关：组合开关实现了手动和自动的转换，其共有3个档位，分别为自动档、停止档、手动档。故选择了HZ10-25/3 。旋转开关：用于接通和断开电路，根据工作电流和电压选择了LW62A 。指示灯：5个指示灯的工作电压都为220AC，其中HL1、HL3和HL5为绿色灯，表示启动或是接通状态。HL2和HL4为红色的灯，表示停止或是断开状态。 元件目录表序号代号名称数量规格型号1KM1、KM2 交流接触器2CJX8-1702KM3交流接触器1CJX8-653KA1、KA2、 KA3、 KA4中间继电器4JZ7-224FU1 、FU2、 FU3 、FU4熔断器4RL1-155SB1、SB2按钮2LA19-116SA1、SA2转换开关2HZ10-25/37SA3、SA4旋转开关2LW62W8QF1、QF2、QF3断路器3DZ20Y-2259HL1、HL2、HL3、HL4、HL5指示灯5YD11-30/41八、使用说明和注意事项工作过程：在启动双电源系统时，先将主电路的断路器QF1和QF2，以及负荷母线上的断路器QF3合上。当正常工作后，将旋转开关SA3和SA4合上，为母联做好准备。（下面以1段供电母线为例，介绍双电源工作模式，此同样适合2段母线）双电源互投互复系统通过转换开关SA1可以工作在手动状态和自动状态。当将转换开关SA1打到自动档时，如果1段供电母线来电，那么KA1线圈得电。KA1常闭触头断开，使得母联控制线路断开。而KA1常开触头闭合，导致KA2线圈得电，从而KA2常开触头闭合，使得KM1线圈得电，KM1主触头闭合，1段母线对1段负荷开始供电。两电网独立供电时，母联接触器KM3 是断开的。当其中一个电网断电时，假如2段供电母线断电，则KM2主触头断开，即2段母线和2段负荷断开。而2号控制电路也断电，故KA3线圈失电，导致KA3常闭开关闭合，从而接通了母联控制电路，使得KM3线圈得电，故母联接触器主触头闭合，从而1段供电母线也开始向2段负荷供电。当2段供电母线来电时，此时KA3线圈重新得电，使得母联控制线路断开，从而1号电网停止对2段负荷供电。而2段母线重新和2段负荷接通供电。当将转换开关SA1打到手动档时，按下启动按钮SB1 ，则启动了1段供电母线供电（其他地方和自动时一样）。若要断开供电，只要将SA1打到停止档即可。指示灯含义：HL2亮表示1段母线有电，但没有向1段负荷供电。不亮表示1段母线停电。HL1亮表示1段母线正在供电，不亮表示1段母线没有供电。HL4亮表示2段母线有电，但没有向2段负荷供电。不亮表示2段母线停电。HL3亮表示2段母线正在供电，不亮表示2段母线没有供电。HL5亮表示正在母联，不亮表示母联断开。注意事项：1. 先选择工作档位，再闭合断路器，才能启动电路。2. 在工作状态下，不要轻易断开断路器，防止触电。3. 在手动档工作状态下，当之前断电的母线恢复供电的过程中，应注意指示灯HL2或HL4的亮灭情况，来操作电路。4. 一般情况是当双电源开始供电的时，才合上用于手动控制的旋转开关SA3和SA4。九、设计心得就像当初从大三一下子掉入大四一样，一开学的电气课程设计，让人有点突然，有点紧张。毕竟以前都是在期末的时候或是学完一门课以后在搞课程设计的。而且电气控制这门课是上个学期开的，过了一个暑假，难免有些东西会忘掉的。课程设计的流程倒是永远没有改变。第一天我们去了理工楼，分了组，安排了课程设计题目，然后马不停蹄的跑到图书馆去借相关资料。我的题目是双电源互投互复系统的设计，仔细的分析了一下，原理上倒不是很难，难的是画各种图纸。这次瞿老师看来是动真格了，他要我们除了设计出电器原理图，还要设计布置图和接线图。那也就算了，但是元器件的选型和尺寸规格选择，还真是让人头疼。毕竟以前大家搞课程设计，都只是搞出原理图，能在理论上满足条件就行了，如今要搞出一个具有实际意义的设计，那还真是第一次碰到。正如预料的一样，原理草图几个小时就搞定了，而这才刚刚开始。要画图，就必须使用CAD制图工具了，可那是大一第一个学期上过的课，如今3年过去了，都忘的差不多了，于是只能跑到图书馆借了一本CAD教程重新开始学。在草稿纸上画个图很简单，十多分钟就可以搞定，但是在CAD上画，刚开始那可真麻烦。由于CAD上没有现成的电气元件模块，所以必须一个一个的，一笔一划的画出来，然后生成块，为以后画图做好准备。可想而知，这个工作量还是蛮大的。画原理图还是小事，关键是画控制柜和控制面板的布置图。要想画出来的布置图符合实际操作，那就必须先选好电气元件型号，然后去网上查找该型号元件的外形尺寸。而选型，必须计算出电路的设计参数，然后根据参数去网上寻找合适的电气元件。还好，我发现了一个蛮好的网站：上海人民电器开关厂。这个网站里有各种常用元器件的型号、参数、尺寸规格。至于画接线图，刚开始我也不知道怎么画，毕竟是第一次接触这些东西。后来我突然想起我暑假曾在工厂里，见过组装接线图，于是我就仿造他们的办法，把接线图给搞定了。其实这次电气课程设计，实际意义远远超出了它的教学目的。因为以前的设计都是纸上谈兵，纯理论上的东西，没有多少实际意义，更谈不上现实应用。而这次课程设计，重点是实际应用。即除了要满足设计要求，还要考虑设计的经济性、实用性、维修的方便性等等。而我们马上就要出去找工作了，以后工作中，你的设计必须经济实用、