Pollife.ru

Стройка и ремонт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конструкция быстродействующего выключателя

Конструкция быстродействующего выключателя

Цель работы: используя натуральные аппараты, и по плакатам и электрическим схемам изучить конструкцию и принцип действия быстродействующих контакторов; проверить работу и соответствие их некоторым техническим данным.

Общие сведения о быстродействующих контакторах

Быстродействующие контакторы служат для защиты силовых электрических цепей от тока короткого замыкания в режиме рекуперативного и реостатного торможения электровозов и электропоездов постоянного тока.

В режиме тяги защиту тока от К.З. обеспечивают быстродействующими выключателями. В режиме электрического торможения БВ оказываются бесполезными при коротком замыкании по двум причинам. Во-первых, БВ может не реагировать на ток К.З., так как чаще всего находится вне контура короткого замыкания. Во-вторых, быстродействующие выключатели типа БВП поляризованы, и при смене направления тока в якорях ТЭД перестают реагировать на ток к.з.

Быстродействующий контактор БК-78Т установлен на электровозах серий ВЛ10, ВЛ11, ВЛ11М. На электропоездах ЭР-2Р, ЭР-2Т, ЭД-2Т, ЭТ-2 используют быстродействующий контактор КМБ-3.

Конструкция быстродействующего выключателя

Быстродействующий контактор БК-78Т (рис.71) состоит из двух текстолитовых пластинок, на которых смонтированы все узлы контактора. В верхней части планок расположен выключающий механизм, латунный кронштейн, на котором укреплены шихтованный магнитопровод и ярмо с отключающей катушкой, а также кронштейн, несущий гибкий шунт, подвижный контакт и магнитопровод с дугогасительной катушкой

Тягой подвижный контакт связан с якорем. Между нижним концом подвижного контакта и скобой натянута контактная пружина, обеспечивающая замыкание подвижного контакта с неподвижным. Неподвижный контакт установлен на рифленой поверхности шинного вывода. Верхний вывод к которому присоединены катушки магнитного дутья, прикреплен к текстолитовой планке.

Дугогасительная камера выполнена из двух стенок, спрессованных из дугостойкого материала КМК-218. Лучи обеих стенок камеры образуют лабиринт, обеспечивающий быстрое гашение дуги. В стенке камеры впрессованы шихтованные полюсов. В камере закреплен рог

Блок вспомогательных контактов и включающий электромагнит укреплены на кронштейне внизу текстолитовых планок. Блок-контакты приводятся в действие изоляционным рычагом, связанным с подвижным контактом. Якорь включающего электромагнита другим изоляционным рычагом связан с защелкой.

1-кронштейн

20-кронштейн, 21-гибкий провод, 22-рог, 23-магнитопровод

24-дугогасительная камера, 25-дугогасительная катушка

26-подвижный контакт, 27-шихтованные полюса, 28- неподвижный контакт.

Действие быстродействующего контактора БК-78Т

В тяговом режиме положение контактов БК не имеет значения.

В режиме рекуперации нормальное положение силовых контактов — замкнутое. Замыкание контактов происходит под действием контактной пружиной 5. Эта же пружина обеспечивает нажатие контактов, который специальным винтом 6, изменяющим натяжение пружины, регулируют при настройке БК.

Размыкание контактов происходит при протекании по отключающей катушке 21 тока около 40 А. Катушка отключающего электромагнита через ограничивающий резистор Rогр подключена параллельно части витков индуктивного шунта ИШ (см. рис.199). Так как сопротивление витков ИШ во много раз меньше, чем цепи катушки 21 , то ток рекупкрации в нормальном режиме протекает исключительно по индуктивному шунту, а отключающая катушка БКотк обесточена. При коротком замыкании ток быстро нарастает, отчего в витках ИШ возникает большая э.д.с. самоиндукции. Под действием этой э.д.с. в отключающей катушке БКотк появляется ток, который вызывает притяжение якоря 1 отключающего электромагнита. Через тягу 7 якорь поворачивает подвижный контакт вокруг оси в сторону размыкания, растягивая контактную пружину 5. При этом защелка 4 попадает в паз держателя 19, фиксируя контакты в разомкнутом положении. В разомкнутом положении они останутся не зависимо от того, есть ли ток в отключающей катушке или нет, до тех пор, пока машинист с пульта не произведет включение БК.

Включение БК производится одновременно с включением быстродействующих выключателей нажатием кратковременно кнопки "Возврат БВ". Главная рукоятка контроллера машиниста при этом должна находиться в нулевой позиции. Катушка включающего электромагнита БКэм (см. рис.199в ) включена параллельно катушке вентиля привода БВ .

Когда по катушке БКэм протекает ток, якорь электромагнита 23 втягивается, а шток его выходит наружу и нажимает на изоляционный рычаг 22. Рычаг поворачивается вокруг оси и поднимает защелку 4, которая выходит из паза держателя 19. Замыкание силовых контактов происходит под действием контактной пружины. После включения БК питание включающей катушки прекращается.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО КОНТАКТОРА БК-78Т

Номинальное напряжение, В…………………………………………………………. 3300

Номинальный ток главных контактов, А……………………………………………. 1000

Предельный отключаемый ток, А……………………………………………………. 2500

Ток отключения (в отключающей катушке), А………………………………………35-50

Разрыв главных контактов, мм…………………………………………………………9-12

Контактное нажатие, Н не менее………………………………………………………..160

Поверхность прилегания главных контактов , %. 70

2- силовой вывод; 4 — защелка; 5 — контактная пружина; 8 — силовой ввод; 10 — якорь отключающего электромагнита; 12 — дугогасительная катушка; 14 — подвижный контакт; 15 — неподвижный контакт ; 17 — дугогасительный магнитопровод; 18 — гибкий шунт ; 19 — держатель подвижного контакта; 20 — магнитопровод отключающего электромагнита; 21 — отключающая катушка; 22 — изоляционный рычаг, поднимающий защелку; 23 — включающий электромагнит.

Порядок выполнения:

1. Пользуясь описанием быстродействующего контактора БК-78, приведенным в данном руководстве, по натуральному аппарату, установленном в лаборатории, и по плакату изучить конструкцию.

2. Проверить работу БК.

2.1 Произвести включение БК. Главные его контакты должны быть разъединены. На пульте включить тумблеры «Сеть», о подаче на лабораторный стенд напряжения 50 В свидетельствует загорание зеленой лампы «Сеть» и красный сигнальных «БВ» и «БК». Тумблер, имитирующий тормозной переключатель, поставить в положение «Моторный»; Тумблер, имитирующий главную рукоятку контроллера машиниста, поставить положение «КМ-С».

Включить кнопку «БВ1», а затем кратковременно нажать кнопку «Возврат БВ». Быстродействующий контактор включается, и лампа «БК» гаснет. При наличии сжатого воздуха одновременно с «БК» произойдет включение быстродействующего выключателя.

Читайте так же:
Аварийный тросовый выключатель steute zs 71

Если главные контакты перед операцией включения были замкнуты, то в процессе включения с ними ничего не происходит: они останутся замкнутыми.

2.2 Произвести включение БК посредством имитации короткого замыкания. Для этого необходимо тумблер, имитирующий тормозной переключатель в положении «Тормозной», а тумблер, имитирующий рукоятку контроллера машиниста-в положение «КМ-1». Затем кратковременно нажать кнопку «Контактор». При этом через катушку отключающего электромагнита возникает импульс тока 40 А. После прекращения тока в катушке контакты БК останутся разомкнутыми, так как срабатывает защелка.

3. Проверить некоторые технические данные быстродействующего контактора.

3.1. Проверить разрыв главных контактов.

При нажатой кнопке «Контактор» с помощью линейки измерить разрыв главных контактов. Измерение нужно производить быстро, так как ток при длительной нажатии кнопки перегружает источники питания. Потом при включенном положении защелкой. Снова измерить разрыв контактов. Разница между первым и вторым измерением не должна быть 1-3 мм.

3.2. Проверить контактное нажатие БК.

Для этого нужно включить быстродействующий контактор, предварительно вложив между контактами бумажку. Петлю динамометра закрепить в нижней части главного подвижного контакта на линии действия контактной пружины. Постепенно тянуть динамометр, стремясь растянуть контактную пружину, до тех пор, пока не освободиться бумажка, затянутая между контактами. В этот момент записать показания динамометра.

3.3. Проверить поверхность прилегания контактов.

Для этого нуно взять лист белой бумаги и лист копировальной бумаги, сложить их вместе и вставить между разомкнутыми главными контактами. Затем произвести включение контактора. При соударении контактов на листе бумаги остается отпечаток рабочей поверхности. По отпечатку после отключения контактора «на глаз» определить прилегания контактов.

Содержание отчета:

1. Назначение быстродействующего контактора БК-78.

2. Кинематическая схема с указанием основных частей БК.

3. Электрическая схема силовой цепи электровоза для режима рекуперации.

Вывод: в ходе лабораторной работы изучил конструкцию и принцип действия быстродействующих контакторов

Управление быстродействующим выключателем

Включение БВ. При включении аккумуляторной батареи подается напряжение на провод 320 по следующим цепям:

• на электровозах ВЛ11 (см. рис. 1.9 на вкладке): +Ш18 АПУ, автоматический выключатель В6 (15 А) “Токоприемники, БВ” на АПУ, провод 47, П3:7, провод 320;

• на электровозах ВЛ 11 м (см. рис. 1.8): +Ш14, X15:7 (до № 140: +Ш13, XI 4:7), провод Э301 на клеммовой сборке пульта помощника машиниста, автоматический выключатель В21 “Токоприемники, БВ” на этом же пульте, провод 320.

Включение быстродействующего выключателя осуществляется включением кнопки “БВ” и нажатием импульсной кнопки “Возврат БВ” на кнопочном выключателе БлКн5. При включении кнопки “БВ” от провода 320 подается напряжение на провод Э404 (рис. 1.24, см. также рис. 1.9 на вкладке). На электровозах ВЛ11 от этого провода напряжение подводится к контактам реле перегрузки РТ35, РТ36 тяговых электродвигателей и реле повышенного напряжения PH 10. На электровозах обеих серий через кнопку “БВ” на ЩПР БлКн7 напряжение подается на провод 405.

От провода 405 образуются цепи:

• контакты реле перегрузки преобразователя двигателя РТ34, провод 414, резистор 1137, включающая катушка дифференциального реле РДФ2 вспомогательных машин, провод 400, корпус;

• резистор Я36, включающая катушка дифференциального реле РДФ1 тяговых электродвигателей, провод 400, корпус.

По включающим катушкам обоих дифференциальных реле начинает протекает ток, сила которого ограничивается резисторами Д36, Д37, поэтому реле остаются выключенными. Кроме того, от провода 405 подается напряжение к диоду Д121. Диодная цепочка, состоящая из диода Д121 и резисторов Д41 и Д42, ограничивает э.д.с. самоиндукции, возникающей при разрыве цепи удерживающей катушки БВ кнопкой “БВ” или контактами аппаратов, включенными в ее цепь.

При нажатии кнопки “Возврат БВ” напряжение от провода 637 через контакты этой кнопки подается на провод Э402 и далее по параллельным цепям:

• провод Э402, блокировки быстродействующих контакторов КБ45 и КБ46, замкнутые при отключенных БК, их включающие катушки КБ45 и КБ46, провод 400, корпус. Если один из быстродействующих контакторов или оба были отключены, они включаются;

• провод Э402, контакты токового реле РТЗЗ электродвигателя вентилятора, провод 403 и далее по параллельным цепям на катушку низковольтного электромагнитного контактора К63 и катушку вентиля “Возврат БВ”, провод 400, корпус. Реле РТЗЗ установлено на электровозах ВЛ11 только с № 245. До № 245 напряжение на вышеуказанные катушки поступает непосредственно от провода Э402. Вентиль “Возврат БВ” впускает сжатый воздух в цилиндр быстродействующего выключателя. Рычаги выключателя перемещаются до соприкосновения якоря с полюсами удерживающего электромагнита, и одновременно срабатывает блокировочное устройство.

После включения контактора К63 образуются цепи:

• на электровозах ВЛ11: +Ш18 АПУ (см. рис. 1.5), автоматический выключатель В11 (25 А) “Дифф. реле”, провод 46, П3:6, провод 319 и далее через контакты и блокировку контактора К63 (см. рис. 1.9 на вкладке и 1.24), катушки дифференциальных реле РДФ1 и РДФ2 на корпус;

• на электровозах ВЛ1 I м по № 140: +Ш13 АПУ (см. рис. 1.7), X14:7, провод Э301, клеммовая сборка пульта помощника машиниста, автоматический выключатель В35 (25 А) “Дифф. реле”, провод 319 и далее по цепям, аналогичным цепям электровоза ВЛ 11;

• на электровозах ВЛ 11 м с № 141: +Ш14 АПУ (см. рис.1.8), автоматический выключатель Б10 (25 А) “Дифф. реле”, провод 45, Х14:2, провод 319 (рис. 1.25) и далее по цепям, аналогичным цепям электровоза ВЛ 11.

Дифференциальные реле тяговых электродвигателей РДФ1 и вспомогательных машин РДФ2 включаются, так как их катушки получают фор-

Читайте так же:
Выключатель рвет фазу или ноль пуэ

Рис. 1.25. Схема цепей управления быстродействующими выключателями на электровозе ВЛII м

сированное питание. Размыкаются контакты обоих дифференциальных реле между проводами Э801, Э813 и Э801, Э809 (см. рис. 1.9 на вкладке). Сигнальные лампы “ТД” и “Вспом. маш.” гаснут, сигнализируя о включении дифференциальных реле. Замыкаются контакты реле между проводами 405, 406 и 406, 433. От провода 405 после их замыкания образуется цепь: провод 433, контакты реле РП29, провод 407, блокировка ПкТ (на электровозе ВЛ 1 I м — ПкТ2), провод 408, удерживающая катушка БВ, провод 400, корпус. Якорь удерживающего электромагнита быстродействующего выключателя притягивается к полюсам.

При отпускании кнопки “Возврат БВ” снимается напряжение с катушек контактора К63 и вентиля “Возврат БВ”. Снятие питания с последнего приводит к тому, что под действием растянутых отключающих пружин силовые контакты быстродействующего выключателя замыкаются. После выключения контактора К63 катушки обоих дифференциальных реле сохраняют питание от провода 405 через резисторы Д37 и Д36, что повышает их чувствительность на отключение.

Изменение положения якоря быстродействующего выключателя приводит к следующему:

• размыкаются блокировки Б В между проводами Э801, Э803 (1-я сверху) и Э801, Э810 (2-я сверху). При включении быстродействующих выключателей на всех секциях сигнальные лампы “1БВ”, “2БВ”, “ЗБВ” и “БВ” гаснут. Если на одной из секций быстродействующий выключатель не включился, через его блокировки сохраняется цепь на сигпаль-

ную лампу БВ этой секции и общую лампу БВ (см. рис. 1.11), поэтому лампы продолжают гореть;

• размыкается блокировка между проводами 598 и 412 (5-я сверху). Цепь катушки счетчика “ИП” отключений БВ разрывается до отключения БВ;

• на электровозах ВЛ11 с № 795 и на ВЛ1 I м размыкается блокировка между проводами 320 и 436 (1-я снизу), чем исключается подъем токоприемников при включенном БВ;

• замыкается двойная блокировка между проводами 598 и 599 (3-я и 4-я сверху), подготавливая цепь катушек вентилей линейных контакторов;

• замыкается блокировка между проводами 320 и 417 (2-я снизу). От провода 320 получает питание катушка реле РП22 (множитель блокировок БВ) и реле времени РВ7. Включением промежуточного реле РП22 подготавливается цепь катушек контакторов вспомогательных машин, а замыканием контактов реле времени РВ7 между проводами 412 и 413 — цепь счетчика “ИП” на срабатывание.

• наличие контактов токового реле РТЗЗ в цепи катушки вентиля “Возврат БВ” обеспечивает восстановление БВ при выключенных мотор-вентиляторах, что исключает подгар силовых контактов БВ тех секций, на которых Б В включены и вспомогательные машины работают;

• на электровозах ВЛ 1 I м для ограничения э.д.с. самоиндукции, возника-^ ющей при разрыве цепи удерживающей катушки Б В, дополнительно к резисторам R41, R42 параллельно катушке включены конденсаторы С5 и С6 (см. рис. 1.25);

• на электровозах ВЛ 11 м с № 373 реле РП22 не применяется, в связи с этим изменена зависимость положения контакторов, включающих вспомогательные машины и электрические печи, от положения БВ (см. ниже);

• на электровозах ВЛ 1 I м с № 373 с целью исключения повреждения катушек дифференциальных реле РДФ1 и РДФ2, которое возможно из-за длительного нажатия кнопки “Возврат БВ”, в цепь катушки контактора К63 включены контакты реле времени РВ7 между проводами 403 и 401 (рис. 1.26). Катушка контактора К63 будет находиться под питанием с момента нажатия кнопки “Возврат БВ” до момента включения реле РВ7, т.е. кратковременно.

Назначение промежуточного реле РП22. Промежуточное реле РП22 увеличивает количество электрических цепей управления, образующихся в зависимости от положения быстродействующего выключателя, т.е. является множителем его блокировок. Контакты реле находятся в цепях катушек контакторов, включающих вспомогательные машины. При коротком замыкании в высоковольтной цепи вспомогательных машин срабатывает дифференциальное реле РДФ2 и разрывает цепь удерживающей катушки БВ. БВ размыкает свои силовые контакты. Ввиду малого количества витков в его дугогасительной катушке и небольшого тока короткого замыкания высоковольтных цепей вспомогательных машин магнитный

Рис. 1.26. Изменения в схеме цепей управления вспомогательными машинами на электровозах ВЛI I м с N° 373

поток дугогасителыюй катушки будет слабым, что может привести к порче БВ. Реле РП22, выключаясь вместе с БВ (размыкается блокировка БВ между проводами 320 и 417), обеспечивает выключение контакторов вспомогательных машин, что облегчает дугогашение на главных контактах Б В.

Изменениям схеме электровозов ВЛ11 м с № 373, связанные с отсутствием реле РП22. Цепи управления вспомогательными машинами. Взамен исключенных из цепи катушек контакторов К51, К53 и К55 блокировок РП22 включена блокировка БВ ВБ1 между проводами 308 и 309 (см. рис. 1.26). Эта блокировка обеспечивает подачу напряжения от автоматического выключателя В25 “Вспомогательные машины” к кнопкам мотор-компрессоров и мотор-вентиляторов только после включения Б В. Напряжение к кнопке “Возбудитель” подается по проводу Э706 от кнопки “Высокая скорость вентиляторов”, т.е. тоже после включения Б В.

Цепь реле времени РВ7. Вместо блокировки БВ между проводами 320 и 417 введена блокировка между проводами 417 и 400.

Цепь управления электрическими печами. Включение контакторов электрических печей К52 и К54 возможно только после включения БВ, так как цепи катушек этих контакторов соединены с корпусом через блокировку БВ между проводами 417 и 400.

Действие счетчика “ИП” отключений БВ. После включения БВ контакты реле времени РВ7 между проводами 412 и 413 замкнуты (см. рис. 1.9

Читайте так же:
Выключатели серии гермес плюс

на вкладке), блокировка БВ между проводами 598 и 412 разомкнута, катушка счетчика “ИП” питания не получает.

При отключении БВ его блокировка между проводами 320 и 417 размыкается (на электровозах ВЛ1 I м с № 373 — между проводами 417 и 400). Катушка РВ7 теряет питание, но якорь реле остается притянутым, а контакты замкнутыми еще 2—3 с (выдержка времени на отпадание якоря). Блокировка БВ между проводами 598 и 412 (на Bill I м — между 590 и 412) замыкается, и от провода 598 (590) в течение 2—3 с поступает питание на катушку счетчика “ИП”. Счетчик срабатывает и фиксирует отключение БВ. Кратковременное образование цепи на катушку счетчика исключает его ложное срабатывание.

• на электровозах ВЛ1 I м с № 373 действие счетчика аналогично рассмотренному выше, но блокировка БВ в цепи катушки счетчика “ИП” включена между проводами 412 и 413, а контакты реле РВ7 — между проводами 590 и 412;

• провод 598 (на электровозах В Л 11 м — 590) получает питание от цепи катушек вентилей линейных контакторов.

История создания быстродействующих выключателей

Электроэнергия является важным сырьем для всех коммерческих операций в большинстве сфер материального производства, и как для любого другого сырья существенным является такое понятие, как качество.

Сегодня понижение напряжения или полное отключение электроснабжения являются наиболее серьезными и критическими проблемами для качества энергоснабжения. Резкие отклонения напряжения электроснабжения в технологических установках производств, могут стать причиной полной остановки производственного процесса и длительных периодов простоя.

Часто падения напряжения вызваны авариями в сетях электроснабжения, а величина падения зависит от относительного местоположения генератора и точки аварии и измерения. Официальная статистика по степени серьезности и распределению падений напряжения отсутствует, но в настоящее время проводятся некоторые измерения среднего масштаба, которые, по ожиданиям, дадут ценную информацию. В исследовании, проведенном одним из основных производителей электроэнергии, замерялись перепады напряжения на 12 участках мощностью от 5 до 30 MВ/A. За 10 месяцев было зафиксировано 858 перепадов, 42 из которых привели к сбоям и финансовым потерям. Хотя на всех этих 12 участках потребителями были низкотехнологичные производства товаров с невысокой добавленной стоимостью, финансовые потери достигли 600 000 евро (в среднем 14 300 евро за один случай или 50 000 евро на участок), а самая большая цифра индивидуальных убытков равнялась 165 000 евро. Очевидно, что заводы, производящие продукцию с высокой добавленной стоимостью, для которых необходимы многоэтапные производственные процессы, столкнулись бы с более высокими потерями.

Для того, чтобы этого избежать, ООО «НПО «Санкт-Петербургская Электротехническая компания» предлагает устройство быстродействующего АВР, которое гарантирует оптимальную защиту энергоснабжения. Данная система обеспечивает непрерывное снабжение потребителя посредством автоматического переключения на резервный фидер и обеспечивает защиту технологического процесса от продолжительных простоев. Более того, благодаря возможности ручного переключения, например, для запланированных отключений, в значительной степени упрощает эксплуатацию установки.

Даже одно успешное переключение, обеспечивающее непрерывность работы установки, предотвращает простои и исключает необходимость использования дорогостоящего процесса повторного запуска, что, в свою очередь, обеспечивает практически полную окупаемость вложений, необходимых на приобретение высокоскоростного переключающего устройства.

Комплекс высокоскоростного переключающего устройства может применяться практически повсеместно, где отключение электроснабжения может привести к остановке производственного процесса и, соответственно, к дополнительным расходам.

Для обеспечения постоянной готовности устройства измеряемое напряжение подается от двух синхронизированных фидеров 6-10 кВ, которые независимы друг от друга. Система решает задачу в непрерывном режиме реального времени, с учетом различных физических факторов, обеспечивая максимально быстрое переключение питания к другому, считающемуся резервным, фидеру.

На рисунке 1 приведена типовая конфигурация электрической сети. Нагрузка разделена между двумя секциями для обеспечения резерва. Секционный выключатель в нормальном состоянии разомкнут. Работают оба фидера. В случае нарушения работы одного из питающих фидеров (нарушение электроснабжения), осуществляется переключение питания на секционный выключатель (на резервную секцию). Автоматический выключатель, выполнявший ранее роль питающего фидера, размыкается, и замыкается секционный выключатель. После этого обе секции питаются от одного фидера. После ввода в работу вышедшего из строя фидера, с целью восстановления нормального состояния, может быть произведено обратное переключение в ручном режиме.

Оптимальные условия работы КБАВР:

  • существование, по меньшей мере, двух синхронных фидеров, независимых друг от друга в нормальных условиях эксплуатации;
  • наличие быстродействующих коммутационных аппаратов;
  • наличие быстродействующих микропроцессорных терминалов защиты, инициализирующих работу БАВР.

В состав устройства БАВР входят следующие функциональные компоненты:

  • шкаф управления БАВР — 1 шт.;
  • выключатель ввода — 2 шт.;
  • секционный выключатель — 1 шт..

В состав шкафа БАВР входят: микропроцессорное устройство РЗА REF 542+, SUE 3000, промежуточные реле и т.д.

На устройства REF 542+ заводятся цепи напряжения соответствующей секции и токовые цепи соответствующего ввода. Устройство REF542+ определяет характер аварийной ситуации и место ее возникновения. Быстродействующий транзисторный выход устройства REF542+ передает команду на переключение в устройство SUE3000.

На устройство SUE3000 заводятся цепи напряжения обеих секций, напряжения на кабелях обоих вводов, токи обоих вводов и секционного выключателя. При поступлении команды от REF542+ устройство SUE3000 принимает единственно возможный в данный момент вариант переключения.

Исключительно важной характеристикой работы высокоскоростного переключающего устройства SUE 3000 является постоянная доступность критериев синхронности, то есть, они рассчитываются в режиме реального времени самим устройством SUE 3000.

По этой причине, при поступлении команды на переключение, режим переключения уже определен и может быть включен немедленно. Это означает значительное повышение готовности к быстрому переключению.

Читайте так же:
Кратность токовой отсечки автоматических выключателей

Системы, которые ожидают определения статуса сети в момент прихода команды, не обладают возможностью выполнить быстрое переключение с минимальной длительностью перерыва электроснабжения.

Высокоскоростное переключающее устройство готово к работе только в том случае, если оба выключателя определенно находятся рабочих положениях и в разных коммутационных состояниях (выключатель ввода включен, секционный выключатель отключен).

Работа системы основана на согласованной работе центрального микропроцессорного устройства, работающего в режиме реального времени, а также периферийных устройств, обеспечивающих сбор, обработку и передачу информации. Функции измерения и обработки аналоговых сигналов осуществляются процессором цифровых сигналов (DSP), а микроконтроллер (МС) обеспечивает логическую обработку и связь с устройством ввода/вывода двоичных сигналов. Процессор передачи данных (СР) необходим для подключения к системе автоматизации верхнего уровня.

Функции быстродействующих прерывателей выполняют специализированные вакуумные выключатели, имеющие быстродействующий интерфейс и модернизированный электромагнитный привод, обеспечивающие в комплексе общий цикл вкл/откл 30-35 мсек.

Устройство непрерывно сравнивает мгновенные величины (векторные) напряжений секций. Система использует следующие критерии синхронности напряжений секции:

1. φ< φмax — угол сдвига фаз. Угол сдвига фазы определяется между напряжениями секций. Предельные значения для создания критериев синхронности могут изменяться индивидуально для шин с отставанием и опережением. Типичное значение ? 20°.

2. Δƒ < Δƒмax — разность частот. Система определяет разность частот между напряжениями секций. С точки зрения процесса переключения, разность частот обеспечивает отображение возможного режима вращения по инерции подключенных потребителей (например, двигателей среднего напряжения), а также отображение их динамических нагрузок. Обычная установка 1 Гц.

3. Uмгнов. > UMin1 — контроль уровня напряжений секций является важным критерием оценки переключения. Система КБАВР готова к переключению, если в наличии имеется секция со здоровым напряжением. UMin1 устанавливается на уровне 80% UNominal.

4. Uмгнов. > Umin2 — значение уровня напряжения секции с повреждением играет важную роль в выборе режима переключения. В том случае, если напряжение секции находится ниже установленного значения (U обычно устанавливается на уровне 70% UNominal), быстрое переключение не выполняется.

Система КБАВР постоянно в непрерывном режиме оценивает состояние синхронности напряжений секции согласно приведенным критериям. Существуют 4 основных режима переключения выключателей:

  • собственно быстрое переключение;
  • собственно быстрое переключение;
  • переключение по остаточному напряжению;
  • переключение с фиксированной выдержкой времени.

Тот или иной тип переключения выключателей определяется автоматически на основе оценки состояния синхронности напряжений секций.

Быстрое переключение является оптимальным режимом переключения для обеспечения, в случае возникновения неисправности, минимальной длительности нарушения электроснабжения. В том случае если статус сети не допускает использование такого режима, выбираются менее быстрые режимы переключения.

Выполнение быстрого переключения является наиболее предпочтительным и наиболее важным функциональным принципом системы. Быстрое переключение происходит, когда напряжения секций находятся в пределах заданных параметров в момент включения, например, сдвиг и угол фаз ограничены между сетями, а напряжение резервного фидера находится выше минимального значения. В такой момент высокоскоростным переключающим устройством, как правило, синхронно передаются команды на замыкание и размыкание автоматических выключателей. Бестоковый период переключения, возникающий в этом случае для пользователей, зависит исключительно от разности между временем на замыкание и размыкание соответствующих автоматических выключателей. Такое время, для специализированных вакуумных выключателей, обычно находится в пределах нескольких миллисекунд, поэтому можно признать работу установки бесперебойной.

Переключение при 1-м совпадении фазы производится, когда отсутствуют критерии синхронного состояния в момент включения, из-за которых, по физическим причинам, невозможно быстрое переключение.

В первую очередь, без задержки отключается выключатель аварийного ввода. После этого, подключенные потребители лишаются питания, и происходит вращение по инерции. Для включения секционного выключателя возможно использование различных моментов времени, в которых обеспечивается режимы синхронности.

Для переключения при 1-м совпадении фазы команда на отключение аварийного ввода передается немедленно, и включение секционного выключателя происходит в момент возникновения первого минимума разности между напряжениями аварийной и исправной секцией шин (UStand-by — UBusbar).

— окно подключения (зависит от времени включения выключателя и dφ/dt).

UStand-by — напряжение исправной секции шин.

UBusbar — напряжение аварийной секции шин.

φ — угол между UStand-by и UBusbar.

dφ/dt — скорость изменения угла между UStand-by и UBusbar
(обусловленная Δƒ).

UВВ — напряжение аварийной секции шин.

UDiff — разность между напряжением резервного ввода и напряжением аварийной секции шин.

IFeeder 1 — ток ввода 1.

IFeeder 2 — ток ввода 2.

Высокоскоростное переключающее устройство определяет направление изменения разности напряжений и момент времени 1-го совпадения фаз посредством упреждающего расчета. Для обеспечения компенсации времени на обработку данных для определенной установки (время реакции системы, время включения выключателя) команда на включение передается прежде чем возникает первый минимум разности напряжений в пределах предварительно определенного окна подключения.

Переключение по остаточному напряжению применяется в том случае, если невозможно использовать подключение при первом совпадении фазы. Условия в момент отключения выключателя аварийной секции шин аналогичны условиям для переключения при 1-м совпадении фазы. Только само включение секционного выключателя отличает данный режим от режима переключения при 1-м совпадении фазы.

Включение секционного выключателя происходит, когда напряжение на аварийной секции шин понизилось до установленного предельного значения.

Подключение происходит без анализа угла или разности частот, то есть без обеспечения синхронности. В связи с тем, что напряжение на аварийной секции шин достигло достаточно низкого значения остаточного напряжения, переходные эффекты при переключения являются допустимыми.

Читайте так же:
Автоматические выключатели авм 15св технические характеристики

Переключение по времени происходит, когда ни одно другое переключения не было выполнено в течение заранее установленного времени. Такой режим переключения является резервным и происходит по истечении фиксированного промежутка времени.

Время задержки устанавливается на заводе-изготовителе Tdelay-time = 2 s. Тем не менее, оно должно превышать максимальное время переключения по остаточному напряжению, чтобы, по крайней мере, обеспечить соблюдение условий переключения по остаточному напряжению. Это требование, в основном, выполняется заводскими установками.

Большинство промышленных производств с чувствительными для перепадов напряжения процессами имеют две независимые секции электропитания и автоматические системы переключения в случае перерывов в электроснабжении. Если одна из секций выходит из строя, переключатель выполняет запуск резервной секции. Однако эти системы часто не могут реагировать достаточно быстро и нормально распознавать скачки напряжения или угрозу прерывания. КБАВР обеспечивает действительно быстрое переключение на резервную секцию электропитания и сохраняет качество электроснабжения.

Из-за быстрого времени срабатывания, угол фазы между шиной и альтернативным электропитанием сдвигается только очень немного в случае нарушения электроснабжения, и фидеры остаются синхронизированными. Кроме того, если используется полноразмерный выключатель, никакой дополнительный прерыватель для защиты фидера не нужен. С полной характеристикой короткого замыкания до 25 kA (ток отключения) и номинальным током 1250 A, выключатели являются подходящими для стандартной защиты.

Рассмотренное решение представляет собой высококачественную систему для более эффективного управления электропитанием. КБАВР — оптимальное решение проблем на промышленных производствах, происходящих в результате мгновенных и длительных прерываний напряжения. Автоматическое переключение на резервное электроснабжение менее чем за 1,5 цикла позволяет избежать потери дорогостоящего времени и увеличивает качество напряжения на шине, в то же самое время обеспечивая защиту от короткого замыкания.

ООО»НПО «Санкт-Петербургская Электротехническая компания» в 2006 году внедрила системы БАВР на ОАО «Уфанефтехим», в настоящее время идет внедрение на предприятиях: ОАО «Омский НПЗ» (СИБНЕФТЬ), ООО «Тольятти-Каучук», ОАО «Уфаоргсинтез».

Андрей ЯНУКОВИЧ,
ведущий инженер ООО «НПО «Санкт-Петербургская Электротехническая компания».

Быстродействующий выключатель

Быстродействующий выключатель (БВ) — коммутационный аппарат, применяющийся в системах тягового электроснабжения, на электроподвижном составе и в электрооборудовании гальванических линий для защиты электрических цепей постоянного тока при коротких замыканиях и перегрузках, а также для оперативных отключений. БВ характеризуется отключающей способностью, выражающейся наибольшим значением тока короткого замыкания, который они надёжно отключают при наиболее неблагоприятных условиях.

Содержание

Классификация быстродействующих выключателей

Для быстродействующих выключателей приняты следующие классификации:

  • линейные (фидерные);
  • катодные;
  • поляризованные — срабатывают автоматически не только от силы тока, но и от его направления;
  • неполяризованные — срабатывают только в зависимости от силы тока;
  • с пружинным отключением;
  • с пружинно-магнитным отключением;
  • с электромагнитным отключением;

Типы быстродействующих выключателей

Выключатели БВП-3, БВП-5 (быстродействующий выключатель поляризованный), стоящие на советских грузовых электровозах (ВЛ8, ВЛ23, ВЛ10, ВЛ11 и др.) — БВ в классическом понимании, так как во включенном состоянии удерживаются только электромагнитными силами без участия механических деталей, что многократно ускоряет их отключение. Якорь БВ (подвижный контакт) приводится во включенное положение пневматическим цилиндром и удерживается низковольтной (50 вольт) удерживающей катушкой. На одном сердечнике с ней намотан размагничивающий виток, по которому протекает ток тяговых двигателей электровоза. Направления протекания тока в катушке и витке — противоположные, поэтому при повышении тягового тока сверх допустимого магнитный поток удерживающей катушки взаимоуничтожается потоком размагничивающего витка и якорь БВ отпадает.

Так как выключатель срабатывает лишь при одном направлении протекания силового тока, он называется поляризованным и не в состоянии сработать при коротком замыкании в режиме электроторможения, когда ток протекает в обратном направлении — из электровоза в контактную сеть. Поэтому для режима рекуперативного торможения в схему электровоза введены быстродействующие контакторы (БК), при коротком замыкании в режиме рекуперации разрывающие цепь возбуждения двигателей. В результате ток опрокидывается в моторный — и в этот момент отключается БВ.

ЯВ-1001 (ящик выключателей), стоящий на электровагонах метро типа 81-717/714 («номерных»), не является БВ в классическом понимании, но называется так по традиции. Он состоит из четырёх общепромышленных трёхфазных автоматов А3722П (660 В, 250 А), фазы которых соединены последовательно для надёжной работы при напряжении КС метрополитена (825 вольт), между собой автоматы в каждой паре также соединены последовательно. Первая пара автоматов включена в цепь тяговых двигателей №№1 и 3, вторая пара — в цепь ТЭД №№2 и 4. Включаются автоматы при помощи электромагнитных (на поздних сериях — пневматических) приводов, отключаются при подаче напряжения на катушки независимых расцепителей либо в аварийной ситуации под действием тока короткого замыкания.

Электромагнитный привод состоит из транзисторного инвертора, преобразующего постоянное напряжение цепей управления (75 вольт) в переменное частотой 400 Гц, вольтодобавочного трансформатора, повышающего напряжение, накопительного конденсатора и включающих электромагнитов. При нажатии на кнопку включения БВ инвертор начинает заряжать конденсатор, по достижении нужного напряжения конденсатор подключается к электромагниту и электромагнит включает автомат.

Чешские быстродействующие выключатели 4HC (электровозы ЧС1, ЧС3), 12HC (ЧС2, ЧС7) — также не истинные БВ, а автоматические выключатели защёлкивающего типа, включение их производится электромагнитным (4HC) или пневматическим (более мощный 12HC) приводом, отключение происходит либо при протекании по силовой отключающей катушке такого тока, который вызывает втягивание якоря, выбивающего защёлку из зацепления с храповиком, либо при обесточивании удерживающей катушки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector