Nashidvery.ru

Наши Двери
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Защита автоматическими выключателями

Защита автоматическими выключателями

1 кВ, так как после отключения они готовы к быстрому повторному включению. Это аппараты многократного действия, снабженные устройствами выдержки времени, обеспечивающие избирательное действие защиты. Все автоматы имеют в каждой фазе максимальное токовое реле прямого действия, называемое расцепителем. Расцепитель состоит из двух элементов: нагревательного на основе биметаллической пластины, осуществляющего защиту от перегрузки с выдержкой времени, называемого тепловым, и электромагнитного элемента, осуществляющего максимальную токовую защиту с выдержкой или без выдержки времени — отсечку при токах КЗ. Некоторые типы автоматов, например серии ВА-50, АЕ-2000 и др., кроме указанных расцепителей, имеют еще независимые и минимальные. Независимые — для дистанционного отключения автомата. Расцепитель минимального напряжения работает аналогично реле минимального напряжения и отключает выключатель при снижении напряжения в сети ( Uсети £ 0,7 × Uн ). Некоторые серии автоматов выпускаются с дистанционным приводом включения и отключения, что позволяет автоматизировать управление цеховыми ЭП. Ряд серий автоматов (А3700, ВА62, «Электрон») вместо теплового расцепителя максимального тока содержат полупроводниковый (может быть также и электромагнитный расцепитель).

Автоматы выпускаются двухполюсными для постоянного тока напряжением до 440 В включительно, двух- и трехполюсными для переменного тока напряжением до 660 В включительно.

Номинальные токи автоматов — от 50 до 5000 А, и отключают токи КЗ в сетях 0,4 кВ от 10 кА до 65 кА (серии «Электрон»), что соответствует мощности трансформатора до 2500 кВА.

В осветительных сетях 220-380 В, имеющих глухозаземляющую нейтраль, желательно применять однополюсные автоматы. В этом случае при замыкании на землю отключается только треть светильников.

Автоматические выключатели обеспечивают защиту от перегрузок:

— с помощью тепловых расцепителей, действующих с выдержкой времени, обратно зависимой от тока перегрузки;

— расцепителями с часовым механизмом (с обратно зависимой от тока характеристикой);

— с помощью полупроводниковых расцепителей (с обратно зависимой от тока характеристикой);

— комбинированными расцепителями, обеспечивающими защиту от перегрузок (с обратно зависимой от тока характеристикой) и токов КЗ мгновенного действия и с выдержкой времени, обеспечивающей селективность действия.

Комбинированный расцепитель автомата (П тип расцепителя) — это может быть тепловой, с часовым механизмом и полупроводниковый с обратно зависимой от тока характеристикой и электромагнитный максимального тока (серии А3100, А3700, ВА50) или полупроводниковый (серии А3700, «Электрон» и др.), обеспечивающий защиту как от перегрузок, так и от токов КЗ (см.рис. П.4.3 в приложении).

Автоматические выключатели для защиты только от токов КЗ имеют один расцепитель максимального тока — электромагнитный или полупроводниковый с мгновенным действием при КЗ (I тип расцепителя) или с выдержкой времени для обеспечения селективности действия (Ш — тип расцепителя), а также имеют регулировку уставки срабатывания выключателя (А3700 и др.).

Приведем классификацию выключателей серии ВА53-41, ВА55-41 и ВА56-41 и их различия.

Указанные выключатели различаются: по максимально токовой защите (ВА53 — токоограничивающие с полупроводниковыми максимальными расцепителями тока для защиты в зоне токов перегрузки и короткого замыкания и для защиты от однофазных КЗ; ВА55 — с полупроводниковыми максимальными расцепителями тока с выдержкой времени для защиты в зоне токов перегрузки и КЗ и для защиты от однофазных КЗ; ВА56 — автоматические без максимальных расцепителей тока, разработанные на базе ВА55); по числу полюсов (двух и трехполюсные, в одном габарите); по способу присоединения внешних проводников к выводам главной цепи (переднее и заднее присоединение — выключатели стационарного исполнения; заднее присоединение — выключатели выдвижного исполнения).

Условия выбора автоматических выключателей и предохранителей

Тип автоматаТип расцепителяУсловия выбора
По нагреву расчетным токомПо условиям пере- грузки пусковыми токами (Iпуск) или пиками нагрузки (Iпик)По условиям селективности
«Электрон» (регулируемые)Полупроводниковое реле МТЗ 1 и Ш-типа (селективные)Iн.расц ³ Iм Iн.расц ³ Iнэп1.Iкзрасц ³1,5×Iпуск 2. tперегр ³ 1,5×tпускtср вышележащей ³ 1,5×t cр нижележащей ступени tоткл = tмгн = 0,25; 0,45; 0,7 с
П- и 1У-типа (неселективные) мгновенного действияНе селективные Для ЭО6 tоткл = tмгн = 0,025-0,035 с Для остальных tоткл = tмгн = 0,045-0,06 с
АВМ (регулируемые)1 типа (неселективный с защитой только от токов КЗ) АВМ. БIмгн = 1,25×Iпускtмгн = 0,03-0,095 с Селективность не обеспечивается, если расчетный ток КЗ в линии, защищаемой меньшим выключателем, превышает или большего выключателя
II типа (неселектиный с защитой от перегрузки и от токов КЗ) АВМ. Н1. Iкз ³ Iпуск 2. tперегр> 1,5×tпуск
III типа (селектиный с защитой от перегрузки и от токов КЗ) АВМ. СIкз ³ Iпуск tперегр ³ 1,5×tпускIперегр, Iкз большего выключателя превышает эти уставки у меньшего выключателя tкз = 0,25; 0,4; 0,6 с

Продолжение таблицы 4.8.

А-3700 (регулируемые)а) Полупровод- никовый с защитой в зоных прегрузки и зонах КЗ (селективный) А3733-А3734, А3793-А3794Iн.расц ³ Iм Iн.расц ³ Iнэп1. Iкз ³ 1,5×Iпуск 2. tперегр ³ 1,5×tпускКак у «Электрона» с реле 1 и III типов tкз = 0,1; 0,25; 0,4 с
б) Расцепитель полупроводниковый, но без защиты в зоне перегрузок (селективный в зоне КЗ) А3733-А3734, А3703-А3794Iкз ³ 1,5×Iпускtсраб вышележащей ступени ³1,5 × tсраб нижележащей ступени tкз = 0,1; 0,25; 0,4 с
А-3700 (нерегулируемые)С полупроводниковым расцепителем как в пункте «а», но без выдержки времени в зоне токов КЗ (неселективный) плюс электромагнит. расцепитель, действ. при токах в 8,5-10 раз превышающих Iнр А3713-А3793, А3714-А37942. Iкз ³1,5×Iпуск 2. tперегр ³ 1,5×tпускНе селективный Время отключения при КЗ в сети tкз £ 0,04 с
С расцепителем только максим. тока (нерегулир.) А3711-А3741 А3712-А3792Iмгн ³ 1,25×IпускНе селективный tкз £ 0,04 с
Расцепитель комбинированный (термобиметаллический и электромагнитный) нерегулируемые А3715-А3795 А3716-3796По заводским характеристикам или также как в у автомата А3100Не селективный tкз » 0,015-0,06 с
Читайте так же:
Как подключить выключатель одноклавишный если до этого стоял двухклавишный

Окончание таблицы 4.8

А-3100 (нерегулируемые)1. Комбинированный (термобиметаллический и электромагнитный)Iн.расц ³ Iм Iн.расц ³ IнэпПо заводским характеристикам или />К – определяется по табл.5.1а (2)Неселективные tкз » 0,015-0,06 с
2. Электромагнитный />К – по табл. 5.1а в графе «длительностью пуска до 2 с»То же
АЕ-2000 (регулируемые)1. Комбинированный 2. ЭлектромагнитныйПо заводским характеристикамНеселективные tотс » 0,01-0,03 с

Промышленностью выпускаются автоматические выключатели серии А3700, «Электрон», АЕ25, АЕ1000, АЕ2000, ВА50, не выпускаются, но находятся в эксплуатации автоматические выключатели серий АВМ и А3100. В приложении табл.П.4.4-П.4.8 приведены технические данные автоматических выключателей серии АЕ2000, серии «Электрон» и защитные характеристики для выключателей с комбинированным расцепителем. По другим выключателям см.[3, 18-20].

Выбор автоматических выключателей

Выключатели характеризуются следующими величинами:

— номинальным током автомата Iна ;

— номинальным током расцепителя автомата Iн расц, так как в один и тот же автомат могут быть встроены различные по току расцепители, рассчитанные на различные номинальные токи, при этом должно выполняться условие Iна ³ Iнрасц;

— уставками срабатывания по току и времени при перегрузках (Iперегр, tперегр), и коротких замыканиях (Iкз, Iмгн), называемых отсечками, а для селективных автоматов уставками выдержки времени срабатывания при КЗ в сети — tкз, а для неселективных автоматов — собственное время срабатывания при КЗ в сети (Iкз ³ Iуст..авт). Например, на чертеже возле автомата надпись — АВМ20С Iн.расц = 1500 А (1800/8000, tкз = 0,4 с). Это означает, что для защиты сети использован автомат типа АВМ с расцепителем Ш-типа (селективный), рассчитанный на 2000 А. В него встроен расцепитель на Iн = 1500 А. Автомат начнет срабатывать при токах перегрузки Iпер = 1800 А (с выдержкой времени не менее 3 с) и токах КЗ Iкз = 8000 А с выдержкой времени, равной 0,4 с.

С учетом вышесказанного выбор аппаратов защиты производится по трем условиям на основании технических условий и каталогов на автоматы, которые сведены в табл. 4.8.

Условие 1. Номинальный ток автомата и его расцепителя не должны быть меньше расчетного тока Iм защищаемой линии или номинального тока электроприемника Iн. При этом номинальные токи расцепителей автоматических выключателей должны быть минимально возможными.

Условие 2. Для того, чтобы электроприемник или участок сети не отключался при пуске или кратковременных перегрузках (Iпуск, Iпик), аппарат защиты должен быть выбран с учетом кратковременных перегрузок в нормальном или послеаварийном режимах. Аппарат защиты для электроприемников, не имеющих пусковых токов, выбирается без учета этого условия. Это условие для различных автоматов различно и содержится в 4-м столбце табл.4.8.

Условие 3. Уставки защитных аппаратов должны быть проверены на селективность действия последовательно включенных аппаратов защиты, чтобы при каждом нарушении нормального режима отключался только поврежденный участок, но не срабатывали защитные аппараты в высших звеньях (см. 5-й столбец табл. 4.8). Проверку селективности действия защит производят по типовым время-токовым характеристикам примененных аппаратов с учетом разброса характеристик (±15-25% от среднего значения) и по рассчитанным токам КЗ в защищаемой сети построением карты селективности действия защит или по соотношениям, приведенным в табл. 4.8.

Окончательную проверку делают после выбора конструкции сети, защитных аппаратов, проводников и расчета токов КЗ.

Автоматические фидерные выключатели

Автоматические фидерные выключатели применяются для защиты от токов короткого замыкания магистральных силовых кабелей. Совместно с реле утечки автоматические выключатели осуществляют защиту сети от недопустимых токов утечки.

В настоящее время серийно выпускаются фидерные автоматы АФВ-1А, АФВ-2А, АФВ-3, АФВД-2БК, АВ-200- ДО, АБ320-Д0. Технические данные их приведены в табл. 18.2.

Автоматические выключатели АФВ и АФВД имеют аналогичное устройство (в АФВД-2БК добавлено устрой, ство для дистанционного отключения по искробезопасным цепям управления) и одинаковую электрическую схему.

Выключатели Ав-200-Д0 и АВ-320-ДС) имеют одинаковую конструкцию и электрическую схему, отличаются номинальными данными трансформаторов тока.

Фидерный автомат АФВ представляет собой трехполюсный автоматический выключатель, заключенный во взрывобезопасную оболочку сферической формы.

Оболочка с крышкой соединяется при помощи штыкового затвора. Крышка сблокирована с рукояткой таким образом, что снятие ее при включенном аппарате, как и включение аппарата при снятой крышке, невозможно. В верхней части оболочки находятся вводные коробки с комбинированной кабельной арматурой, позволяющей присоединять к автомату гибкие и бронированные кабели, а также осуществлять отвод кабеля к следующему аппарату.

В корпусе (рис. 18,4) смонтированы, мощный трехполюсный выключатель КА с контактами контакторного типа и дугогасительными камерами с деионнымн решетками, механизм свободного расцепления М, два первичных электромагнитных максимальных реле прямого действия РМ1, РМ2 с двумя катушками опробования и 0П2, отключающая катушка О К и кнопкн КП для косвенного опробования исправности максимальных реле и механизма свободного расцепления. Включение автомата производится вручную рукояткой Я через механизм свободного расцепления М, отключение — либо вручную той же рукояткой, либо автоматически при помощи одного из максимальных реле РМ1, РМ2, которые, срабатывая, ударяют по защелке механизма свободного расцепления, в результате чего автомат отключается. Выключение происходит и тогда, когда отключающая катушка О К обтекается током. Питание на катушку ОК подается при срабатывании реле утечки (при замыкании контакта Р-1, ClM. рис. 2.5).

Если выключение произошло под действием максимальных реле, то прежде, чем включить автомат, необходимо: снять крышку корпуса и на механизме свободного расцепления снять блокировку, которая предупреждает повторное включение автомата на неустранеиное короткое замыкание; закрыв крышку, разблокировать рукоятку; поворотом рукоятки Р по часовой стрелке до отказа взвести механизм свободного расцепления; поворотом рукоятки Р до отказа против часовой стрелки включить автомат.

Изменение уставок тока максимальных реле тоже требует открытия крышки корпуса автомата.

В соответствии с ПБ, минимум раз в месяц необходимо проверять исправность максимальных токовых реле косвенным методом. Для этого используются добавочные обмотки ОП1 н ОП2 на магнитопроводах соответственных реле. С помощью двух кнопок KOI и К02, которые попеременно могут включаться общей рукояткой, каждая из обмоток проверки присоединяется к рабочему напряжению и воздействует на механизм свободного расцепления через электромагнитную систему максимальных реле, вызывая отключение аппарата.

Читайте так же:
Выключатель автоматический номинальный ток при минимальной температуре

Автомат АФВД-2БК. В связи с комплексной механизацией добычных участков возникла необходимость в автоматических фидерных выключателях с дистанционным отключением. Таким автоматом является АФВД- 2БК (рис. 18.5), у которого перед главными контактами присоединен трансформатор Тр, от которого питается стабилизатор СТ, подающий напряжение в цепь дистанционного управления с выпрямителем Д и кнопкой «Стоп». При подаче напряжения па зажимы JI1, Л2, ЛЗ промежуточное реле РП обтекается постоянным током и размыкает свой контакт РП-1 в цепи отключающей катушки О К — автомат можно включить.

При размыкании кнопки «Стоп» реле РП обтекается переменным током, контакт Р/7-/ замыкается, отключающая катушка ОК обтекается током и воздействует .на механизм свободного расцепления, в результате автомат А отключается,

Автомат А В. Для включения, выключения и защиты от тока к. з. магистральных линий мощных угледобывающих и проходческих комплексов, работающих на шахтах всех категорий по газу и пыли, ВНИИВЭ разработал более совершенную конструкцию автоматического взрывобезопасного выключателя АВ.

Автомат АВ состоит из набора электрической аппаратуры, часть которой выполнена в виде быстросъемных блоков.

Автомат (рис. 18.6). представляет собой взрывонепроннцаемую оболочку, закрываемую быстрооткрываемой крышкой 7, с отделениями вводов 3 и выводов 2, камерой разъединителя 4.

В отличие от автоматов АФВ, крышка имеет шарнирную подвеску и клиновой затвор, открываемый специальным ключом И. Крышка сблокирована с рукояткой 5 разъединителя специальным механическим устройством 10. На передней части оболочки расположены: смотровое окно 12 для определения показаний вольтметра и наблюдения за сигнальными лампами, кнопка взвода максимальной защиты 8 и кнопка опробования БРУ Я Сбоку размещены рукоятки включения разъединителя 5 и выключателя 6.

Внутри корпуса размещается разъединитель В1 (рис. 18.7), автоматический выключатель В2 с первичными электромагнитными максимальными реле прямого действия РМ1, РМ2, РМЗ, имеющими нерегулируемую уставку тока срабатывания 2500 А, блок регулируемой максимальной защиты ПМ3, блок дистанционного отключения ДО, блок блокировочного реле БРУ, диодный блок присоединения П, нулевое реле PH, трансформаторы тока ТТ1, ТТ2, ТТЗ, трансформатор понижающий Тр, сигнальное устройство из трех ламп Л К, Л Ж, Л Б, вольтметр V, кнопочный пост Кн2 взвода защиты ПМЗ и кнопочный пост Кн1 опробования исправности БРУ.

Электрическая схема автомата обеспечивает следующие виды защит, блокировок, сигнализации и проверок: а) защиту от токов к. з. силовых цепей; б) защиту от обрыва цепи дистанционного отключения; в) защиту от потерн управляемости при замыкании проводов цепи дистанционного отключения между собой; г) нулевую защиту; д) электрическую блокировку, препятствующую включению автомата при снижении сопротивления изоляции относительно земли в отходящем участке сети ниже 30 кОм; е) световую сигнализацию о включении выключателя; ж) световую сигнализацию о срабатывании блокировочного реле утечки; з) световую сигнализацию о срабатывании максимальной токовой защиты; и) проверку работоспособности блокировочного реле утечки; к) проверку работоспособности максимальной токовой защиты.

Схема обеспечивает дистанционное отключение автомата при помощи выносного поста управления. Цепи дистанционного отключения выполнены искробезопасными. В качестве коммутационного аппарата применен выключатель А-3732У.

При включении разъединителя В1 подается питание на трансформатор Тр. Если кнопка «Стоп» не зафиксирована и отсутствует замыкание в цепи отключения ДО, срабатывает реле PS, которое своим замыкающим контактом РЗ-1 обеспечивает цепь питания расцепителя нулевого напряжения РИ, и выключатель В2 может быть включен.

Отключение автомата осуществляется вручную, дистанционно с помощью кнопки «Стоп» и максимальнотоковой защитой ПМЗ. При срабатывании последней подается импульс на включение независимого расцепи- теля Р4, который воздействует на механизм свободного расцепления и отключает автоматический выключатель В2. Одновременно размыкающий контакт Р1-1 реле блока максимальной токовой защиты, размыкая цепь питания расцепнтеля нулевого напряжения РЯ, блокирует автомат от повторного включения, а замыкающий контакт Р1-2 замыкает цепь питания сигнальной лампы ЛК с красным светофильтром, которая сигнализирует о срабатывании защиты ПМЗ.

Возврат электрической блокировки защиты ПМЗ в исходное рабочее состояние осуществляется нажатием кнопки Кн2, расположенной на крышке автомата.

Если при отключенном положении автоматического выключателя величина сопротивления изоляции отходящего от автомата участка электрической сети по отношению к земле окажется равной уставке или ниже нее, срабатывает реле Р2 блокировочного реле утечки. Размыкающий контакт Р2-1 разомкнет цепь питания катушки нулевого напряжения PH, блокируя автомат от включения. Замыкающий контакт Р2-2 замкнет цепь питания сигнальной системы ЛЖ с желтым светофильтром, которая сигнализирует о плохом качестве изоляции сети.

Схемой предусмотрен ряд проверок работоспособности защит: а) для проверки блока максимальной токовой защиты ПМЗ необходимо переключатель на блоке поставить в положение «проверка»; при включении наиболее мощного токоприемника сработает максимальная токовая защита и загорится сигнальная лампа Л К; б) для проверки блока БРУ используется кнопка Кн1. При нажатии ее (в выключенном положении выключателя В2) загорается сигнальная лампа ЛЖ, сигнализирующая об исправности реле БРУ.

В связи с переводом мощных угледобывающих комплексов на питание напряжением 1140 В ВНИИВЭ разработал автоматический выключатель АВ-320-ДО на напряжение 1140 В.

В отличие от автоматических выключателей АВ-320-ДС) в нем имеется два блока дистанционного отключения ДО и отсутствует блок БРУ.

Максимальная токовая защита

Согласно требованиям нормативных документов, все конечные потребители должны подключаться к линии электропитания посредством отдельного силового выключателя (проще говоря, автомата). В случаях, когда конкретная линия функционирует в нормальном токовом режиме (то есть нагрузка не превышает заданной величины), причин для срабатывания её защиты не существует.

Автомат защита по току

Автомат защита по току

Вследствие этого устройство ТЗ продолжает работать в режиме сканирования линии на предмет возможных нарушений и отклонений (короткого замыкания в цепи, например).

Таким образом, максимальная токовая защита представляет собой особый механизм, обеспечивающий отключение той или иной цепи электропитания при увеличении однофазного тока сверх определенного номинала.

Читайте так же:
Высоковольтные выключатели вмт 110

Условия срабатывания

Причин для срабатывания автоматического выключателя (или максимальной защиты, что, в принципе, одно и тоже) существует множество. Однако в реальных условиях эксплуатации особо выделяются следующие ситуации:

  • Величина нагрузки по причине возникновения короткого замыкания резко возрастает и начинает заметно превышать предельно допустимое значение. В результате КЗ или перегрузки в цепи начинают течь токи, способные нанести вред, как самой линии, так и подключённому к ней оборудованию. Максимальная токовая защита в этом случае должна срабатывать предельно быстро и надёжно;
  • К линии подключаются дополнительные потребители, в результате чего возникает перегрузка по питающему току. Вследствие этого величина последнего заметно превышает допустимое значение (уставку), что приводит к нарушению установившегося ранее баланса. Прямым следствием этого может стать нагрев токоведущих проводников и элементов рабочего оборудования. В подобной ситуации целесообразнее будет настроить срабатывание токовой защиты с небольшой задержкой во времени в расчёте на то, что нарушившие баланс нагрузки могут отключиться самостоятельно;
  • Параметры тока в результате нарушения характера нагрузки резко поменяли свои текущие значения (наблюдался резкий скачок по фазе, например).

Дополнительная информация. Последнее явление чаще всего наблюдается при изменении реактивности нагрузки вследствие отклонения индуктивных или емкостных характеристик от оптимального значения.

Для того чтобы учесть все возможные варианты срабатывания защиты по току, были разработаны подходящие для каждого случая образцы устройств.

Виды приборов токовой защиты

В соответствии с обозначенными ранее видами возможных угроз, приводящих к нарушению нормальной работы линии, различают следующие виды устройств токовой защиты:

  • Приборы, срабатывающие по принципу отсечки тока;
  • Устройства, в которых используется так называемая «максимальная» защита;
  • Защитные системы, работающие по дифференциально-фазовому принципу.

Схема ТЗ

Особенности состава и устройство каждой из перечисленных разновидностей защитного оборудования зависят от тех условий, в которых осуществляется их эксплуатация (отдельный бытовой автомат или линейные сети). При их включении в трёхфазные цепи необходима предварительная подготовка специального измерительного оборудования, состоящего из следующих устройств и приборов:

  • Измерительный трансформатор (ТТ), посредством которого осуществляется преобразование первичного токового сигнала во вторичный (с учётом метрологической погрешности, выражаемой в процентах);
  • Специальное токовое реле, настроенное на фиксированное значение тока срабатывания;
  • Электронная схема, обеспечивающая передачу полученного с ТТ тока к отключающему линию реле (последнее должно происходить с минимально возможными потерями).

После того, как измерительная система собрана и включена в схему, можно сказать, что данная цепь надёжно защищена от любых аварийных ситуаций. Далее все перечисленные ранее системы токовой защиты будут рассмотрены более детально.

Что значит токовая отсечка (ТО)

Под током отсечки одиночного автоматического выключателя понимается такое его значение в короткозамкнутой линии (в тысячах Ампер), при котором данное защитное устройство ещё сохраняет свою работоспособность. Таким образом, с увеличением этого показателя надёжность защитного автомата (точнее, его запас по диапазону реагирования на «перегруз») также возрастает.

Основное назначение этого устройства состоит в максимально быстрой реакции на возникшее в линии замыкание и в немедленном её отключении от цепей питания.

Обратите внимание! Для рядовых бытовых автоматов отсечка по току (её иногда называют номинальной отключающей способностью) обычно не превышает 4,5-10,0 кА.

Отсечка по току в автомате

Отсечка по току в автомате

В комплект устройства токовой защиты, установленного в трёхфазной цепи, входят:

  • Измерительный орган, состоящий из токового реле с уставленным на минимальное значение чувствительным (обычно тепловым) элементом, который срабатывает при замыкании нагрузочной линии на защищаемом объекте;
  • Промежуточное реле, на исполнительную обмотку которого поступает напряжение с измерительного реле. Через его замкнутый контакт потенциал подаётся на соленоид, отключающий цепи трёхфазного питания.

Как правило, такой двухступенчатой схемы вполне достаточно для надёжного срабатывания системы защиты линейных цепей. Иногда в состав оборудования токовой отсечки вводится специальная схема, включаемая между двумя релейными элементами и обеспечивающая задержку по времени срабатывания последнего из них.

Один из важнейших показателей защитных устройств – коэффициент чувствительности комплекта оборудования, определяемый как отношение токов трёхфазного замыкания к их номинальному значению. Для большинства действующих линий питания этот коэффициент выбирается порядка 1,2 или чуть более.

Принцип действия и состав максимальной защиты

Принцип действия максимальной токовой защиты (МТЗ) в релейных линиях состоит в следующем:

  • При превышении током заданной величины уставки в линейной цепи инициируется сигнал, обеспечивающий срабатывание реле временной задержки;
  • После замыкания его контактов действующее напряжение поступает на промежуточное реле, практически мгновенно отключающее схему от линии питания.

Дополнительная информация. Существуют зависимые и независимые зашиты МТЗ. У первых промежуток времени задается величиной уставки, выставленной на реле, а у вторых – он определяется величиной тока срабатывания.

Считается, что зависимые защитные схемы легче согласуются с другими элементами релейных цепей. Помимо этого, с их помощью удаётся более эффективно бороться с ложными срабатываниями аппаратуры, функционирующей в нормальном режиме.

В соответствии с рассмотренным выше принципом, в состав защиты (МТЗ) должны входить те же приборы и устройства, что устанавливаются в аппаратуре обычной токовой отсечки. При этом в схему обязательно включается релейный элемент, обеспечивающий некоторую задержку по времени срабатывания отключающего реле.

Схема МТЗ

Его необходимость объясняется требованиями соблюдения принципа селективности, предполагающего наличие нескольких ступеней отключения в релейных цепях.

Коэффициент чувствительности устройств максимальной защиты, вводимый точно таким же образом, как и для токовой отсечки, обычно выбирается ≥1,5 для удалённых зон и равным или более 1,2 для местных цепей.

Обратите внимание! К классу селективных устройств относятся и приборы защитного отключения, которые в отличие от всех рассмотренных ранее изделий настраиваются на токи утечки.

В заключительной части обзора различных вариантов защит нужно отметить, что в настоящее время для реализации их функций используются современные цифровые системы (терминалы) как российского, так и зарубежного производства. Все расчёты и оценки уставок, задержек и параметров срабатывания для цифровых систем МТЗ и ТО ведутся точно таким же образом, как это делалось для релейных элементов.

Читайте так же:
Автоматический выключатель домовой 11225

Цифровые терминалы относятся к категории многофункциональных защитных систем, рассчитанных на работу в автоматическом режиме и имеющих расширенные функциональные возможности. С их помощью разработчики токовых защит могут выбирать любые подходящие для данной цепи параметры из ряда, предлагаемого изготовителем.

Видео

В.И. Масорский Автоматические воздушные выключатели

Целью работы является знакомство с назначением, конструкцией, монтажом и регулировкой автоматических воздушных выключателей, а также испытание отдельных узлов и автоматического выключателя в целом на испытательном стенде.

1. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Автоматический воздушный выключатель — это аппарат, предназначенный для нечастых включений и отключений электрической цепи при нормальной нагрузке, а также для автоматического отключения цепи при возникновении ненормальных режимов (перегрузки, короткого замыкания) и исчезновении или снижении напряжения.

Название “воздушный” выключатель получил потому, что электрическая дуга, возникающая между его контактами при отключении цепи, гасится в среде окружающего воздуха.

Все автоматические выключатели по их быстродействию, которое характеризуется собственным временем срабатывания, т.е. временем с момента появления условия для отключения до начала расхождения контактов, разделяют на три группы.

К первой группе относятся автоматы, к которым не предъявляют специальных требований к быстродействию. Автоматы этой группы имеют собственное время срабатывания около 0,02-0,1 с. Более того, в эту группу включают так называемые селективные автоматы, которые имеют реле времени с целью получения значительных выдержек времени.

Ко второй группе относят быстродействующие автоматы, имеющие собственное время срабатывания около 0,005 с. Быстродействующие автоматы обычно применяют для защиты.

Третья группа включает в себя автоматы гашения поля, которые отключают обмотки возбуждения асинхронных генераторов при появлении коротких замыканий в их главной силовой цепи.

Данная лабораторная работа предусматривает знакомство с конструкциями автоматических выключателей первой группы, в которой различают: а) универсальные автоматы; б) установочные автоматы.

Универсальными называют включатели, имеющие комбинированную защиту — максимальную по току и минимальную по напряжению.

Автоматы общепромышленного и бытового применения обычно имеют лишь максимально-токовую защиту, отрегулированную на заводе. Для уменьшения возможности соприкосновения персонала с деталями, находящимися под напряжением, эти автоматы закрыты пластмассовыми кожухами и практически не выбрасывают дугу из кожуха. Такие автоматы называются установочными.

Принципиальная схема конструкции универсальных и установочных автоматов в основном одинакова и приведена на рис.1.

Контакты К производят замыкание и размыкание электрической цепи. Они заключены в дугогасительную камеру ДК, предназначенную для быстрого гашения дуги и предотвращения выброса ионизированных газов из дугового промежутка.

Контакты К связаны с приводом П через механизм свободного расцепления МСР, на который могут воздействовать также установленные в автомате различные расцепители: электромагнитный (РЭ), независимый (РН), полупроводниковый (РП) и отключающая катушка (ОК). Благодаря наличию МСР происходит отключение автомата при аварийном режиме независимо от положения рукоятки приводаРасцепители. выполняют роль защитных элементов, реагирующих на отклонение той или иной величины от своего нормального значения. Они представляют собой электромагнитные и термобиметаллические реле, измерительные органы которых включены в электрическую цепь, а исполнительные воздействуют непосредственно на отключение автомата. Таким образом, по общепринятой классификации они являются первичными реле прямого действия.

В автоматах могут быть установлены следующие расцепители: 1) максимального тока, срабатывающие при токе в цепи больше определенной величины (больше тока уставки расцепителя). Они могут быть мгновенного действия и с выдержкой времени, независимой от тока в цепи или зависимой; 2) минимального напряжения, срабаты-

вающие при понижении или исчезновении напряжения; 3) обратного тока, которые срабатывают в случае изменения направления тока в цепи; 4) независимые, срабатывающие при замыкании цепи их катушки. Эти расцепители позволяют выполнять дистанционное отключение автомата. Автоматы снабжаются блок-контактами БК.

К автоматическим выключателям предъявляются следующие требования:

1. Токоведущая цепь автомата должна пропускать номинальный ток в течение сколько угодно длительного времени. Режим продолжи- тельного включения автомата является нормальным. С другой стороны, токоведущая система автомата подвергается воздействию больших токов короткого замыкания как при замкнутом положении контактов, так и при включении на существующее короткое эамыкание.

2. Автомат должен обеспечивать многократное отключение предельных токов короткого замыкания, которые могут достигать десятков и даже сотен килоампер, с дальнейшим пропуском номинальных рабочих токов.

3. Для повышения электродинамической и термической стойкости энергоустановок, уменьшения разрушений, вызываемых токами короткого замыкания, автоматы должны иметь малое время отключения.

2. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ СЕРИИ А 3700

2.1. Технические данные

Серия выключателей А 3700 предназначена для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях, перегрузках и недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых (до трёх в час) оперативных включений и отключений электрических цепей и в зависимости от исполнения рассчитаны для эксплуатации в электроустановках с номинальным напряжением 440 В постоянного тока, до 660 В переменного тока частоты 50 и 60 Гц и до 380 В переменного тока частоты 400 Гц.

Технические данные определяются величиной и исполнением выключателя, которые кодируются в условном обозначении со следующей структурой:

Условные обозначения автоматического выключателя Условное обозначение порядкового номера разработки Условное обозначение величины выключателя:

первая величина (160А); 2 — вторая величина (250 А); 3 — третья величина (400 А); 4 и 9- четвертая и девятая величины (630 А); 0- обобщенное обозначение величины выключателя. Проставляется, если не требуется конкретное обозначение величины выключателя.

Цифра и буква. Условное обозначение исполнения выключателя по числу полюсов и по применяемой максимальной токовой защите:

1Б и 2Б — соответственно двух- и трехполюсные, токоограничивающие с электромагнитными расцепителями;

3Б и 4Б — соответственно двух- и трехполюсные с электромагнитными и полупроводниковыми расцепителями;

5Б и 6Б — соответственно двух- и трехполюсные, токоограничивающие с электромагнитными и тепловыми расцепителями;

3С и 4С — соответственно двух- и трехполюсные нетокоограничивающие селективные с полупроводниковыми расцепителями;

Читайте так же:
Автоматический выключатель tdm 40а

1Ф и 2Ф — соответственно двух- и трехполюсные нетокоограничивающие выключатели с электромагнитными расцепителями (в фенопластовом корпусе);

5Ф и 6Ф — соответственно двух- и трехполюсные, нетокоограничивающие с электромагнитными и тепловыми расцепителями;

7Ф и 8Ф — соответственно двух- и трехполюсные без максимальных расцепителей тока.

Буква (буквы), цифра (цифры). Условное обозначение климатического исполнения и категории размещения по ГОСТ 15150-69. Если не требуется конкретное обозначение климатического исполнения и категории размещения, эти знаки не проставляются.

Величины, типы и основные параметры токоограничивающих выключателей с тепловыми и электромагнитными максимальными расцепителями тока приведены в табл.1.

.Выключат -электоИ .Расц.маг

(В,Напряжениене бо- )лее

2.2. Конструкция и принцип работы

Выключатель состоит из следующих основных сборочных узлов: оболочки, коммутирующего устройства (контактной системы), механизма управления, максимальных расцепителей тока, дугогасительных камер, искрогасителя, зажимов для присоединения внешних проводников к главной цепи выключателя и дополнительных сборочных узлов.

0болочка выключателя изготовлена из пластмассы и состоит из корпуса 15 (рис.2), на котором смонтированы детали и сборочные узлы, и крышки 2, закрывающей детали выключателя (кроме зажимов). Крышка крепится к корпусу четырьмя винтами.

Коммутирующее устройство состоит из подвижных 8 и мало-

подвижных 22 контактов с одним контактным промежутком, но с двумя парами параллельных контактов на полюс для выключателей величины 3 и 4 и одной парой для выключателей величины 1 и 2. Главные контакты 8 и 22 (коммутирующие) изготовлены из металлокерамической композиции на основе серебра.

Подвижные контакты 8 припаяны к контактодержателям 7. Контактодержатели отдельных полюсов выключателя укреплены на общей изоляционной траверсе и связаны с механизмом управления. Контактодержатели 7 электрически соединены гибким соединением 17 с максимальными расцепителями и выводами 14 для присоединения внешних проводников со стороны подвижных контактов. Малоподвижные контакты 22 припаяны к малоподвижным контактодержателям 23, которые электрически соединены с неподвижными скобами и имеют вывод 3 для подсоединения внешних проводников со стороны неподвижных контактов. Контактодержатели 23 опираются на пружины 20.

Механизм управления выключателем выполнен по принципу ломающихся рычагов и устроен так, что обеспечивает моментное замыкание и размыкание контактов 8 и 22 при оперировании выключателем, а также моментное размыкание контактов при автоматическом срабатывании , независимо от того , удерживается ли рукоятка 10 выключателя оператором во включенном положении или нет. Кроме того, механизм управления обеспечивает установку рукоятки 10 в прорези крышки — выключателя в положениях, по которым можно определить коммутационные положения выключателя. Во включенном положении выключателя рукоятка 10 устанавливается в крайнем верхнем положении I (ВКЛ), в отключенном вручную — в крайнем

нижнем положении 0 (0ТКЛ) и в отключенном автоматически — в промежуточном положении.

Дугогасительные камеры с деионной решеткой расположены над контактами каждого полюса выключателя и представляют собой набор укрепленных в изоляционной оправе 5 стальных пластин 6, с помощью которых происходит разделение дуги на ряд последовательно соединенных коротких дуг. Дугогасительные камеры устанавливаются в корпусе 15 и удерживаются крышкой 2.

Искрогаситель (пламегаситель) 4 выполнен в самостоятельном пластмассовом корпусе и является съемным блоком, который крепится к крышке 2 выключателя двумя винтами. Искрогаситель предназначен для гашения пламени дуги, возникшей при отключении выключателем тока короткого замыкания.

Максимальные электромагнитные расцепители тока (РЭ) уста-

навливаются в каждом полюсе выключателя и представляют собой электромагнит, состоящий из сердечника I (рис.3), якоря 2, удерживающей пружины 3, спусковой скобы 4 и токовой катушки одного витка в виде транзитной шины 5. Уставка по току срабатывания расцепителя электромагнитного регулируется на заводе-изготовителе.

При возникновении в защищаемой цепи тока КЗ, превышающего уставку по току срабатывания расцепителя, якорь 2, притягиваясь к сердечнику I, воздействует на рейку II (рис.2) механизма управления, вызывая отключение выключателя без специально предусмотренной выдержки времени.

Защита от перегрузки по току монтируется по одному из двух вариантов: на расцепителях полупроводниковых и биметаллических.

Расцепитель полупроводниковый состоит из измерительных элементов 12 (рис.2), встраиваемых в каждый полюс выключателя, блока управления 13, и независимого расцепителя 18. В качестве измерительных элементов 12 у выключателей переменного тока применены трансформаторы тока, а у выключателей постоянного тока — магнитные усилители.

Блок управления 13 представляет собой самостоятельный сменный блок, имеющий свою пластмассовую оболочку, в которой размещены все его элементы. На лицевой стороне блока управления расцепителя полупроводникового расположены съемные прозрачные крышки, под которыми находятся ручки для регулирования парамет-

ров расцепителя и гнезда для проверки работоспособности устройства.

Питание блока управления 13 расцепителя выключателей переменного тока осуществляется от трансформаторов тока, а выключателей постоянного тока — через блок гасящих резисторов, который встраивается в свободном полюсе корпуса выключателя. Блок управления 13 крепится к корпусу выключателя двумя винтами.

Рис.2. Установочный автоматический выключатель А 3700

При возникновении в защищаемой цепи тока, превышающего уставку по току срабатывания в зоне токов перегрузок, расцепитель полупроводниковый с обратно зависимой от тока выдержкой времени выдает сигнал на срабатывание расцепителя независимого. Уставка по времени срабатывания при токе перегрузок 5I ном постоянного и 6I ном переменного тока устанавливается регулировочной ручкой.

Защита от перегрузки по второму варианту состоит из нагревательного элемента, двух биметаллических пластин, соединительного

рычага биметаллических пластин, приводного рычага и толкателя. Нагревательный элемент и биметаллические пластины представляют собой разомкнутые кольца, включенные в силовую цепь и соединенные между собой параллельно. Биметаллические пластины расположены выше и ниже нагревательного элемента и развернуты пассивными слоями внутрь. Такое соединение повышает чувствительность защиты.

Расцепитель независимый 18 (рис.2) предназначен для оперативного дистанционного отключения автомата либо его аварийного отключения блоками ПМ3, реле утечки выключателя АВ-200 (АВ320) и представляет собой электромагнит с шунтовой катушкой I (рис.4), якорем 2 и скобой 3. Расцепитель кинематически связан с механизмом управления и обеспечивает отключение выключателя как при подаче на его катушку напряжения от постороннего источника, так и при подаче сигнала на срабатывание от расцепителя полупроводникового.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector