2 Разработка лабораторного стенда
2.1 Разработка схемы релейной защиты высоковольтного электродвигателя
В соответствии с регламентом ПУЭ высоковольтные двигатели до 2000 кВт должны иметь следующие виды защит, это:
токовая отсечка;
максимальная токовая защита;
защита от понижения напряжения;
защита от перегрузки.
В связи с необходимостью применения этих защит была разработана силовая схема защиты высоковольтного двигателя (рисунок 12), а также схема оперативной цепи (рисунок 13).
Необходимые выше перечисленные виды защит высоковольтного электродвигателя в данной схеме обеспечиваются совокупностью входящих в неё элементов.
Токовая отсечка обеспечивается тремя трансформаторами тока (ТТ1, ТТ2, ТТ3) и тремя реле максимального тока ( КА1, КА2, КА3).
Максимальная токовая защита обеспечивается тремя трансформаторами тока (ТТ1, ТТ2, ТТ3), тремя реле максимального тока (КА1, КА2, КА3) и одним реле времени (КТ1).
Защита от понижения напряжения обеспечивается тремя трансформаторами напряжения (ТН1, ТН2, ТН3), тремя реле минимального напряжения (КV1, КV2, КV3) и одним реле времени (КТ2).
Защита от перегрузки обеспечивается тепловым реле.
Рисунок 12 – Силовая схема защиты высоковольтного электродвигателя
Рисунок 13 – Схема оперативной цепи постоянного тока защиты высоковольтного электродвигателя
2.2 Разработка функциональной схемы стенда
В связи с тем, что при разработке стенда по релейной защите высоковольтного электродвигателя не представляется возможным выполнять реальные аварийные режимы, необходимо эти режимы имитировать. Для имитации релейной защиты высоковольтного электродвигателя была разработана схема имитационной модели релейной защиты высоковольтного электродвигателя (рисунок 14).
Имитационная модель релейной защиты высоковольтного электродвигателядостаточно полно отражает процессы реальных аварийных режимов [13].
В её состав входит: автоматический выключатель, три лабораторных автотрансформатора, три согласующих трансформатора с ограничивающими ток резисторами, три трансформатора тока, шесть реле максимального тока, три трансформатора напряжения, три реле минимального и три максимального напряжения, реле времени, амперметр, вольтметр, два щитовых переключателя, блок питания вторичной цепи, панель сигнализации.
Имитация аварийных режимов предусмотрена посредством управления регулировки выходного напряжения лабораторных автотрансформаторов, способом перемещения поворотной ручки регулятора напряжения на выходе.
При изменении выходного напряжения лабораторного автотрансформатора, напряжение, а также ток дальнейшей цепи соответственно изменяются, чего достаточно для отработки релейной защиты электродвигателей [14].
Рисунок 14 – Схема имитационной модели релейной защиты высоковольтного электродвигателя
2.3 Разработка конструкции стенда
Конструкция стенда была разработана из условий получения наиболее удобного управления устройства, наглядности, наименьшего расхода материалов, а также обеспечения безопасной эксплуатации.
Для обеспечения данных условий все приборы стенда расположены по группам; сбор, а также считывание схем выполняется сверху в низ, слева на право [12,15].
Все элементы стенда размещаются в корпусе шириной 120 см. и высотой 70 см. Ширина корпуса варьируется от 20 до 35 см., в зависимости от монтажа.
Стенд выполнен с естественной вентиляцией, вентиляционные отверстия расположены в крышках стенда, а точнее в верхней и боковых крышках. Все контрольно-измерительные приборы расположены в левом верхнем углу на уровне глаз, что позволит с большей точностью определять величины измеряемых параметров. Рукоятки лабораторных автотрансформаторов имеют размеры 30мм, что дает возможность достаточно удобного управления этими приборами. Основные элементы стенда, такие как: лабораторные автотрансформаторы, согласующие трансформаторы, резисторы, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, а также блок питания вторичной цепи располагаются внутри разработанного стенда и изображены на панели стенда графически с выводом необходимых клемм. Такие элементы как: реле максимального тока, реле минимального и максимального напряжения, реле времени расположены на лицевой панели контактами во внутрь с последующим выводов контактов посредством клемм, для наилучшей визуализации. Панель сигнализации расположена в левой части стенда, состоит из четырех индикаторов, каждый из которых имеет клемные выводы на панель, клеммами отображена также вторичная цепь, подкрепленная графическим отображением на лицевой панели. Автоматический выключатель расположен в правом нижнем углу, что обеспечивает безопасное включение (отключение) стенда от питающей сети. Разработанный стенд имеет следующий вид (рисунок 15).
Рисунок 15 – Конструкция стенда