Ответы на билеты СЭЭС 2013

12

Рисунок 5.1 – Структурная схема автоматического выключателя

Схема, представленная на рисунке 5.1, характерна для наиболее сложных автоматов, используемых в качестве генераторных, секционных, перемычек, а также устанавливаемых на фидерах отдельных потребителей, для которых требуется дистанционное управление. Для большинства автоматов распределительной сети не требуются вспомогательные контакты, привод, независимый расцепитель.

Контактная система состоит из главных, дугогасящих и вспомогательных контактов. Через главные контакты проходит ток нагрузки электрической цепи. Дугогасящие контакты включены параллельно главным и предназначены для защиты главных контактов от подгорания при замыкании и размыкании цепи. Они замыкаются раньше главных а размыкаются позже. Вспомогательные контакты предназначены для коммутации цепей управления. В установочных автоматах дугогасящие и вспомогательные контакты могут отсутствовать.

Дугогасящее устройство выполнено в виде деионной решетки и предназначено для быстрого охлаждения дуги путем ее дробления. (Деионная решетка представляет собой стальные пластины с антикоррозионным покрытием, которые расположены в камере из изолирующего материала. Под действием электродинамических сил дуга втягивается в деионную камеру, разбивается на ряд коротких дуг и быстро гаснет.)

Механизм свободного расцепления представляет собой систему рычагов, валиков и пружин и предназначен для автоматического отключения автомата под воздействием расцепителей. Механизм обеспечивает срабатывание даже тогда, когда последний удерживается во включенном положении рукояткой.

Необходимо отметить, что отключение автомата происходит за счет энергии ранее взведенных пружин, а сама конструкция автомата представляет собой систему ломающихся рычагов.

Рисунок 5.2 – Кинематическая схема механизма свободного расцепления а – после автоматического отключения; б – в положении, предшествующем включению;

в– во включенном положении.

Вкачестве автоматического отключающего устройства в автоматических выключателях используются расцепители, которые представляют собой реле той или иной конструкции.

13

Расцепители АВ контролируют величину соответствующего параметра защищаемой цепи и производят отключение АВ, когда эта величина достигнет или превышает заданное значение (уставку).

По принципу действия расцепители делятся на следующие типы:

электромагнитные;

тепловые;

электронные.

По назначению расцепители делятся на максимальные, независимые, минимальные. Максимальный расцепитель служит для отключения токов КЗ.

Независимый расцепитель служит для мгновенного отключения автомата при нажатии на дистанционную кнопку отключения или воздействия со стороны других средств защиты.

Минимальный расцепитель служит для отключения АВ при снижении напряжения ниже допустимого или воздействия со стороны других средств защиты..

Максимальные расцепители могут быть:

первичными или вторичными (в зависимости от того включены они в силовую цепь непосредственно или получают сигнал от промежуточных трансформаторов);

прямого или косвенного действия (в зависимости от того, воздействуют они на механизм свободного расцепления прямо или через независимый расцепитель).

Вотечественных автоматических выключателях использованы в основном первичные расцепители прямого действия, которые представляют собой катушку максимального токового реле. Схема такого расцепителя представлена на рисунке 5.3 а. Для создания выдержек времени в них применялись различного рода замедлители – механические, гидравлические, воздушные. И только в автоматических выключателях отечественного производства типа А3700 применен встроенный электронный вторичный максимальный расцепитель косвенного действия (его называют полупроводниковым расцепителем).

Рисунок 3 – Схемы расцепителей максимального тока.

а – первичный расцепитель прямого действия; б – вторичный (бесконтактный) расцепитель косвенного действия.

Независимый и минимальный расцепители представляют собой катушку реле напряжения.

Основные характеристики автоматических выключателей

1) Защитная время-токовая характеристика – зависимость времени срабатывания от величины тока (кратности).

14

t

Iпогр I, о.е.

Рисунок 4 – Время-токовая характеристика автоматического выключателя с комбинированным расцепителем

2)Предельная коммутационная способность (ПКС) – это наибольшее значение тока,

который электрический аппарат способен отключить без повреждений и включить без сваривания.

3)Электродинамическая устойчивость – наибольшее значение тока, который электрический аппарат способен выдержать в течение короткого промежутка времени без механических повреждений.

4)Термическая устойчивость – наибольшее значение тока, который электрический аппарат способен пропустить в течение короткого промежутка времени без порчи изоляции и токоведущих частей.

5)Механическая и электрическая износостойкость – количество коммутационных циклов

«включение-отключение», которые аппарат способен выдержать без повреждений.

Вопрос 6 Автоматичні вимикачі. Основні параметри. Сучасні автоматичні вимикачі серії

"Маstеrрасt", "Соmрасt", їх основні параметри та застосування.

Основные параметры автоматических выключателей

Автоматический выключатель – это электрический коммутационно-защитный аппарат, предназначенный для автоматического размыкания электрической цепи при аварийных ситуациях, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей при нормальных условиях работы.

Косновным параметрам автоматических выключателей относятся:

–номинальное напряжение автоматического выключателя;

–номинальный ток автоматического выключателя;

–номинальный ток максимального расцепителя;

–уставка по току срабатывания максимального расцепителя;

–уставка по времени срабатывания максимального расцепителя (только для селективных

автоматов)

Номинальным током АВ считается ток, на который рассчитаны его главные контакты в продолжительном режиме работы. Для отключения токов КЗ в АВ устанавливают максимальные расцепители (реле максимального тока). Номинальные токи максимальных расцепителей могут отличаться от номинальных токов АВ. Уставкой по току срабатывания максимального расцепителя считается ток, при котором максимальный расцепитель отключит автомат. Уставка по току срабатывания АВ обычно приводится в относительных единицах. Уставка по времени срабатывания максимального расцепителя это время между моментом обнаружения короткого замыкания и моментом отключения автоматического выключателя.

Современные генераторные автоматы «Masterpact»

15

Современные генераторные автоматы типа «Masterpact» представляют собой малогабаритные полнофункциональные выключатели на токи от 630 до 6300 А. В них на смену обычным расцепителям пришли микропроцессорные блоки контроля и управления, соединяющие в себе измерительные и защитные функции. Внешний вид выключателя представлен на рисунке 6. Блок контроля и управления находится на лицевой стороне выключателя и снабжен ЖК-дисплеем, на котором отображается необходимая информация. Блок контроля и управления представлен на рисунке 7.

Рисунок 6.1 – Генераторный автомат типа «Masterpact

Рисунок 6.2 – Блок контроля и управления Micrologic

1 – уставка тока и времени защиты с большой выдержкой времени;

2– световой индикатор перегрузки;

3– уставка тока и времени защиты с малой выдержкой времени;

4– уставка тока токовой отсечки;

5– уставка тока и времени дифференциальной защиты или защиты от замыкания на землю;

6- кнопка тестирования дифференциальной защиты или защиты замыкания на землю;

7– винт крепления калибратора защиты с большой выдержкой времени;

16

8 – гнездо для подключения тестирующего устройства; 9 – лампа, сигнализирующая тестирование, сброс и состояние элемента питания; 10 – сигнализация причин отключения;

11– дисплей;

12– индикатор измерений

13– индикатор техобслуживания;

14– параметрирование защит;

15– кнопки перемещения по меню;

16– блокировка регулировок при закрытом кожухе (палец).

Блок контроля и управления Micrologic оснащен жидкокристаллическим дисплеем и простыми навигационными клавишами. Пользователь имеет прямой доступ к необходимым параметрам и уставкам. Навигация между экранами осуществляется интуитивно, регулировка предельно упрощена посредством непосредственного считывания с дисплея. Текстовая информация отображается на выбранном языке.

В соответствии с уставками тока и времени, регулируемыми с клавиатуры или дистанционно при наличии дополнительной функции связи СОМ, блок Micrologic P контролирует токи и напряжения, мощность, частоту и направление вращения фаз. При наличии дополнительной функции связи СОМ каждое превышение уставки сигнализируется дистанционно. Каждое превышение уставки может действовать на выбор на отключение (защита) или на сигнализацию, осуществляемую дополнительным программируемым контактом М2С или М6С (сигнализация) или же на отключение и сигнализацию одновременно.

Схема управления автоматическим выключателем представлена на рисунке 7.

17

Рисунок 6.3 – Схема управления автоматическим выключателем Т.о. автоматический выключатель через порт СОМ способен передавать информацию в

систему диспетчеризации о выходе параметров за пределы нормы, и о причинах отключений, которые в дальнейшем могут быть переданы в виде СМС сообщения электромеханику и на фирму-изготовитель.

Автоматический выключатель может быть настроен на следующую время-токовую характеристику. Такой автомат имеет две уставки срабатывания в зоне КЗ.

18

t

Рисунок 6.4 – Время-токовая характеристика автомата типа «Masterpact»

Если ток в сети превысит ток отсечки Iотс, что возможно при КЗ на сборных шинах ГРЩ, автоматический выключатель без выдержки времени отключит такое замыкание. Это позволяет повысить электродинамическую и термическую устойчивость аппарата.

Автомат без тех обслуживания обеспечивает 10 тыс. операций «Вкл-Откл» и 30 операций по откл. токов КЗ, ПКС аппарата 150 кА. Индикатор тех обслуживания позволяет проверить состояние дугогасительной камеры, главных контактов в зависимости от отключаемого тока и числа операций.

Автоматические выключатели серии Compact

Серия Compact - это автоматические выключатели на токи от 15 до 1250 А: Compact NS на токи от 15 до 630 А;

Compact C на токи от 800 до 1250 А.

Исполнение: 1, 2, 3 или 4 полюса, стационарный или выдвижной, большой выбор блоков упpавления с шиpокими возможностями.

Система Compact может иметь pазличную конфигуpацию благодаpя многочисленным элементам, присоединяемым к выключателю.

Одни и те же pасцепители, вспомогательные устpойства, аксессуаpы для установки и присоединения применяются для различных моделей аппаратов одного типа:

-Compact NS80 и NSA125/160,

-Compact NS100 - NS250,

-Compact NS400 - NS630,

-Compact C801 - C1251.

Вцелом, автомат универсален и может применяться в цепях защиты отдельных приемников электроэнергии и сетей напряжением до 1000 В. Блок – схема автоматического выключателя приведена ниже. Автоматический выключатель этой серии может быть использован как генераторный или как установочный.

Вкачестве автоматического отключающего устройства в автоматах применяются расцепители магнитотермические и электронные.

20

Вопрос 7

Устрій і принцип дії автоматичних вимикачів серії АМ.

Автоматический выключатель – это электрический коммутационно-защитный аппарат, предназначенный для автоматического размыкания электрической цепи при аварийных ситуациях, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей при нормальных условиях работы.

Автоматические выключатели в зависимости от времени срабатывания делятся на селективные и неселективные.

Неселективными (установочными) называются АВ, срабатывающие при токах КЗ без выдержки времени. АВ, срабатывающие с выдержкой времени при токах КЗ называют

селективными.

Независимо от типа АВ состоят из следующих основных элементов:

контактной системы;

дугогасящего устройства;

механизма свободного расцепления;

автоматического отключающего устройства.

На судах отечественной постройки в качестве генераторных используются автоматические выключатели серии АМ и ВА. Они предназначены для коммутации и защиты генераторов СЭС.

Конструкция и принцип действия.

Автоматические выключатели серии AM выпускают двух- и трехполюсными на токи 8005500 А. Номинальным током АВ считается ток, на который рассчитаны его главные контакты в продолжительном режиме работы. Для отключения токов КЗ в АВ устанавливают максимальные расцепители (реле максимального тока). Номинальные токи максимальных расцепителей могут отличаться от номинальных токов АВ.

Автоматический выключатель состоит из отдельных устройств: контактной системы, привода, механизма свободного расцепления, расцепителей, коммутатора.

Контактная система АВ

Контактная система каждого полюса состоит из комплекта главных и дугогасительных контактов. Главные контакты состоят из неподвижных контактов и подвижного контакта-ролика. При включении АВ первыми замыкаются дугогаситель-ные контакты, а затем - главные. При отключении АВ размыкание контактов происходит в обратной последовательности. Этим исключается появление электрической дуги на главных контактах.

Конструкцией контактов предусмотрено использование электродинамических сил для увеличения силы нажатия дугогасительных контактов при включении АВ. При замыкании контактов 17, 12 возникает дуга, создающая силы электродинамического отталкивания. Для гашения этих сил дугогасительные контакты снабжены компенсационным устройством. Контакт 12 может поворачиваться относительно оси 13 на небольшой угол, и его положение в разомкнутом состоянии фиксируется пружиной 11. Стойка 9 имеет прорезь 10, заполненную изоляционной прокладкой, и ток дугогасительных контактов направляется по наружной кромке .стойки 9 через ось 13, контакт 12 и далее через контакты 17 и 20 (путь тока на рисунке 1 показан стрелками).