Коммутационная аппаратура АСУ. Аппаратура управления и аппаратура защиты. Их ТО и ремонт

К аппаратам автоматического дистанционного управления относятся электромагнитные пускатели, контакторы и реле различного рода, коммутация которых осуществляется при подачи на их катушки электрического сигнала (напряжения или тока) и снятия этого сигнала. Они являются двухпозиционными коммутационными аппаратами с самовозвратом, включение и отключение которых осуществляется электрическим сигналом.

 

Аппараты автоматического управления. Назначение, устройство, выбор

 

Электромагнитные пускатели. Предназначены для дистанционного управления электроустановками (для электродвигателей пуск, остановка, торможение, реверсирование), а также при наличии теплового реле для защиты от небольших, но длительных перегрузок. Осуществляет пускатель так же защиту электроустановки от снижения напряжения или его исчезновения и от самозапуска двигателя после восстановления напряжения, так называемая нулевая защита. В соответствии с перечисленными функциями в состав пускателя могут входить контактор, кнопки управления, тепловые реле защиты, сигнальные лампы, размещаемые в одном корпусе.

 

Электромагнитные пускатели различаются между собой по: назначению (нереверсивные, реверсивные); степени защиты от воздействия окружающей среды; наличию тепловых реле (без тепловых реле, с тепловыми реле); виду блокировки в реверсивных пускателях (механической, электрической, механической и электрической одновременно); наличию встроенных в оболочку пускателя кнопок управления (без кнопок, с кнопками); величине, габариту или передаваемой мощности; напряжению главной цепи и цепи управления.

Автоматическим выключателем (автоматом) называется электрический коммутационно-защитный аппарат с высокой коммутационной способностью, предназначенный для автоматического размыкания электрических цепей при аварийных ситуациях, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей при нормальных условиях работы.

Для автоматического управления электроприводом широко применяют релейно-контакторную аппаратуру, в состав которой входят контакторы, магнитные пускатели с кнопочными станциями, конечные и путевые выключатели, различные реле и т. п. Существуют бесконтактные способы управления электроприводами, основанные на применении тиристоров и симисторов.

 

Для управления электроустановками производственного назначения используют пакетные выключатели и переключатели. Их выпускают общего исполнения для открытой и скрытой установки в помещениях с нормальной средой и герметическими (полугерметическими) — для сырых помещений. Контакты у выключателей скользящие или рубящие. По исполнению выклю-чатели и переключатели бывают перекидные, поворотные и др.

 

Пакетные выключатели и переключатели предназначены для нечастых включений в цепях небольшой мощности (токи до 100 А при напряжении 220 В, 60 А —при 380 В). Их изготовляют открытого исполнения или с защитным кожухом. Они рассчитаны для установки на щитах, в распределительных ящиках, сухих помещениях.

 

Пакетный выключатель состоит из отдельных сложенных вместе пакетов 3 (рис. 28.2) и приводного механизма. Пакет является одним полюсом выключателя, в котором имеются два разрыва. Неподвижные контакты 5 выполнены в виде массивных пластин из латуни, подвижные б—в виде двух пружинящих губок, которые насажены на квадратный изолированный вал 4 выключателя с рукояткой и могут поворачиваться вместе с ним.

Рис. 28.2. Пакетный выключатель:

1 — приводной механизм;

2— рукоятка выключателя;

3 — пакеты;

4— изолированный вал;

5— неподвижные

контакты;

                                   6— подвижные контакты

Пакетные выключатели и переклю­чатели обладают большими преимуще­ствами по сравнению с другой аппара­турой управления: малыми габаритны­ми размерами, удобством монтажа, вибро- и удароустойчивостью. Приме­няют их в непыльных помещениях с относительной влажностью воздуха до 80 % при температуре 40 °С. Магнитная система пускателей собрана из отдельных листов электротехнической стали. Катушка пускателя питается переменным током, поэтому в магнитопроводе возникает пульсирующий магнитный поток. Для устранения вибрации, износа якоря и подгорания главных контактов торец сердечника в области прилегания к нему якоря разрывают и часть его охватывают демпферным короткозамкнутым витком из меди или латуни. В короткозамкнутом витке переменный магнитный поток индуцирует ЭДС, и протекающий по нему ток создает свой магнитный поток, сдвинутый по фазе по отношению к основному. Таким образом, в воздушном зазоре возникают два магнитных потока, сдвинутых между собой по фазе. Их сумма в любой момент не равна нулю, следовательно, сила притяжения электромагнита не уменьшается до нуля.

Защитной характеристикой автомата называют зависимость полного времени от момента возникновения тока короткого замыкания до момента срабатывания расцепителя от силы тока, проходящего через расцепитель, или кратности этого тока по отношению к номинальному току расцепителя. Защитные характеристики автоматов определяются наличием тепловых, электромагнитных или комбинированных расцепителей, а также селективной пристройкой замедлителя расцепления.

По особенностям защитных характеристик различают автоматы мгновенного действия с зависимой выдержкой времени при перегрузках и мгновенным отключением при коротких замыканиях.

Установочный автомат снабжен тепловым и электромагнитным разделителями, работающими независимо друг от друга.

При токах нагрузки, меньших по сравнению с током уставки электромагнитного расцепителя, работает только тепловой расцепитель, так как уставка электромагнитного расцепителя больше уставки теплового расцепителя. При токах нагрузки, превышающих уставку электромагнитного расцепителя, работает только электромагнитный расцепитель, так как тепловой расцепитель имеет при этих токах большее время срабатывания. При работе электромагнитного расцепителя полное время срабатывания автомата мало, и это является весьма ценным его качеством.

Большая скорость срабатывания установочных автоматов, примерно одинаковая для всех аппаратов этого типа, ограничивает селективность их работы. Селективность действия двух установочных автоматов возможна лишь в пределах уставок их электромагнитных расцепителей. В селективных автоматах, снабженных замедлителями расцепления, время срабатывания автомата увеличивается на время срабатывания замедлителя.

Командоаппараты служат для ручного переключения конт­рольных цепей катушек магнитных пускателей, контакторов, реле и т. д. Замыканием или размыканием электрической цепи оператор может дистанционно подать команду на пуск или оста­новку электрической машины. Наиболее простые командоаппараты—кнопки управления (рис. 28.4), применяемые для дистан­ционного управления электромагнитными аппаратами постоян­ного и переменного тока напряжением до 500 В. Несколько кно­пок, установленных в общем кожухе, состоящем из основания и крышки, образуют кнопочный мост управления.

Контакторы дистанционного действия служат для частых вклю­чений и отключений силовых электрических цепей при нормаль­ных режимах работы. В силовых цепях животноводческих элект

роустановок в основном используют контакторы переменного тока.

Контакторы состоят из главных и вспомогательных контак­тов, электромагнитного и дугогасительного устройств. Главные контакты рассчитаны на большое число включений и отключе­ний силовой цепи в единицу времени (большая частота). Они бывают рычажные и мостовые. Электромагнитное устройство обеспечивает дистанционное управление контактором. Оно со­стоит из катушки и двух сердечников Ш- или Т-образной фор­мы. Сердечники набирают из изолированных одна от другой пла­стин толщиной 0,35; 0,5; 1 мм. Для гашения дуги, возникающей при размыкании контактов, предусмотрено дугогасительное уст­ройство. Вспомогательные контакты необходимы для переклю­чения в цепях управления контактора, блокировки и сигнализа­ции.

Рубильники, рубящие переключатели

Рубильником, рубящим переключателем называют электрический аппарат с ручным приводом, предназначенный для коммутации электрических цепей под током. Рубильники выполняют функцию замыкания — размыкания цепей, а рубящие переключатели — еще и функцию переключения цепей.

Разъединителем называют электрический аппарат с ручным приводом, предназначенный для коммутации обесточенных электрических цепей.

Рубильники кроме главных ножей имеют также разрывные (моментные) ножи, которые обеспечивают достаточную скорость отключения, не зависящую от скорости движения руки оператора, и предохраняют главные контакты от разрушающего действия дуги.

Моментные ножи выполняются облегченной конструкции, так как они бывают нагружены кратковременно. Рубильники и переключатели на токи 600 А и выше изготовляются без моментных ножей — с медно-графитовыми (разрывными) контактами.

Для повышения предельного отключаемого тока рубильники и переключатели снабжаются дугогасительными камерами с дугогасительной решеткой. Разъединители не имеют моментных ножей и дугогасительных камер. Рубильника и переключатели могут снабжаться замыкающими и размыкающими блок-контактами. приводимыми в действие одновременно с контактными ножами.

Универсальные переключатели

Универсальным переключателем называется коммутационное устройство, служащее для ручного управления включением или переключением цепей в электрических установках.

Переключатель набирается из отдельных секций, состоящих из двух подвижных контактов и трех шайб, из которых две предназначены для включения двух подвижных контактов и одна — для их отключения. При большом числе кулачковых шайб с разным профилем и разной конфигурацией возможен набор многочисленных схем включения контактов. Очередность и порядок включения отдельных контактов определяются схемой расположения шайб.

Основными характеристиками универсальных переключателей являются: коммутационная способность, характеризуемая предельным током отключения при данной длительности нагрузки; механическая износостойкость, определяемая предельным числом включений обесточенного аппарата; перегрузочная способность, характеризуемая допустимым током перегрузки в течение определенного промежутка времени.

Аппаратура защиты

Аппаратура защиты служит для предохранения электроэнергетической системы, в том числе судовой элекстростанции, от повреждения или от дальнейшего развития уже возникшего повреждения. Защита обычно состоит в том, что защищаемый объект отключается от источников электрической энергии. Воздействующая величина, на которую должна реагировать аппаратура защиты, может быть электрической и

неэлектрической. В зависимости от характеристической величины различают защиту по току, напряжению, мощности, частоте, температуре, давлению и т. д.

Различают аппаратуру защиты мгновенного действия, защищающую даже от кратковременных нарушений установленного режима, и с выдержкой времени, что особенно важно для обеспечения определенной очередности срабатывания (селективности) защиты.

Максимальная защита– это защита от возможных повреждений, вызываемых превышением тока, напряжения, мощности установленных значений.

Максимальная защита по току может защищать от КЗ, тогда это будет защита мгновенного действия и от перегрузок – защита с выдержкой времени от повреждений, вызываемых длительным превышением током его допустимого по нагреву значения, а также грузовая защита, при которой при превышении током его установленного значения электроэнергетическая система не отключается, а переводится в режим работы, для нее безопасный.

Минимальная защита– это защита от возможных повреждений, вызываемых снижением тока, напряжения, мощности до значений меньше установленных.

Минимальная защита по напряжению имеет разновидность, которая называется нулевой защитой, то есть защитой от повреждений, вызываемых значительным снижением (без указания точного значения) или полным исчезновением напряжения.

Защита от обратного тока при постоянной или обратной мощности при переменном токе служит для защиты генераторов от перехода их в двигательный режим работы.

Плавкие предохранители

Плавким предохранителем называют электрический аппарат, размыкающий электрическую цепь путем расплавления плавкой вставки, нагретой током, превышающим заданное значение.

Плавкие прёдохранители предназначаются для защиты электрических цепей и элементов электроустановок при возникновении перегрузок или коротких замыканий. Наиболее распространенные материалы плавких вставок — цинк и серебро.

Основными характеристиками плавких предохранителей являются защитные (время-токовые) характеристики и предельная разрывная способность.

Плавкий предохранитель – простейший из апаратуры защиты от КЗ, представляющий собой коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения специально предусмотренной для этого плавкой вставки под действием тока, превышающего установленное значение. Для нагрева вставки и ее расплавления требуются определенный ток и время. Естественно, чем больше ток, тем меньше время, при каком-то значении тока вставка вообще не будет плавиться. Обычно этот ток больше номинального в 1,3 раза, поэтому плавкий предохранитель нельзя считать средством защиты от перегрузки.