Сделай Сам Свою Работу на 5

Принцип действия устройства





ИЗУЧЕНИЕ СХЕМЫ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С ПОМОЩЬЮ ПРОВЕРОЧНОГО УСТРОЙСТВА «НЕПТУН»

 

Цель работы: изучение работы схемы релейной защиты и автоматики электродвигателя с помощью устройства «Нептун».

 

КРАТКОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА

 

Комплектное испытательное устройство для проверки простых средств защиты и автоматики «Нептун» (в дальнейшем — устройство) предназначено для проверки и настройки электромеханических и электронных реле напряжения, тока и времени, применяемых в системе релейной защиты и автоматики распределительных сетей, агрегатов , генераторов и двигателей напряжением 0,4 и 6 — 35 кВ.

Устройство обеспечивает возможность проверки характеристик реле напряжения и тока .

Устройство обеспечивает возможность проверки временных характеристик реле напряжения, тока и времени путем выдачи предварительно установленного переменного или постоянного напряжения, а также переменного тока с измерением времени срабатывания и отпускания проверяемых реле, производит расчет и индикацию коэффициента возврата проверяемых реле по напряжению, току или мощности срабатывания . Рассчитывается и индицируется также обратная величина, обеспечивает автоматическую самопроверку встроенной электронной схемы для определения исправности основных узлов при включении питания.



Диапазон регулировки и измерения устройством переменного напряжения:

- на пределе ≈ 25 – от 1 до 25 В;

- на пределе ≈ 250 – от 10 до 240 В;

Максимальный выходной длительный ток канала 2 А.

Максимальный ток при длительности 30 с - 4,5 А.

Диапазон регулирования и измерения устройством постоянного напряжения:

- на пределе = 35 – от 1 до 35В;

- на пределе = 350 – от 10 до 320 В.

Максимальный выходной длительный ток канала 2 А.

Максимальный ток при длительности 30 с - 4,5 А.

Диапазон регулирования и измерения устройством переменного тока, А:

- на пределе ≈ 10 – от 0,1 до 10 А;

- на пределе ≈ 20 – от 0,2 до 20 А;

- на пределе ≈ 40 – от 0,4 до 40 А.

Максимальное значение выходного тока обеспечивается при длительности до 30 с. Максимальный длительный ток канала обеспечивается при половине верхнего значения на каждом пределе (5, 10 или 20 А соответственно).



Диапазон измерения времени срабатывания и отпускания контактов проверяемого аппарата – от 0,002 до 99,999 с.

Относительная погрешность измерения эффективного значения тока и напряжения в рабочем диапазоне измерения и при частоте сети 50 ± 0,5 Гц - 2,5 %.

Относительная погрешность измерения эффективного значения мощности в рабочем диапазоне измерения и при частоте сети 50 ± 0,5 Гц - ± 5 %.

Абсолютная погрешность измерения времени переключения проверяемого аппарата, не более (0,01 * Тизм + 0,002) с.

Устройство «Нептун» представляет собой переносное испытательное устройство и выполнено в одноблочном варианте со съемной крышкой. Под крышкой расположены входные и выходные клеммы, клавиатура, индикаторы, переключатели, тумблеры и другие органы управления.

Устройство «Нептун» состоит из шести основных узлов:

— силовой части;

— микропроцессорного контроллера;

— платы индикации и платы клавиатуры;

— контроллера дисплея;

— блока питания;

 

Рисунок 1 - Структурная схема устройства «Нептун»

 

— датчиков тока и напряжения.

В состав силовой части входят:

— регулировочный автотрансформатор с максимальным выходным напряжением 240 В;

— нагрузочный трансформатор с четырьмя вторичными обмотками по 6,3 В;

— трансформатор и выпрямитель вспомогательного изолированного питания около 150 В постоянного тока для запитки контактов проверяемого реле;

— силовой выпрямитель со сглаживающим фильтром для получения постоянного напряжения (в канале напряжения);

— блок резисторов для ограничения и улучшения формы тока;



— переключатель выходных обмоток нагрузочного трансформатора;

— переключатель режимов работы канала напряжения устройства;

— переключатель дополнительных последовательных резисторов;

— выключатель нагрузки;

выключатель питания устройства.

 

Принцип действия устройства

 

Устройство «Нептун» подключается через сетевую вилку к сети 220 В 50 Гц.

После включения тумблера питания устройства, прохождения начальных тестов, устройство должно выйти в режим тестера канала напряжения. На индикаторе будет отображен режим канала (переменное или постоянное напряжение) в зависимости от положения переключателя, а также текущие значения напряжения и тока.

Устройство имеет 6 режимов работы:

— режим тестера канала напряжения;

— режим тестера канала тока;

— режим измерения времени срабатывания и отпускания токовых реле, реле напряжения и реле времени;

— режим измерения активной мощности по каналу напряжения;

— режим измерения активной мощности по каналу тока;

— режим измерения активной мощности, полученной умножением значения напряжения канала напряжения на значение тока канала тока с учетом сдвига фаз между ними.

Выбор требуемого режима осуществляется нажатием одной из соответствующих кнопок.

Устройство имеет 4 режима работы канала напряжения: выдача и измерение переменного напряжения ≈ 0 — 25 и ≈ 0 — 250 В, а также постоянного напряжения = 0 — 35 и = 0 — 350 В.

Выбор предела осуществляется переключателем «Диапазон выходного напряжения». При работе на пределах «~25 В» и « = 35 В» переключатель режима работы канала тока должен стоять в положении «10 А», иначе максимальное выходное напряжение окажется в 2 или 4 раза меньше.

Плавная регулировка выходного значения напряжения осуществляется ручкой автотрансформатора «Регулировка тока и напряжения».

Для получения более плавной регулировочной характеристики при формировании тока следует ввести последовательное сопротивление переключателем «Rпосл., Ом». При этом следует перед включением нагрузки устанавливать минимальное значение выходных тока и напряжения (крайнее левое положение) , а после включения плавно увеличивать выходные параметры вращением ручки по часовой стрелке.

Устройство имеет три режима работы канала тока: «10 А», «20 А» и «40 А». Предусмотрено получение только переменного тока.

В положении переключателя «10 А» максимальное напряжение на нагрузке составит около 25 В, в положении «20 А» — около 12 В , а в положении «40 А» — около 6 В.

Соответственно, можно определить максимальное сопротивление нагрузки, на котором можно будет обеспечить требуемый ток.

Проверка напряжения срабатывания и отпускания реле:

а) выбрать предел регулировки и измерения канала напряжения;

б) подключить проверяемое реле к клеммам «Выход канала напряжения» и «Контакты реле». Вывести ручку регулировки напряжения на 0;

в) включить тумблер «Питание » устройства. После прохождения всех тестов на индикаторе появится надпись « Канал U ». Во втором строчке на индикаторе появится индикация текущих значений выходных напряжения и тока канала

напряжения;

г) включить переключатель « Нагрузка », при этом загорится светодиод «Нагрузка», сигнализирующий о подключении нагрузки. Плавно увеличивая выходное напряжение , добиться срабатывания контактов проверяемого реле по зажиганию светодиода «Контакт» и кратковременному звуковому сигналу. Запомнить или записать значение напряжения или тока срабатывания реле. Плавно уменьшая выходное напряжение, определить точку отпускания контактов реле. Повторить операцию не менее трех раз для исключения ложных результатов .

После второго переключения контактов проверяемого реле на индикаторе будет выведено рассчитанное значение коэффициента возврата Кв и, в скобках, коэффициента срабатывания реле. При дальнейших срабатываниях контактов реле выводимые значения будут уточняться методом усреднения по 5 последним переключениям.

Коэффициент возврата рассчитывается для той величины — напряжения, тока или мощности, какой из режимов включен в данный момент.

Для облегчения определения показаний прибора в момёнт переключения кон тактов реле в устройстве имеется режим фиксации показаний индикатора при включенном тумблере «Фиксация индикации». При этом в момент переключения контактов реле происходит фиксация значений напряжения и тока или мощности на индикаторе, сопровождаемая появлением надписи «фикс» и облегчающая считывание информации. Для получения текущих показаний индикатора следует вновь нажать кнопку требуемого режима, в данном случае — кнопку «Тестер U». Следует помнить, что ручку регулировки напряжения надо вращать плавно, так как иначе возможна большая ошибка измерения за счет инерционности процесса измерения.

Примечание: Измерительная цепь подключена непосредственно к выходным клеммам устройства, поэтому при отключении переключателя «Нагрузка» на индикаторе будут нулевые значения напряжения и тока независимо от положения регулятора.

Проверка тока срабатывания и отпускания реле производится аналогично, но

необходимо использовать клеммы «Выход канала тока» и нажать кнопку «Тестер 1» в том случае, если требуется получение переменного тока свыше 2 А. При меньших требуемых значениях тока можно использовать выход канала напряжения.

В тех случаях, когда интересующее значение тока или напряжения получается на начальном участке регулирования ЛАТРа, рекомендуется ввести в цепь последовательное сопротивление с помощью переключателя «Rпослед., Ом». Резистор оказывает положительное влияние на форму кривой тока, ограничивает максимальный ток на выходах устройства, «смягчает» регулировочную характеристику, а также стабилизирует ток при переменной нагрузке, например, при проверке реле с втягивающимся сердечником.

Измерение времени срабатывания и возврата реле:

а) подключить все необходимые цепи — напряжения или тока и клеммы «Контакт реле»;

б) включить режим измерения канала напряжения или тока в зависимости от проверяемого реле. Выбрать требуемый диапазон тока или напряжения;

в) подключить обмотку реле к выходу устройства переключателем «Нагрузка». Плавно увеличивая выходной ток или напряжение, добиться устойчивого срабатывания реле. Выставить рекомендуемое для измерения временных параметров данного реле значение тока или напряжения;

г) отключить переключатель «Нагрузка»;

д) включить режим «Время» кнопкой клавиатуры. На индикаторе появится надпись «Время срабатывания». Включить переключатель «Нагрузка». После срабатывания реле должен загореться светодиод «Контакт», а на индикаторе высветится надпись «= XX.XX c»;

е) после выключения переключателя «Нагрузка» на второй строчке появится надпись «= XX.XX с».

Таким образом, за один цикл измеряется время срабатывания и время возврата контактов проверяемого реле. Информация на индикаторе будет сохраняться до нажатия на любую кнопку управления.

Примечание: При переключениях переключателя «Нагрузка» необходимо поворачивать ручку резко для одновременной коммутации разных групп контактов переключателя, иначе могут происходить сбои при определении временных характеристик.

Измерение мощности производится аналогично. Для переменного тока вычисляется активная мощность с учетом утла сдвига фаз между током и напряжением. Для режима «Мощность U *I » к проверяемому реле необходимо подключать цепи тока и цепи напряжения.

В случае превышения значения тока или напряжения допустимого предела измерения на индикаторе знак равенства сменится на знак «>». Например, «U > 30 В».

Если при включении питания на индикаторе высвечивается мигающая цифра или знак, то работа с устройством невозможна.

При работе с устройством следует учитывать, что погрешность измерения минимальна при измеряемом значении тока или напряжения, близком к верхнему пределу измерения.

Измеритель переменных тока и напряжения устройства выполнен на основе измерения действующего значения синусоидального сигнала частоты 50 Гц, поэтому при большом отклонении формы или частоты сети от номинальных значений возможно расхождение результатов измерения с измерительными приборами других типов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Для электродвигателей напряжением выше 1 кВ предусматриваются устройства релейной защиты, действующие при многофазных коротких замыканиях на выводах и в обмотках статора; перегрузках, вызванных технологическими причинами и затянувшимся пуском или самозапуском; исчезновением или длительном снижении напряжения. В необходимых случаях должна устанавливаться защита от однофазных замыканий на землю. Обычно эти защиты выполняются с помощью вторичных реле прямого действия или реле косвенного действия.

Токовая отсечка

Для защиты от многофазных коротких замыканий применяется токовая отсечка без выдержки времени. Она устанавливается на электродвигателях мощностью Рн < 5000 кВт, причём для электродвигателей Рн < 2000 кВт она выполняется одно-релейной, с включением реле на разность токов двух фаз . Если чувствительность отсечки оказывается недостаточной кч < 2 или если привод выключателя имеет два реле тока прямого действия, то применяют двухрелейную отсечку, которая является обязательной для для электродвигате­лей Рн > 2000 кВт . Ток срабатывания реле токовой отсечки выбирается с учётом отстройки от максимального пускового тока In.max при выведенных пусковых устройствах по условию

Icp = kотс × kсх × Iп max / kтт (1)

 

 

где kотс - коэффициент отстройки (для РТ-80 = 1.8...2.0; для РТ-40 - =1 - 4);

kсх - коэффициент схемы (kсх = Iр / Iф );

kтт - коэффициент трансформации.

Чувствительность отсечки считается достаточной, если коэффициент чувствительности кч > 2.

Максимальная токовая защита.

Рисунок 2 — Схема релейной защиты высоковольтного двигателя

МТЗ предусматривается на электродвигателях, подверженных перегрузке по технологическим причинам, а также на электродвигателях с особо тяжёлыми условиями пуска и самозапуска длительностью 20 с и более. Защита от перегрузки обычно осуществляется индукционными реле РТ-80, электромагнитные элементы которых используются для выполнения токовой отсечки. Таким образом, с помощью комбинированных реле РТ-80 осуществляется двухступенчатая токовая защита. Действие защиты на отключение допускается на электродвигателях с тяжёлыми условиями пуска или самозапуска, а также в тех случаях, когда отсутствует возможность своевременной разгрузки без остановки электродвигателя. Учитывая это, ток срабатывания реле выбирают исходя из следующих требований: реле не должно срабатывать в нормальном режиме, т.е.

 

IСр = kотc * kСх* Iд.ном / kтт * kв (2)

 

В расчётах принимают значения kотc от 1.1 до 1.2 и kв = 0.8.

Время срабатывания защиты должно быть при однократном токе в пределах 6-9 крат от установленного на реле.

Защита от замыкания на землю.

Она предусматривается на электродвигателях соответствующей мощности.

Реле защиты подключается к однотрансформаторному фильтру тока нулевой последовательности. Для определения тока срабатывания используют условие

 

Iсз = kотc * 3 * Iо (3)

 

вводя в него вместо I0 собственный емкостный ток электродвигателя Iод Ток можно определить по выражению

kотc = ω Сд × Uф (4)

 

где Uф - номинальное фазное напряжение электродвигателя, В;

Сд - ёмкость фазы электродвигателя, Ф для неявнополюсных синхронных и асинхронных двигателей с коротко-замкнутым ротором

 

Сд = 0.0187 * SНД * 10-6 / (1,2 * √UН * (1+0,08 * UН) (5)

 

где SНД - номинальная мощность электродвигателя, MB*А;

UH - номинальное линейное напряжение, Кв.

Для остальных электродвигателей

 

Сд = 40 * SHД 3/4*10- 6 / (3 * (UH + 3600) * nH1/3) (6)

 

Ток срабатывания не должен превышать 10А для двигателей мощностью Рд < 2000 кВт и 5А для двигателей Рд > 2000 кВт. Для выполнения защиты от замыкания на землю двигателей мощностью до 2000 кВт, как правило, применяют реле РТ-40/0.2. На двигателях большей мощности защиту рекомендуется выполнять с применением полупроводникового реле тока повы­шенной чувствительности РТЗ -51.

 

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.