Краткий конспект лекции.

1.3.1. Назначение и классификация электрической аппаратуры управления и защиты.

Аппаратура, применяемая для электропривода, в зависимости от назначения делится на две группы: аппаратуру управления и аппаратуру защиты.

Аппаратура управления предназначена для включения и отключения электрических цепей, пуска, регулирования частоты вращения электродвигателей.

Аппаратура защиты предназначена для защиты электроустановок в случае нарушения нормального режима работы, сопровождающегося появлением коротких замыканий, опасных перегрузок, пробоя изоляции и недопустимых колебаний напряжения.

Аппаратура управления классифицируется по следующим признакам:

- способу управления: ручного, дистанционного, дистанционно-автоматизированного и автоматического управления;

- роду тока: постоянного, переменного;

- величине напряжения: низковольтная – до 1200 В; высоковольтная – свыше 1200 В;

- по виду исполнения: для шахт, опасных по газу и пыли; неопасных по газу и пыли.

Аппаратура защиты может быть классифицирована на аппаратуру защиты от повреждений (защита от токов короткого замыкания); аппаратуру защиты от ненормальных режимов работы (перегрузки).

Основные виды повреждения в сетях переменного трёхфазного тока являются:

короткое трёхфазное замыкание – I⁽³⁾_к.з: короткое двухфазное замыкание - I⁽²⁾_к.з: короткое однофазное замыкание на землю I⁽¹⁾_к.з.

1.3.2. Условные графические обозначения элементов электрических схем.

Для чтения электрических схем необходимо знать на память наиболее распространённые обозначения элементов электрических схем.

Условные обозначения и правила выполнения электротехнических чертежей регламентируются общегосударственными стандартами «Единой системы конструкторской документации». Наиболее распространённые условные обозначения, применяемые при изучении предмета, приведены ниже.

Таблица 1 - Условные обозначения на электрических схемах

Наименование	Обозначение
1 Контакт контактного соединения
1.1 Разъемного соединения
1.1.1 штырь
1.1.2 гнездо
1.2 Разборного соединения

Продолжение таблицы 1

1.3 Неразборного соединения
2 Контакт коммутационного устройства
2.1 Замыкающий
2.2 Размыкающий
2.3 Переключающий
3 Контакт, замыкающий с замедлителем, действующим:
3.1 при срабатывании
3.2 при возврате
4 Контакт, размыкающий с замедлителем, действующим:
4.1 при срабатывании
4.2 при возврате
5 Контакт
5.1 Разъединителя
5.2 выключателя разъединителя
6 Контакт с автовозвратом при перегрузке
7 Контакт для коммутации сильноточной цепи:
7.1 Замыкающий
7.2 Замыкающий дугогасительный
8 Выключатель–разъединитель трехполюсный
9 Выключатель трехполюсный с автовозвратом
10 Разъединитель трехполюсный
11 Выключатель кнопочный нажимной:
11.1 С замыкающим контактом

Продолжение таблицы 1

11.2 С размыкающим контактом
12 Резистор:
12.1 Постоянный
12.2 Переменный
13 Конденсатор постоянной емкости
14 Диод
15 Стабилитрон:
15.1 Односторонний
15.2 Двыхсторонний
16 Однофазная мостовая выпрямительная схема	+ ~ ~   –
17 Обмотка контактора реле и магнитного пускателя:
17.1 Однообмоточное реле
17.2 Двухобмоточное реле
18 Транзистор:
18.1 с п–р–п переходом
18.2 с р–п–р переходом
19 Индикатор тлеющего разряда (неоновая лампа)
20 Лампа накаливания
21 Корпус
22 Заземление

Продолжение таблицы 1

23 Пускатель люминисцентных ламп (стартер)
24 Гудок

1.3.3. Аппараты и принципиальные схемы максимальной токовой защиты

Максимальная токовая защита предназначена для защиты отходящих присоединений от токов короткого замыкания (двухфазных, трёхфазных).

В качестве максимальной токовой защиты в шахтных аппаратах применяются:

- плавкие предохранители (ручные пускатели ПРШ-1, ПРВ-3);

- реле максимального тока (пусковые агрегаты АП-4,АПШ-1; автоматические выключатели серии А3700);

- устройство максимальной токовой защиты типа УМЗ (рудничные пускатели ПВИ-63Б, ПВИ-125Б, ПВИ-250Б; станции управления СУВ-350);

- полупроводниковая максимальная токовая защита типа ПМЗ (рудничные пускатели ПВИ-63БТ, ПВИ-125БТ, ПВИ-250БТ; ПВВ-320Т, комплектные устройства управления КУУВ-350);

- блок токовой защиты БТЗ.3 (рудничные пускатели ПВИ-32БТМ, ПВИ-63БТМ, ПВИ-125БТМ, ПРВ-М-32, ПРВ-М-63, ПРВ-М-125, ПРВ-М-160);

- блок комплексной защиты БКЗ (рудничные пускатели ПРВИ-63, ПРВИ-125, ПРВИ-250, ПРВИ-320, ПРВИ-400).

1.3.3.1. Плавкие предохранители. Конструкция, расчет, выбор и проверка плавкой вставки предохранителя

Плавкие предохранители для напряжения до 1000 В бывают пробочные и трубчатые. Пробочные – для защиты осветительных сетей, трубчатые – для силовых сетей и мощных токоприемников.

Трубчатые – ПР–2 состоят из изолирующей фибровой трубки 1 (рис 3.1) повышенной механической прочности с концевыми латунными обоймами 3, на которые навёрнуты колпачки 4. Внутри трубки вставлена плавкая штампованная цинковая вставка 2, связанная с выводными зажимами 6 болтовым соединением и удерживаемая внутри трубки в фиксированном положении двумя пластинами 5.

Рис.3.1 – Конструкция плавкого предохранителя ПР.

Принцип действия плавких предохранителей основан на тепловом действии электрического тока.

Достоинства плавких предохранителей: простота конструкции, дешевизна, надёжность защиты при к.з.

Недостатки плавких предохранителей:

Не обеспечивает защиту от небольших, но длительных токов перегрузки.

При токе на 25% больше номинального плавкая вставка не перегорает, а при 60% перегорит через час. Асинхронный двигатель при перегрузке 50% может работать не более 3 минут, поэтому предохранители не могут защитить двигатели от перегрузок.

При перегорании плавкой вставки в цепи асинхронного электродвигателя трёхфазного переменного тока на одной их фаз, электродвигатель продолжает работать, но при этом потребляет ток примерно в два раза больше номинального, в результате чего он может выйти из строя.

Расчёт плавких вставок:

- для осветительных сетей и асинхронных электродвигателей с фазным ротором:

I_{пл.вст.расч.} = I_ном.

- для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором:

I_пуск

I_{пл.вст.расч.} = ¾¾¾¾¾

1,6 – 2,5

1,6 ÷ 2,5 - коэффициент, обеспечивающий неперегорание плавкой вставки при пуске.

Коэффициент 2,5 принимается при нечастых пусках и быстром разворачивании электродвигателя. При частых пусках и медленном разворачивании электродвигателя принимается коэффициент 1,6÷2.

Выбирается плавкая вставка со стандартным значением её номинального тока, ближайшим к расчётному току.

Проверка на надежность срабатывания.

Отношение (кратность) расчётного минимального тока двухфазного к.з. к номинальному току плавкой вставки должно удовлетворять условию:

.

При этом кратность, равная 4, допускается в сетях 380 – 1140 В, где требуется плавкая вставка на номинальный ток 160 и 200 А, а также в сетях напряжением 127 и 220 В, независимо от величины тока плавкой вставки.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Как разделяется аппаратура, применяемая для электропривода, в зависимости от назначения?

2. Каково назначение аппаратуры управления?

3. Каково назначение аппаратуры защиты?

4. По каким признакам классифицируется аппаратура управления?

5. Каковы основные виды повреждений?

6. Каково назначение максимальной токовой защиты?

7. Какими элементами осуществляется максимальная токовая защита в шахтных аппаратах?

8. Как устроен плавкий предохранитель типа ПР?

9. Каков принцип действия плавкого предохранителя?

10. Какие достоинства плавкого предохранителя?

11. Какие недостатки плавкого предохранителя?

12. Как определяется расчётный ток плавкой вставки для осветительной нагрузки и асинхронного электродвигателя трёхфазного переменного тока с фазным ротором?

13. Как определяется расчётный ток плавкой вставки для асинхронного электродвигателя трёхфазного переменного тока с короткозамкнутым ротором?

14. В каких случаях принимается коэффициент неперегорания плавкой вставки равным 2,5?

15. В каких случаях принимается коэффициент неперегорания плавкой вставки равным 1,6?

16. Как осуществляется выбор плавкой вставки предохранителя?

17. Как осуществляется проверка плавких вставок предохранителей на надёжность их срабатывания?

18. В каких случаях коэффициент чувствительности защиты принимается равным 4?

19. Выучить на память условные обозначения элементов, применяемых в схемах электрических аппаратов. Воспроизвести по памяти условные обозначения.

Список рекомендуемой литературы

1. Л.С. Бородино с. 75 – 79; 161 – 163.

2. Г.Д. Медведев с. 38 – 41.

Занятие 11

Узловые вопросы лекции:

1.3.3. Аппараты и принципиальные схемы максимальной токовой защиты:

1.3.3.2. Реле максимального тока.

1.3.3.3. Устройство максимальной защиты. Блок УМЗ.

1.3.3.4. Полупроводниковая максимальная защита. Блок ПМЗ.

1.3.3.5. Расчёт, выбор и проверка уставок максимальной токовой защиты.

1.3.4. Защита от перегрева обмоток электродвигателей, трансформаторов. Дифференциальное температурное реле ДТР.

1.3.5. Защита от опрокидывания и несостоявшегося пуска двигателя. Аппараты ЗОНД, КОРД.