Стенд проверки аппаратов защиты постоянного тока

Стенд предназначен для определения технических характеристик блоков реле перегрузки БРД-356, БРД-204, БРД-356, реле перегрузки РТ252, РТ-465-01, РТ-265, РТ-196, РТ465, РТ-401А, реле дифференциальной защиты РДЗ-216, РДЗ-222 устанавливаемых на элек­тровозах, в условиях цеха ремонта электрических аппаратов. Питание стенда осуществляется от сети переменного тока напряжением ~ В частотой 50 Гц. Стенд имеет один источник постоянного напряжения «0 – 100В» и один многоамперный агрегат постоянного тока «0-1000А». Многоамперный агрегат имеет несколько скоростей нарастания выходного тока. У всех источников имеется возможность плавной регулировки испытательного тока и напряжения. Управление регулированием испытательного напряжения осуществляется с помощью микропроцессорного блока фазового управления.

Внешний вид и расположение основных частей стенда представлены на рисунке 11.1. Стенд конструктивно выполнен в виде стола с панелью управления. В нижней части стола расположен блок силового оборудования и ввод ~ 380 В для питания стенда. На панели управления расположены измерительные приборы, ручки регуляторов тока и напряжения, кнопки включения и выключения питающей сети, выходные клеммы. Внутри панели управления расположен источник постоянного напряжения «0 – 100В», блоки фазового управления БФУ1 и БФУ2, блок питания, блок повторителей и блок обратной связи.

Принцип действия стенда основан на определении тока уставки аппаратов защиты путем изменения величины тока, необходимого для срабатывания.

Внешний вид панели управления представлен на рисунке 11.2.

Схема электрическая принципиальная представлена на рисунке 11.3.

Регулирование величины выходного тока многоамперного агрегата «0 – 1000 А» осуществляется посредством тиристоров VS1 - VS6, включенных во вторичную обмотку силовых трансформаторов TV1 и TV2. Тиристоры собраны по трехфазной нулевой схеме выпрямления. Выходной ток источника регулируется пу­тем изменения фазы угла открытия тиристоров, который задается энкодером А10, расположенным на панели управления. Контроль величины выходного тока осуществляется амперметром РА2

Напряжение питания и синхронизации на блок фазового управления БФУ1 подается от трансформаторов TV3-TV5.

Управляющие импульсы для открытия тиристоров VS1 - VS6 вырабаты­ваются блоком фазового управления (БФУ1), схема электрическая принципиальная которого представлена на рисунке 11.4

Алгоритм управления многоамперным агрегатом прописан в программируемом микроконтроллере DD1. Напряжение синхронизации фаз А, В, С преобразуется в логические цифровые уровни на транзисторах VT4-VT6, уровню логической 1 соответствует положительный полупериод, а логическому 0 отрицательный полупериод переменного напряжения. Входные фильтры на конденсаторах С1-С3 служат для сглаживания коммутационных выбросов в сети.

Нажатие кнопки К2 переводит микроконтроллер в режим сброса и запуска тестовой программы при этом светодиод VD8 начинает мигать и снимаются импульсы управления тиристорами, микроконтроллер прекращает реагировать на ручное и автоматическое управление. Для восстановления работоспособности микроконтроллера и фазорегулятора в целом необходимо нажать кнопку К1 или отключить на 30 секунд питание фазорегулятора, при этом светодиод опять три раза мигнет и загорится непрерывным светом, но импульсы управления с предыдущей фазой будут отсутствовать..

Выходные каскады собраны на транзисторах VT8 - VT13. Микроконтроллер контролирует величину угла управления _р в пределах от _рmax=170⁰ эл. до _рmin=10⁰ эл. Входное переменное напряжение питания и синхронизации фазорегулятора должно находиться в пределах 15 В.

Импульсы управления выработанные блоком фазового управления БФУ1 подаются на тиристоры через блок повторителей А4.

Блок управления и индикации А3 (схема блока приведена на рисунке 11.5) предназначен для управления блоком БФУ1, посредством кнопок SB1-SB4 либо по средствам энкодера А10. С помощью блока управления и индикации можно задавать время нарастания выходного тока многоамперного агрегата. Для этого необходимо нажать на энкодер 14 «Скорость нарастания», при этом индикатор блока начнет мигать. Вращая энкодер «Скорость нарастания» установить по индикатору необходимое время увеличения тока многоамперного агрегата. Минимальное время увеличения тока составляет 3 секунды – максимальное 39 секунд. Выбор времени увеличения тока осуществляется с шагом в 3 секунды.

После установки необходимого времени увеличения тока нажать на энкодер «Скорость нарастания» еще раз, при этом индикатор перестанет мигать и на нем будут отображены числа соответствующие установленному времени.

Блок управления и индикации управляет блоком фазового управления по интерфейсу RS485, при этом БФУ1 должен иметь адрес 99. Если произойдет сбой или блок управления и индикации будет отключен от блока фазового управления, то на его индикаторе появится сообщение об ошибке «Er».

Источник постоянного напряжения «0 – 100В» состоит из трансформатора TV6, предохранителя FU2, полууправляемого выпрямителя, состоящего из тиристоров VS7, VS8 и диодов VD1, VD2. Диод VD3 предназначен для непрерывного протекания тока через нагрузку. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения в схеме предусмотрен L-C фильтр. Величина выходного напряжения данного источника регулируется путем изменения фазы угла открытия тиристоров VS7–VS8, которое задается энкодером А9. Управляющие импульсы вырабатываются блоком фазового управления (БФУ2), принципиальная электрическая схема, которого приведена на рисунке 11.6.

Блок обратной связи А5 состоит из трансформатора TV7, диодного моста VD4, резисторов R26 и R27, диода VD6 и транзистора VT7. Выводы блока обратной связи через лампу HL2 подключаются к блок контактам проверяемого реле. После срабатывания реле по трансформатору TV7 начинает протекать ток, загорается лампа HL2 «Срабатывание реле», транзистор VT1 открывается и шунтирует кнопку SB1 (кнопка «СТОП» на панели управления). При этом блок А1 (БФУ1) перестает вырабатывать управляющие импульсы и происходит фиксация уровня выходного тока многоамперного агрегата.

Блок питания А8 предназначен для питания цифровых измерительных приборов (PA1) типа Щ02, схема электрическая принципиальная бока питания представлена на рисунке 11.7. Стабилизированный уровень выходного напряжения составляет 5В.

Включение стенда производиться нажатием кнопки SB5 «Пуск», при этом подается питания на катушку е КМ1. После срабатывания электромагнитного пускателя КМ1 загорается сигнальная лампа HL1 «Сеть».

Отключение стенда производиться путем нажатия на кнопку SB6 «Стоп», при этом снимается питание с катушки КМ1 и гаснет лампа HL1 «Сеть».

Автоматический выключатель QF1 предназначен для защиты стенда от аварийных режимов.

Рисунок 11.1 Внешний вид стенда

Рисунок 11.2 – Внешний вид панели управления

Рисунок 11.3 – Схема электрическая принципиальная стенда проверки аппаратов защиты постоянного тока

Рисунок 11.4 – Схема электрическая принципиальная блока фазового управления БФУ1

Рисунок 11.5 – Схема электрическая принципиальная блока управления и индикации

Рисунок 11.6 – Схема электрическая принципиальная блока фазового управления БФУ2

Рисунок 11.7 – Схема электрическая принципиальная блока питания

Порядок работы стенда

1. Установить проверяемое реле на стенд.

2. При помощи соединительных кабелей подключите испытуемый аппарат к многоамперному агрегату постоянного тока «0 – 1000 А.». а его блок контакты к выводам «Блок контакты» стенда. При этом выбор клеммы подключения осуществляется в соответствии с технологической картой испытания данного типа электрического аппарата и величиной токовой уставки.

3. Определение характеристик производить в соответствии с правилами ремонта и технологической картой испытания данного типа электрических аппаратов.

4. ВНИМАНИЕ! Стенд может работать в двух режимах: ручном и автоматизированном.

5 ВНИМАНИЕ! Работать на стенде строго воспрещается, если не включились вентиляторы охлаждения многоамперного агрегата.

6. Работа стенда в автоматизированном режиме:

6.1 Включить питание стенда нажатием кнопки «Пуск», при этом загорится сигнальная лампа сеть и включаться цифровые измерительные приборы.

6.2. Установить время нарастания выходного тока с помощью регулятора «Скорость нарастания».

6.3. Установка времени нарастания выходного тока осуществляется следующим образом:

6.3.1. Нажать на регулятор «Скорость нарастания», при этом замигает индикатор, который отображает время нарастания выходного тока.

6.3.2. Вращая регулятор, установить по индикатору необходимое время нарастания выходного тока многоамперного агрегата.

6.3.3. Нажать повторно на регулятор «Скорость нарастания», при этом индикатор перестанет мигать и на нем отобразиться время нарастания выходного тока многоамперного агрегата.

6.4. После установки времени нарастания кратко-временно нажать на кнопку обозначенную знаком « », при этом система автоматически начнет плавно увеличивать ток многоамперного агрегата, с заданной скоростью

6.5. Увеличение тока происходит до момента срабатывания проверяемого аппарата. После срабатывания аппарата загорается или гаснет сигнальная лампа «Срабатывание аппарата». Ток срабатывания аппарата определяется по показаниям цифрового амперметра РА2. Ток уставки срабатывания реле должен соответствовать установленному правилами ремонта для данного типа аппарата значению.

6.6. Если ток уставки срабатывания не соответствует установленному значению, то необходимо отключить питание стенда, произвести настройку аппарата и повторить п.п. 7.6.1- 7.6.5.

6.7. ВНИМАНИЕ! Если выходной ток многоамперного агрегата будет превышать 1000А, а срабатывания проверяемого аппарата не произойдет, то необходимо нажать кнопку «Стоп». Возвращение системы в исходное положения осуществляется нажатием кнопки «Сброс» либо кнопки обозначенной знаком « ».

6.8. После проведения испытаний в автоматизированном режиме выключить стенд нажатием кнопки «Стоп»

7. Работа стенда в ручном режиме:

8. Включить питание стенда нажатием кнопки «Пуск», при этом загорится сигнальная лампа сеть и включаться цифровые измерительные приборы.

9. Плавно вращая ручку регулятора тока вправо, добиваются срабатывания аппарата, фиксируя ток срабатывания по прибору РА2. После срабатывания аппарата загорается или гаснет сигнальная лампа «Срабатывание аппарата». Ток уставки срабатывания реле должен соответствовать установленному правилами ремонта для данного типа аппарата значению.

10. Если ток уставки срабатывания не соответствует установленному значению, то необходимо отключить питание стенда, произвести настройку аппарата и повторить п.п. 8-9.

12. После проведения испытаний в ручном режиме выключить стенд нажатием кнопки «Стоп»

13. Все измерения производить при температуре окружающего воз­ду­ха от +10 °С до +40 °С.

14. После окончания настройки отключить питание стенда.

15. Отсоединить испытанный аппарат от стенда.