ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ

И ЗАЩИТЫ

При выборе аппаратов управлениядля установок до 1 кВ следует учитывать режимы их работы. Типы, технические данные аппаратов управления представлены в [6, 9]. Категории применения аппаратов в зависимости от рода тока и режимы работы (области использования) представлены в [9].

В качестве аппаратов защиты применяются плавкие предохранители или автоматические воздушные выключатели с встроенными тепловыми (для защиты от перегрузок) и электромагнитными (для защиты от токов короткого замыкания) реле.

Выбор автоматов производится:

– по напряжению установки U_уст £ U_н;

– по роду тока и его значению I_р £ I_н;

– по коммутационной способности I_к £ I_откл,

где U_уст – напряжение на установке; U_н – номинальное напряжение автомата; I_р – рабочий ток установки; I_н – номинальный ток автомата; I_к – ток короткого замыкания.

Номинальный ток теплового электромагнитного или комбинированного расцепителя автоматического выключателя выбирается только по расчетному току линии I_т ³ I_дл.

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного расцепителя или комбинированного расцепителя I_ср.эл проверяется по максимальному кратковременному пиковому току I_ср.эл³ I_пикК.

Для автоматических выключателей с I_н £ 100 А коэффициент К ³ 1,4, а с I_н ³ 100 А К ³ 1,25. Для одиночных двигателей пиковый ток равен пусковому току двигателя.

Выбор предохранителей производится:

– по напряжению U_уст £ U_н;

– по условиям перегрева I_н ³ I_р;

– по току отключения I_к £ I_н.откл.

Токи плавких вставок предохранителей для линий с электродвигателями выбираются согласно условиям:

– при нормальном пуске, когда время пуска не превышает 5 с,

; (7.1)

– при тяжелом пуске, когда время пуска более 5 с (например, вентиляторы с колесом большого диаметра),

. (7.2)

Для защиты линии с несколькими двигателями

, (7.3)

где I_р – расчетный ток группы двигателей; I_нб – ток наибольшего в группе двигателя; К – кратность пускового тока двигателя.

В [9] приводятся рекомендации по выбору пусковой и защитной аппаратуры (предохранители, выключатели, магнитные пускатели) на ответвлениях к асинхронным двигателям.

В качестве примера типовой релейной системы автоматического управления на рис. 7.1 представлена схема пуска, остановки и реверсирования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором при помощи магнитного пускателя [3].

Рис. 7.1. Схема пуска, остановки и реверсирования асинхронного двигателя:

КМ₁, КМ₂ – контакторы; SB₂, SB₃ – кнопки управления, подающие команды

на включение двигателя для вращения в условных направлениях «Вперед»

и «Назад»; SB₁ – кнопка «Стоп», останавливающая двигатель

Магнитные пускатели широко используются для двигателей переменного тока до 75 кВт, работающих в основном в продолжительных или повторно-кратковременных режимах. Магнитным пускателем осуществляют дистанционное управление, а также тепловую (FR1, FR2 ) защиту двигателей. В схеме предусмотрена максимально-токовая мгновенная защита FU1- FU5. Если требуется пускать и останавливать двигатель, то устанавливается нереверсивный магнитный пускатель.

Выбор пусковой и защитной аппаратуры к асинхронным двигателям при напряжении сети 380 В можно производить по [9].

Схемы автоматического пуска и остановки синхронных двигателей низкого и высокого напряжений приведены в [3, 18]. На синхронных двигателях обязательно предусматриваются те же защиты, что и на асинхронных. Кроме того, они должны иметь защиту от асинхронного режима, дифференцированную защиту – от внутренних повреждений в обмотках двигателя; защиту от обрывов в роторной цепи; осуществлять контроль продолжительности пуска. На синхронных двигателях обязательно предусматриваются устройства автоматического регулирования возбуждения.

На рис. 7.2,а представлена типовая схема управления возбуждением СД в функции скорости [3]. Контактор КМ2подает питание на обмотку возбуждения СД, и он управляется реле скорости KR. Катушка этого реле связана с частью разрядного резистора R_р через диод VD. При включении контактора КМ1 (его цепи управления не показаны) в СД образуется вращающееся магнитное поле. Это поле наводит ЭДС в обмотке возбуждения неподвижного ротора. Под действием ЭДС в цепи катушки реле KR и диода VD появится выпрямленный ток, реле включается и цепь питания контактора КМ2 размыкается. Происходит асинхронный пуск СД с закороченной на разрядный резистор R_р обмоткой возбуждения. С ростом скорости ротора его ЭДС и ток реле снижаются.

Рис. 7.2. Релейно-контакторные схемы пуска синхронных двигателей

При подсинхронной скорости ток катушки реле KR становится меньше тока отпускания, и оно отключается и вызывает включение контактора КМ2. Напряжение U_в подается на обмотку возбуждения, и происходит процесс синхронизации СД.

На рис. 7.2,б представлена типовая схема управления возбуждением СД в функции тока. При подключении СД к сети контактором КМ1в обмотке статора возникает бросок пускового тока, который приводит к срабатыванию реле тока КА.Контакт этого реле, замыкая цепь питания реле времени КТ,вызывает отключение контактора возбуждения КМ2. Как и в предыдущем случае, происходит асинхронный пуск СД с закороченной на разрядный резистор R_р обмоткой возбуждения. При подсинхронной скорости ток в обмотке статора снижается, реле тока КАотключается, катушка реле времени КТтеряет питание. С определенной выдержкой времени цепь питания контактора КМ2замыкается, напряжение U_в подается на обмотку возбуждения, и происходит процесс синхронизации СД.

К устройствам сетевой автоматики относятся устройства автоматического повторного включения (AПB), автоматического включения резервного питания и оборудования (АВР), автоматической разгрузки по частоте и по току (АЧР и АРТ).

В сетях напряжением выше 1000 В применяются масляные или воздушные выключатели с дистанционным пружинным или электромагнитным приводом, позволяющим осуществлять автоматическое включение и отключение, в том числе АПВ и АВР.

В сетях напряжением до 1000 В для автоматизации применяются воздушные автоматические выключатели (автоматы) с электродвигательным, рычажным или электромагнитным приводом.

В устройствах сетевой автоматики в основном применяются релейные схемы, выполняемые в виде комплектных устройств заводского изготовления или в виде набора отдельных реле.

Источниками оперативного тока могут служить трансформаторы тока или напряжения, специальные трансформаторы для цепей управления и защиты, силовые трансформаторы. Источниками оперативного постоянного тока являются аккумуляторные батареи, блоки питания и выпрямительные устройства.