16.2. Регулировка выдержки времени срабатывания селективной

пристройки

Выдержка времени при отключении в зоне токов к.з. обеспечивается селективной пристройкой, состоящей из часового механизма и системы рычагов. Для ограничения мощности источника тока, применяемого при регулировке выдержки времени на отключения автомата, целесообразно регулировку проводить при токе в цепи автомата, равном 1,1 от тока установки максимального расцепителя.

Регулировку выдержки времени срабатывания селективной пристройки проводить (рис.16.1) после калибровки максимальных расцепителей в следующей последо­вательности:

- заземлить автомат;

- подключить автомат к источнику тока, а электросекундомер к автомату;

- заблокировать все максимальные разделители калибровочного автомата механически;

- ток в цепи автомата установить равным 1,1 от тока установки максимального расцепителя калибруемого автомата;

- разблокировав один максимальный расцепитель автомата, включить вспомогательный автомат и измерить выдержку времени на отключение калибруемого автомата при токе равном 1,1 тока установки максимального расцепителя. Величина выдержки времени срабаты­вания расцепителя должна быть в пределах нормы. Отрегулировав величину выдержки времени срабатывания автомата при работе одного максимального расцепителя, заблокировать его механически, разблоки­ровав другой максимальный расцепитель и провести для него аналогичную регулировку. Далее проводится проверка выдержки времени срабатывания авто­мата при работе двух максимальных расцепителеий током равным 1,1 тока установки максимального расцепителя. После регулировки выдержки времени срабатывания селективной пристройки, отключить источник питания и восстановить штатную схему.

Рис.16.1. Схема проверки селективной пристройки автомата

16.3. Проверка минимальной (нулевой) защиты

Электроаппараты (автоматы, контакторы), снабженные втягивающими электромагни­тами, проверяются на напряжение включения постоянного и переменного тока. В общем случае, аппараты должны четко включатся при по­даче 85% номиналь­ного напряжения. Для аппаратов постоянного тока, напря­жение втягивания, равное 85% от номинального напряжения, будет таковым при нагретых втя­гивающих катушках. Из практики известно, что при темпера­туре окружающей среды 20 ^оС напряжение втягивания не превышает 70% номинального. Например, для аппаратов с катушками на напряжение 220В, кон­трольным напряжением втягивания будет напряжение 150В, а для аппаратов с катушками на напря­жение 110В, соответственно 75В. Нагрев втягивающих ка­тушек аппаратов переменного тока почти не влияет на напряжение втягивания.

Наиболее ответственным моментом является проверка отключения аппарата. В общем случае, можно считать, что отключение аппарата должно быть обеспечено при снижении напряжения до 30% номинального для аппаратов переменного тока и от 30% до 0 для аппаратов постоянного тока.

Для проверки напряжения включения и отключения необходимо:

- заземлить испытательный прибор;

- подключить через потенциометр к источнику питания;

- подать от источника питания напряжение, равное 85% от номинального и проследить чёткость включения электроаппарата. Проверить величину напряжения включения по вольтметру;

- снизить при помощи потенциометра напряжение до напряжения отпускания, которое зафиксировать по вольтметру в момент отпускания реле и контакторов.

17. Методы нахождения нейтрали

Перед тем, как машина будет пущена в ход, необходимо проверить правильность установки травер­сы. Это можно проверить при работе машины в режиме холостого хода качестве генератора, либо в качестве двигателя. При работе машины в качестве ге­нератора, неизменяем сопротивлении в цепи обмотки возбуждения и неизменной частоты вращения, напряжение на зажимах якоря будет наибольшим при положении щеток на нейтрали. Если машина работает в качестве двигателя, то при положении щеток на нейтрали, скорость вращения будет одинакова при обоих направ­лениях вращения двигателя (вперед, назад) при одинаковом напряжении и одинаковом по­токе возбуждения.

Щеточная траверса машин постоянного тока должна быть установлена на нейтрали. Проверку правильного положения траверсы производят индук­тивным методом при неподвижной машине. Этот метод является наиболее безопасным и одинаково пригодным, для двигателей, так и для генераторов. При отсутствии заводской метки, определяющей положение траверсы, вна­чале ее устанавливают так, чтобы щетки располагались, приблизительно под серединой главных полюсов. Обмотку возбуждения отключают, к ней через реостат от аккумуляторной батареи подводят постоянный ток. Величина тока в обмотке не должна превышать примерно (5-10)% номинального, что важно для предотвращения пробоя обмотки значительными токами размыкания. К зажимам якоря присоединяют вольтметр (1,5-3) В (с нулем по середине шкалы). Затем производят замыкание и размыкание тока возбуждения, при этом, в якоре индуцируется ЭДС трансформации, и стрелка прибора отклоняется в ту или другую строну в зависимости от положения щеток.

При щетках, находящихся на нейтрали, ЭДС делжна быть практически равна нулю. Схема проверки нейтрали показана на рис.12.2.

Рис.17.1.Схема проверки нейтрали

Рекомендуется произвести проверку правильности положения траверсы и при других положениях якоря. Якорь следует поворачивать в одном и том же направлении во избежание влияния возможного перемещения щеток в щеткодержателе на показания прибора. Закрепив траверсу, проверяют правильность ее положения. После окончательной приработке щеток к поверхности коллектора положение нейтрали проверяют еще раз.

18. Нагрузочные устройства.

Одним из основных условий эксплуатации, надежности первичных двигателей генераторов и преобразователей электрической энергии является тщательная про­верка их работы совместно с аппаратурой управления и автоматического регулиро­вания. Но сразу после монтажа источников электрической энергии на судне осу­ществить та­кую проверку на всех режимах работы и притом на штатную судовую нагрузку без применения специальных устройств и средств невозможно. Надоб­ность в таких специальных устройствах объясняется двумя основными причинами. Первая заключается в том, что создать требуемые для генераторов режимы испыта­ний очень сложно организационно, вторая в том, что в этот период многие потреби­тели электрической энергии находятся в стадии проверки и наладки и питаются от береговой сети. Поэтому для проверки источников электрической энергии под наг­рузкой применяются нагрузочные устройства (НУ), позволяющие создать все режимы работы, требуемые программой испытаний.

Нагрузочные устройства для испытания источников электрической энергии.

Основными средствами нагрузки судовых генераторных агрегатов на швартовых испы­таниях являются нагрузочные устройства, механизмы судна, судовые потре­бители и заводская береговая энергетическая система.

Под испытанием генераторов с использованием нагрузочных устройств понимается автономная работа генератора на специальное нагрузочное устройство, по­глощающее вырабатываемую генератором электрическую энергию и позволяю­щее получить все необходимые режимы испытаний.

Мощность нагрузочного устройства выбирают такой, чтобы обеспечить режимы номинальной нагрузки и перегрузки испытываемого агрегата. Режимы сбросов и набросов нагрузки (динамические режимы), обеспечиваются путем деления элементов нагрузочного устройства на части, соответствующие необходимым ступеням нагрузки. Обычно, нагрузочное устройство обеспечивает четыре ступени на­грузки, каждая из которых равна 25% номинальной нагрузки генератора. Нагрузочное устройство состоит из активных и реактивных частей (для испытания генераторов пе­ременного тока), в его состав также входят коммутационная аппаратура и пульт управления. Нагрузочные устройства могут быть квалифицированы по следующим признакам:

- конструктивному исполнению активной части: НУ с жидкостной или металлической активной частью;

- конструктивному исполнению реактивной части: НУ с дросселями регулируемыми и нерегулируемыми;

- по способу управления: НУ ручного и дистанционного управления;

- по способу охлаждения: НУ с естественным воздушным охлаждением

активной и реактивной частей, принудительным воздушным охлаждением, с водяным охлаждением активной части и естественным воздушным охлаждением реактивной части, с водяным охлаждением обеих частей;

- по способу соединения активной и реактивной частей: НУ с последовательным и параллельным соединением частей;

- по способу выполнения активной и реактивной частей: НУ с раздельным исполнением активной и реактивной частей и с объединением их в одном конструктивном элементе.

18.1. Нагрузочные устройства с жидкостной активной частью.

Нагрузочные устройства с жидкостной активной частью представляют собой наполненный электролитом бак с помещенными внутри металлическими электродами. Электролитом может быть пресная вода или раствор углекислой соды Na₂ CO₃ слабой концентрации (5-10)% или поваренной соли. Пре­сную воду в качестве электролита применяют при испытаниях генераторов боль­шой мощности, когда поглощаемая мощность идет на испарение воды и когда тре­буется большой расход электролита. При использовании в качестве электро­лита раствора солей, его температура не должна превышать 60^оС, так как при более высокой тем­пературе наблюдается интенсивное отложение солей на стыках бака и электродов.

Регулирование сопротивления активной части жидкостного типа можно осуществлять либо изменением уровня электролита, либо глубины погружения электродов. Второй способ предпочтительнее из-за простоты обеспечения точности регулирования и белее простой схемы дистанционного управления. Исполнительным органом обычно служит электрический двигатель, связанный через специальный редуктор с электродами.

В металлической активной части нагрузочного устройства электрическая энер­гия, выра­батываемая генератором, поглощается металлическими элементами (чугун, сталь, константан, нихром). В таких устройствах в качестве элементов применяют металлическую проволоку, ленту или используют серийно выпускаемые труб­чатые нагревательные элементы.

18.2. Реактивная составляющая тока

Реактивная составляющая тока создается ступенями реактивной нагрузки. Создавать реактивную нагрузку для генератора необходимо, чтобы получить нагрузки с номинальным коэффициентом мощности в любых режимах испытаний. 0сновной частью ступени реактивной на­грузки являются три однофазных дросселя с подмагничиванием. Ток нагрузки про­ходит через две одинаковые обмотки W1 и W2, включенные последовательно или параллельно (рис.18.1.). На среднем стержне дросселя размещена обмотка управле­ния Wу, получающая питание от источника постоянного тока. Постоянный поток Фу, создаваемый током в обмотке Wу, изменяет магнитную проницаемость материала сердечника и тем самым изме­няются активное и индуктивное сопротивления R и XL. Изменяя ток Iу, получают требуемую величину реактивной мощности.

Обмотки W1и W2 включены так, что их маг­нитные потоки в среднем стержне взаимно уничтожаются, в связи с этим в об­мотке Wу переменное напряжение не наводится, и для снижения мощности управляющего сигнала её выполняют из большого числа витков.

Дроссель можно подключать параллельно и последовательно с активной частью нагрузочного устройства.

Нагрузочные устройства с дросселями, имеющие высокоомные обмотки отличаются тем, что в них отсутствуют явновыраженные активная и

Рис. 18.1. Реактивная часть нагрузочного устройства

реактивная части. Реактивную часть НУ выполняют на базе нерегулируемого дрос­селя, активную часть - с применением для обмоток высокоомного провода (нихром, константан). В таком НУ дроссель выполняет функции активной и реактивной части. Каждое нагрузочное устройство набирают из типовых ступеней активной (АС) и реактивной (Q) мощности и щитов коммутации и управления БУ (рис.18.2.).

Управление устройством осуществляется с пульта дистанционного управления (ПДУ). Схема коммутации Н.У. должна обеспечивать испытания генераторов и преобразователей в режиме номинальной нагрузки, набросов и сбросов 50 и 100% номинальной нагрузки и в режиме 10% перегрузки при cosφ= 0,8.

К достоинствам метода испытания СЭС на НУ следует отнести относительную автономность и удобства набора нагрузок и повышенных нагрузок, а также возможность проверок параметров генератора.

Недостатки испытаний на нагрузочное устройство:

- значительный расход электрической энергий и пресной воды;

- большие габариты и масса устройств;

- малый срок службы, до 30% элементов НУ после испытаний необходимо заменить;

- большая трудоемкость изготовления и монтажа и, как следствие, высокая стоимость;

- неадекватность условий испытаний эксплуатационным условиям;

- необходимость сооружения специальных нагрузочных стендов;

- значительный расход дефицитных материалов;

- искажение формы напряжения, вызываемое наличием дросселей насыщения;

- не стабильность характеристик НУ: колебания мощности в зависимости

Рис. 18.2. Блок схема типового нагрузочного устройства

от типа НУ и температуры охлаждающей воды при испытаниях могут достигать до 7%.

19. Испытание СЭС с помощью береговой электрической сети

Приведение наладочно-настроечных работ и испытаний, а помощью

Рис. 19.1. Схема подключения СЭС при испытаниях сетью

береговой сети позволяет не только отказаться от дорогостоящих нагрузочных комплектов, но использовать всю вырабатываемую электрическую энергию на нужды народ­ного хозяйства, а также не загрязнять акваторию завода водой охлаждения нагрузочных устройств. Схема подключения СЭС при испытаниях сетью показана на рис.19.1.

Обязательным условием проведения испытания судовой электрической станции (СЭС) с береговой электрической сетью является достаточная пропускная способность сети и трансформаторной подстанции.

Недостаток состоит в сложности проверки генераторов в динамических режимах.

19.1. Включение генератора на параллельную работу.

Включение генератора постоянного тока на параллельную работу производится дос­таточно просто. Для этого необходимо с помощью регуляторов возбу­ждения подключаемого генератора уравнять величины напряжений работающего и подключаемого генератора с точностью примерно 5%, соблюсти полярность генераторов и включить авто­мат, соединяющий генераторы. Включение СГ переменного тока на па­раллельную работу можно производить двумя способами: точная синхронизация; самосинхронизация.

19.1.1. Точная синхронизация

Порядок выполнения:

- регуляторами возбуждения выравнивают по вольтметрам напряжение работающего и подключаемого генератора (при наличии АРН эта операция отсутствует);

- серводвигателями, воздействующими на системы подачи топлива или пара первичного двигателя генератора, уравнивают обороты этих двигателей, следовательно, и частоты генераторов;

- включают ламповый или стрелочный синхроноскоп для контроля точного совпадения частот и сдвига фаз напряжений генераторов, после чего генераторы соединяются.

19.1.2. Самосинхронизация

Порядок выполнения:

- устанавливается число оборотов невозбужденного, подключаемого генератора с точностью до 5%;

- с помощью соответствующей коммутационной аппаратуры генератор соединяют параллельно и вслед за этим (одновременно) подключаемый генера­тор возбуждается.

Рис.19.2. Ламповый синхроноскоп

Синхроноскоп - асинхронный двигатель двойного питания (сельсин), на роторе которого укреплена стрелка. Статор включается на напряжение работающего генератора. Ротор включается на напряжение подключаемого генератора.

Включение генераторов на параллельную работу с помощью лампового синхроноскопа показана на Рис.19.2., стрелочного синхроноскопа на Рис.19.3.

Рис.19.4. Стрелочный синхроноскоп

20. Испытание судового электрооборудования