Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности
..pdfНием до 500 Ё и для защиты от Недопустимых токов пере грузки и токов короткого замыкания служат блоки предохрани тель— выключатель (рис. 5.3). Блоки устанавливают в ком плектных распределительных устройствах или в отдельных ящиках. Номинальная сила тока, которую аппарат может ком мутировать,— 100, 200 и 350 А.
В этом аппарате три предохранителя посажены на общую траверсу, имеющую горизонтальное перемещение посредством рукоятки. При подъеме рукоятки вверх ножи предохранителей входят в губки контактных стоек и замыкают цепь. Эта кон струкция компактна и безопасна при обслуживании; в отклю ченном состоянии предохранители не находятся под напряже нием и они могут быть сняты. Откидная крышка имеет механи ческую блокировку с рукояткой: открыть крышку можно только при отключенном положении рукоятки; включить рукоятку можно только при закрытой крышке.
Автоматы серии А3100 применяются в цепях постоянного и переменного тока для защиты от перегрузок и коротких замы каний и для нечастых переключений в силовых цепях и цепях управления. Автоматы различают по номинальному току (50— 660 А), числу полюсов (1 , 2 и 3), роду встраиваемых расцепи телей максимального тока, номинальной силе тока расцепителя, роду тока, виду присоединения внешних проводов.
Автоматы серии А3100 применяются на промыслах в бло ках управления станками-качалками, на буровых магнитных станциях и др.
Зависимость времени срабатывания автомата от тока назы вают времятоковой характеристикой. Времятоковая характери стика автомата аналогична характеристике индукционного то кового реле (см. рис. 2.31, б).
Уставку автомата выбирают на следующих условиях: номинальный ток расцепителя не должен быть меньше но
минального тока электроприемника; уставка теплового расце пителя должна быть проверена по времятоковой характери стике на время срабатывания в зоне перегрузки;
ток уставки электромагнитного расцепителя должен быть на 35—65% больше пускового тока двигателя или максимального тока электроприемника.
Уставки автоматов проверяют по времятоковым характери стикам на избирательность отключения.
Весьма часто в схемах управления применяются контакторы переменного и постоянного тока — аппараты дистанционного действия, предназначенные для частых включений и отключе ний (до 1 500 раз в час) в силовых электрических цепях при но минальном режиме их работы. Обычно контакторы приводятся в действие с помощью электромагнита.
Контакторы |
классифицируются по роду тока — постоянного |
и переменного |
тока; по числу полюсов — одно-, двух-, трехпо- |
^ Заказ № 2719 |
193 |
ними точками (рис. 5.5, в). При отключении контакты размыка ются в обратном порядке. Электрическая дуга, возникающая в моменты замыкания и размыкания, действует на нерабочую часть поверхности контактов.
Дугогасительная катушка 5 (см. рис. 5.4), предназначенная для улучшения условий гашения дуги, состоит из нескольких витков проволоки большого сечения; катушка включается по следовательно в цепь силовых контактов 6 и 10. По обе сто роны дугогасительной катушки расположены стальные щеки 7, сосредоточивающие почти весь магнитный поток в простран стве между контактами. Сила F, действующая на дугу вслед
ствие взаимодействия |
тока |
дуги |
с магнитным потоком |
Ф |
(рис. 5.6, а) , удлиняет |
дугу, |
что способствует быстрому ее |
га |
|
шению. |
контактора |
переменного тока (рис. 5.7) |
||
Магнитная система |
состоит из неподвижного сердечника 4 и якоря 7, укрепленного на валике 10. При включении катушки 5 контактора в сеть пе ременного тока под действием созданного катушкой потока магнитная система замыкается; при этом валик контактора, на котором укреплены подвижные силовые контакты 8, поворачи вается и главные контакты 8 и 3 замыкаются. Одновременное с силовыми контактами закрываются замыкающие блок-кон такты 1 и разрываются размыкающие блок-контакты 12, так как траверса 11 блокировочных контактов, укрепленная на ва лике 10, поворачивается. Подвод тока к подвижным контактам 8 осуществляется при помощи гибких проводников 9, состоя щих из тонкой медной фольги.
Для уменьшения в сердечнике и якоре магнитной системы контактора потерь, вызванных переменным магнитным потоком, их изготовляют не из монолитной стали, как в контакторах по стоянного тока (где Ф = const), а набирают из листовой элек тротехнической стали. Листы изолированы друг от друга. С це лью уменьшения вибраций контактора, обусловленных пере менным значением магнитного потока, на торцовой поверхности сердечника или якоря устанавливается короткозамкнутый ви ток 6, в котором под действием наведенной э. д. с. появляется ток. Магнитный поток, создаваемый этим током, не совпадает по фазе с главным потоком. Когда главный магнитный поток проходит через нулевое значение, поток короткозамкнутого витка не равен нулю. Таким образом, в магнитной системе всегда имеется магнитный поток, удерживающий якорь во втя нутом состоянии, и поэтому вибрации резко уменьшаются.
Для улучшения условий гашения дуги контакторы перемен ного тока снабжаются дугогасительными камерами 2, состоя щими из асбестоцементного или фибрового кожуха и встроен ных внутри его металлических пластин. При расхождении кон тактов возникшая дуга под действием силы F, обусловленной смещением магнитного потока Ф дуги, переходит на металли-
7* |
195 |
Рис. 5.5. Расположение главных контактов в процессе включения и отклю чения
Рис. 5.6. Принцип действия дугогасительной катушки (а) и дугогасительной решетки (б)
Рис. 5.7. Трехполюсный контактор переменного тока с поворотным якорем
ческие пластины (см. рис. 5.6,6), делится на части и вследст вие охлаждения и быстрой деионизации дугового промежутка в моменты, когда ток проходит через нулевое значение, быстро гаснет.
Наряду с контакторами с поворотным якорем широко рас пространены прямоходовые контакторы, у которых применяется магнитная система броневого типа с якорем, втягивающимся внутрь катушки при включении. Связанные с якорем подвиж ные контакты при включении контактора перемещаются снизу вверх. Эти контакторы отличаются большой компактностью.
Сила тока в катушке контактора переменного тока зависит от зазора между якорем 7 и сердечником 4.
Если поверхности соприкосновения этих деталей покрыты грязью, то сила тока в катушке превышает допустимое значе ние, что вызывает ее чрезмерный нагрев. Поэтому контакторы переменного тока часто изготовляют со сплошным магнитопроводом и катушкой, питаемой от сети постоянного тока. Это по вышает надежность контактов.
Время включения контактора постоянного тока (0,13—0,4 с) значительно больше, чем время включения контактора пере менного тока (0,035—0,05 с). Контакторы постоянного тока вы пускаются на номинальную силу тока до 2500 А, переменного тока — до 600 А.
Аппараты, на которые непосредственно воздействует опера тор при управлении электроприводом, называются командными. К их числу принадлежат командоконтроллеры, универсальные переключатели и кнопочные станции.
Командоконтроллер представляет собой многоступенчатый переключающий аппарат, позволяющий изменить схему соеди нений цепи управления (а не силовой цепи). В электроустанов ках промыслов наиболее распространены кулачковые командо контроллеры серии КА-5000.
При повороте рукоятки командоконтроллера поворачивается горизонтальный квадратный вал, на котором закреплена кулач ковая шайба, состоящая из отдельных кулачков. Под действием пружины подвижной рычаг стремится занять такое положение, при котором контактный мостик замыкает неподвижные кон такты. При повороте вала против часовой стрелки выступаю щая часть кулачка нажимает на ролик и отводит рычаг, вслед ствие чего контакт размыкается.
Командоконтроллеры серии КА-5000 на номинальную силу тока до 15 А имеют до 1 2 рабочих цепей и кроме нулевого поло жения по семь положений рукоятки в каждую сторону. Руко ятка может фиксироваться в каждом положении либо иметь самовозврат в нулевое положение.
Универсальные переключатели (УП) применяются для ра боты в маломощных цепях в случае небольшой части операций. УП состоит из набора кулачковых шайб, укрепленных на изо
197
работы применяют резисторы на теплоемком каркасе из жаро прочного керамического материала (рис. 5.9,6), в которых тон кая проволока после намотки на цилиндр покрыта слоем стекловидной эмали для защиты от повреждений. Эти резис торы выпускаются с номинальной рассеиваемой мощностью 2,5—150 Вт.
Более мощные резисторы выполняют в виде рамочных эле ментов из константана (рис. 5.9,в). Они состоят из стальной пластинки с надетыми на нее фарфоровыми полуцилиндрами, на которые намотана проволока или лента. Для присоединения к электрической цепи служат зажимные винты. Длительная сила тока рамочных элементов 1,2—42 А.
Резисторы к мощным двигателям представляют собой лен точные фехралевые элементы (рис. 5.9,г), состоящие каждый из стального каркаса, на котором укреплено нагревостойкое ос нование (фарфоровое), фехралевая лента в виде спирали намо тана на ребро на этом основании. Элементы из фехраля ком плектуются в ящики на силу тока 24—215 А. В каждом ящике размещаются пять элементов.
Пусковые резисторы на значительную силу тока выполняют из литых зигзагообразных чугунных пластин с отверстиями на обоих концах (рис. 5.9,6). Чугунные элементы собирают на изо лированных стержнях в ящики. Длительная сила тока ящиков ЯС24 равна 215 А.
По способу охлаждения различают реостаты с воздушным и с масляным охлаждением. Последние обладают более высокой теплоемкостью и большей тепловой инерцией.
Реле управления постоянного тока РН-50, РЭ-5000, РЭВ-800 и РЭВ-880 применяются в электрических схемах нефтепромыс ловых установок в качестве промежуточных реле, реле напря жения и реле времени. Основными деталями этих реле явля ются ярмо в виде угольника из толстой полосовой стали, круг лый сердечник, приклепанный к ярму, и якорь, представляю щий собой пластину, качающуюся на призматической опоре. К якорю, в месте расположения сердечника, двумя винтами крепится немагнитная прокладка, которая предотвращает «при липание» якоря к сердечнику и обеспечивает стабильность ус тавок реле.
Якорь реле притягивается под действием магнитного потока, создаваемого катушкой, насаженной на сердечник. При отклю чении катушки якорь отпадает с некоторой выдержкой времени вследствие замедленного спадания магнитного потока. Для уве личения выдержки времени на сердечник магнитной системы насаживается демпфер из медной гильзы или в виде короткозамкнутой катушки. В новых конструкциях реле его алюминие вое основание выполняет функции демпфера. На якоре укреп лены подвижные контакты мостикового типа, которые образуют с неподвижными контактами нормально закрытый контакт реле.
200