Метода по лабам ап.ВН

Дистанционное управление выключателем осуществляется многоконтактным трехпозиционным ключом управления SA. Ключ имеет одно устойчивое «нейтральное» положение, и два промежуточных: правое – «С» (включить – close), левое – «О» (отключить – open). В нейтральное положение после поворота рукоятки на 45º в любую сторону ключ возвращается самопроизвольно, однако состояние контактов в этом положении зависит от предшествующей операция (No после операции «О» и Nc после операции «C»).

Рис. 2.2. Схема управления приводом

Включение выключателя производится поворотом ключа управления вправо до упора в положение С. При этом через контакты секций V и V1 ключа управления и SQ22, SQ12 путевых коммутаторов составляется цепь питания катушки контактора К. Контактор включается и своими рабочими контактами К1 и К2 замыкает цепь питания обмотки электромагнита ЭВ. Происходит включение выключателя. Теперь контакты коммутатора SQ1 меняют свое положение. Контактами SQ12 разрывается цепь питания катушки контактора К, он отключается и обесточивает обмотку включающего электромагнита ЭВ. Происходит отключение ЭВ независимо от действий оператора даже в том случае, если он будет удерживать рукоятку ключа управления в правом положении. Контакт

SQ11 подготавливает цепь электромагнита ЭО и замыкает цепь красной лампы C2, сигнализирующей о включенном положении выключателя. Красная лампа C2 одновременно контролирует исправность цепи отключения. Для того чтобы электромагнит ЭО не мог сработать через цепь сигнальной лампы, последняя берется малой мощности и включается через добавочное сопротивление R1.

При возвращении рукоятки ключа SA в нейтральное положение после операции включения контакты секции II ключа управления остаются замкнутыми и тем самым подготавливается цепь желтой лампы С4 автоматического отключения. На этом процесс включения заканчивается.

Для оперативного отключения выключателя необходимо рукоятку ключа SA повернуть до упора влево. При этом его контактами VII и VIII и QS11 датчика положения замыкается цепь обмотки отключающего электромагнита ЭО и выключатель отключается. Вслед за этим контакты SQ11 размыкаются и разрывают цепи электромагнита ЭО и красной лампы С2, а контакт SQ12 замыкается, подготавливая цепь включения. Горение зеленой лампы С5, включаемой через R2 и контакты III ключа управления, сигнализирует об отключенном состоянии выключателя и исправности цепи его включения.

Электрическая цепь желтой лампы C4 разомкнута контактами II ключа управления. Последняя загорается лишь в том случае, если отключение произошло не оперативно, т.е. ключом управления, а аварийно от релейной защиты. В этом случае контакты ключа управления находятся в положении Nc после операции включения привода ключом управления, т.е. замкнуты. Поэтому при появлении сигнала аварийного отключения АО срабатывает электромагнит отключения, контакты SQ12 замыкаются, образуя цепь питания желтой лампы C4.

Блокировку выключателя от повторных включений на короткое замыкание (защиту от «прыгания») выполняет коммутатор SQ2. Прыгание происходит, если ключ управления повернут вправо и удерживается в этом положении, а на линии имеет место короткое замыкание. При отсутствии такой блокировки выключатель включается и сейчас же отключается релейной защитой, включается повторно и снова отключается и т.д. В результате этого, после нескольких повторных включений на короткое замыкание, может произойти разрушение выключателя.

Для предотвращения «прыганья» выключателя при включении его на короткое замыкание применена специальная блокировка. Она предотвращает возможность включения контактора К электромагнита ЭВ пока электромагнит ЭО остается под напряжением. Защита обеспечивается включением в схему управления приводом контактов, механически связанных с якорем электромагнита ЭО, нормально открытых в цепи обмотки ЭО (SQ21) и нормально закрытых в цепи обмотки ЭВ (SQ22). При оперативном включении и последующем автоматическом отключении выключателя релейной защитой ЭО остается под напря- жением через контакты V и VI ключа управления и замкнутые контакты SQ21.

Разомкнутые при этом контакты SQ22 в цепи катушки контактора К исключают возможность включения электромагнита ЭВ, несмотря на то, что ключ управления занимает правое положение C. Это делает невозможным несколько повторных включений на короткое замыкание. Включение выключателя автоматически после аварийного отключения может осуществляться посредством специальных устройств АПВ и БАПВ.

Описание лабораторной установки

В лабораторной работе исследуется электромагнитный привод ПЭ-11 (рис. 2.1), смонтированный в общей раме с малообъемным выключателей ВМП-10.

Питание схемы управления установкой производится от источника постоянного напряжения 220В. Напряжение должно быть подано на клеммы 10 и 13, выведенные на стенд. Для измерения величины тока в цепи электромагнита ЭО необходимо включить амперметр между клеммами 5-5 на панели стенда. При отсутствии амперметра клеммы нужно замкнуть перемычкой, в противном случае цепь питания обмотки ЭО будет разомкнута.

Для измерения величины тока в цепи электромагнита ЭВ надо шунтировать контакты SQ12, размыкающие цепь контактора К после окончания процесса включения. Измерения надо производить ОЧЕНЬ БЫСТРО, примерно в течение 1 секунды, чтобы не перегреть обмотку электромагнита ЭВ, которая рассчитана на кратковременный режим работы.

При определении минимального напряжения срабатывания электромагнита ЭО выключатель включают при номинальном напряжении, а затем устанавливают напряжение, равное 50 % от номинального, и ключом SA пытаются произвести отключение выключателя. Если в этом случае не произойдет отключения, то ключ управления необходимо возможно быстро вернуть в нейтральное положение, поскольку обмотка электромагнита ЭО рассчитана на кратковременный режим работы. Затем несколько увеличивают напряжение питания и операцию повторяют до тех пор, пока не произойдет отключение выключателя.

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с электромагнитным приводом типа ПЭ-11 и его основными характеристиками. Начертить эскиз механизма привода для включенного

иотключенного положения выключателя.

2.Ознакомиться с устройством ключа управления, сигнальных ламп, контактора постоянного тока.

3.Вычертить схему управления и разобраться в ее работе.

4.Изучить устройство свободного расцепления в приводе ПЭ-11. Убедиться, что при включении привода с помощью съемного рычага он беспрепятственно отключается в любом положении сердечника включающего электромагнита.

5.Собрать схему управления приводом. Проверить работу схемы и сигнальных ламп при ручном и аварийном отключении.

6.Измерить установившееся значения тока электромагнита ЭВ при номинальном напряжении питания.

7.Определить минимальное напряжение на электромагните ЭО, при котором он надежно выбивает защелку. Измерить при этом величину тока.

Контрольные вопросы

1.Какие функции выполняет привод выключателя?

2.Чем обеспечивается кратковременный режим работы электромагнитов ЭВ и ЭО?

3.Почему электромагнит ЭО значительно меньше по габаритам электромагнита ЭВ?

4.Объяснитефункциональноеназначение путевыхкоммутаторовSQ1 иSQ2.

Лабораторная работа № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ДУГОГАСИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА МАСЛЯНОГО БАКОВОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Цель работы – ознакомиться с конструкцией дугогасящего устройства масляного бакового выключателя и экспериментально определить его характеристики.

Предмет исследования

Подстанционные баковые выключатели на 35, 110 и 220 кВ устанавливаются обычно на открытой части подстанций. Трехфазный комплект выключателя состоит из трех одинаковых полюсов. Включение и отключение производятся приводом (электромагнитным или пневматическим), установленным на одном из баков. При этом все три бака жестко соединены между собой в один агрегат, в котором усилие привода распределяется на все три полюса. В выключателях с пофазным управлением привод устанавливается на каждом баке (110 и 220 кВ).

Баковые масляные выключатели устроены следующим образом (рис. 3.1). Через крышку бака проходят два проходных изолятора 9, к нижним концам которых крепятся две дугогасительные камеры 4. На каждом вводе над камерой расположены два измерительных трансформатора тока 7. Стенки бака 1 от внутренней полости ограждены изоляционными барьерами 6, которые не позволяют выбрасываемым во время отключения из камер газам нарушить масляную изоляцию между барьером и стенкой бака. В выключателях напряжением 110 и 220 кВ каждая камера зашунтирована резистором для облегчения гашения дуги. Во включенном положении камеры соединяются между собой специальной траверсой 3, которая поднимается при включении и опускается при отключении выключателя посредством изоляционной тяги 5, связанной с приводным механизмом 8 выключателя.

Для гашения электрической дуги в баковых выключателях применяют камеры газового дутья, либо масляного дутья, причем в выключателях 110 и 220 кВ – камеры многоразрывные.

ги в камере за 0,01–0,02 создается избыточное давление 4–6 МПа, вызывающее интенсивный поток масла в выхлопные отверстия, охлаждающий гасимую дугу, что способствует ее гашению. Каждая камера шунтирована высокоомным резистором 16 (рис. 3, а) для распределения величины электрической нагрузки и облегчения гашения емкостных токов.

Очистка камеры от продуктов разложения масла после погасания дуги может производиться специальной поршневой приставкой, которая устанавливается в верхней части камеры (рис. 3.2, б). В отключенном положении поршень приставки опущен, и внутренняя полость камеры соединена с объемом бака.

ГОУ ВПО УГТУ-УПИ – 2006 Cтр. 15 из 33

Несущей конструктивной основой камеры является высокопрочный изоляционный цилиндр 2 из гетинакса с двумя боковыми выхлопными отверстиями 5 прикрытыми изнутри фибровыми накладками 6 с двумя овальными щелями 4. Над верхней щелью каждой из накладок расположены неподвижные дугогасительные контакты 15, которые во включенном положении контактными мостиками 9, соединяются с неподвижными газогенерирующими контактами 8, оснащенными системой поддержания длины газогенерирующей дуги. Контактные мостики посажены на изоляционную штангу 7 и прижимаются к неподвижным контактам пружинами 14. Цепь тока в камере от верхней крышки 1 образуется перемычкой 3, системой внутренних контактов, нижней крышкой 10, гибкой связью 11 и внешним контактом камеры 12 к траверсе, замыкающей обе камеры в общую электрическую цепь.

При отключении выключателя его траверса вместе со штангой камеры начинают движение вниз под действием отключающих и контактных пружин. Ход в контактах камеры составляет 8 мм. После этого размыкаются внутренние контакты камеры, зажигаются генерирующие и гасимые дуги, начинается процесс гашения дуги аварийного тока. Он завершается на оставшейся части хода штанги до ее остановки. При этом траверса продолжает движение, происходит размыкание ее контактов с внешними контактами камер 12, между ними (вне камеры) зажигается электрическая дуга тока шунтирующих сопротивлений. Активный характер и небольшая величина (≈ 0,5 А) этого тока обусловливают исключительную легкость гашения сопровождающей дуги простым ее удлинением; она гаснет до момента остановки штанги.

Описание установки

Конструктивная схема установки приведена на рис. 3.3. Камера 2 подвешена к верхней балке. На нижней балке закреплена опорная площадка 8. Перемещение штанги 3 осуществляется домкратом 5, который свободно стоит на опорной площадке. При вращении рукоятки 9 головка домкрата поднимает контакт 10 вверх. Ход штанги в камере измеряется по стержню 1, ввинченному в верхний конец штанги. Ход подвижных контактов измеряется непосредственно через вырез в камере.

Для измерения усилий в камере домкрат поднимают до образования небольшого зазора между ним и опорной площадкой. При этом усилия пружин камеры передаются на

опорный палец 7 и измеряются динамометром Рис. 3.3. Схема установки 4. Сила измеряется в момент отрыва домкрата от опорной площадки и приводится к оси штанги. Соотношение плеч рычага 6 равно 5:1. Момент отрыва

Рис.3.2. Дугогасительная камера выключателя: а) установка резистора б) поршневая приставка

можно определить по листку, заложенному под домкрат в том месте, где домкрат отрывается позже всего. Для повторения опыта при новом положении штанги необходимо снова поставить домкрат на опорную площадку. При измерении силы следует иметь в виду, что в момент касания контактов силы сопротивления делают скачок. При построении характеристик камеры из результатов измерений должен быть исключен вес прочих деталей (домкрата, рычага и т.д.), влияющих на показания динамометра. Зависимость между ходом штанги и расстоянием между контактами определяется по кратчайшему расстоянию между подвижными и неподвижными контактами с учетом конфигурации контактов.

Проверка разновременности замыкания и размыкания контактов производится по схеме рис. 3.4 по загоранию, либо погасанию индикаторных лампочек.

Рис. 3.4. Электрическая схема проверки работы контактов

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с конструкцией камеры. Проследить путь тока в камере. Определить количество пружин, выяснить их назначение и расположение. Определить расположение дугогасящих щелей и газогенерирующих промежутков. Обратить внимание на толщину стенки камеры. Найти место присоединения шунтирующего сопротивления. Начертить эскиз с разметами для контактов гасимой и генерирующей дуги.

2.Определить и построить график зависимости длины генерирующей и гасимой дуг от хода штанги камеры.

3.Экспериментально снять характеристику сил сопротивления. По результатам эксперимента построить график сил сопротивления, действующих на траверсу выключателя с учетом веса подвижных частей. Определить силы контактного нажатия в каждом из контактов в момент их касания.

4.Определить разновременность размыкания контактов для всех четырех разрывов камеры.

Контрольные вопросы

1.Какое количество разрывов возникает в одном полюсе выключателя после его отключения? Назначение каждого из разрывов. Покажите путь тока в выключателе.

2.Почему выхлопные щели располагают с разных сторон камеры?

3.Каково значение одновременности размыкания контактов в камере?

4.Чем определяется величина скачка в характеристике сил сопротивления в момент касания контактов? Почему этот скачок необходим?

5.Какие нежелательные явления могут происходить в выключателе, если все пружины сделать более слабыми?

6.После отключения в верхней части камеры возможно скопление газа. Как это может повлиять на последующие отключения выключателя? Как удалить эти газы?

7.Объясните принцип гашения дуги, используемый в данном типе камеры.

Лабораторная работа № 4

ВЫПРЯМЛЯЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ МАСЛЯНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Цель работы – изучение конструкции и кинематических характеристик выпрямляющих механизмов масляных выключателей.

Предмет исследования

Механическая система выключателей предназначена для перемещения подвижных контактных частей при включении и отключении с заданной скоростью на определенном ходе. Она включает в себя электромагнитный или пневматический привод с механизмом свободного расцепления, передаточный механизм, выпрямляющий механизм, отключающие пружины и буферные устройства. В настоящей работе исследуются характеристики выпрямляющих механизмов, которые преобразуют вращательное движение вала выключателя в поступательное движение подвижных контактов.

Различают три группы выпрямляющих механизмов: а) механизмы с прямолинейными направляющими, б) механизмы без прямолинейных направляющих, в) механизмы смешанного типа.

Эти механизмы, как правило, выполняются рычажно-шарнирными. Конструкции выпрямляющих механизмов характеризуются длиной хода под-

вижныхчастей, угломповоротаведущеговалаиналичием«мертвогоположения». Значение «мертвого положения» видно на примере четырехзвенного ме-

ханизма, представленного на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Четырехзвенный механизм

Рис. 4.2. Графическое определение «мертвой зоны»

Механизм состоит из двух рычагов, вращающихся вокруг неподвижных центров O1 и О2. Концы рычагов соединены тягой ВС. Рычаг O1B является ведущим, а рычаг О2С – ведомым. «Мертвым положением» механизма является положение, изображенное на рисунке штрихпунктирном, при котором оси шарниров 01, В и С находятся на одной прямой. Если не учитывать трение, то из условия равенства мгновенных работ на ведущем и ведомом валах для любого положения четырехзвенника момент М1 определяется соотношением:

где М1 и М2 – моменты вращения соответствующих валов,

dα1 и dα2 – бесконечно малые углы поворота при перемещении рычагов

О1В и О2С.

Для уменьшения момента на ведущем валу, при одновременной необходимости получения большого момента на ведомом валу, производная угла поворота должна быть возможно меньше. Как видно из рис. 4.2, в положении механизма, близком к «мертвому», значение dα2/dα1 резко уменьшается, а в «мертвом положении» стремится к нулю. Поэтому в аппаратах, имеющих на