книги из ГПНТБ / Маринов, И. А. Устройство и эксплуатация преобразовательных подстанций городского электротранспорта учеб. пособие

чатель не поляризованный и применяется для защиты питающих линий 600 в от недопустимых перегрузок и токов коротких замы­ каний.

На рис. 165 показан общий вид выключателя ВАБ-20.

Неподвижный контакт 10 с катушкой магнитного дутья крепит­ ся к силуминовому корпусу с помощью изолированных стержней. Рычаг подвижного контакта 1, выполненный из медной шины, про­ ходит между полюсами магнитопровода магнитной системы 9, из­ готовленной из листов электротехнической стали. На рычаг жестка укреплен якорь. В отключенном положении подвижный контакт удерживается защелкой. (На рис. 165 выключатель показан в от­ ключенном положении).

232

Для включения замыкают цепь катушки включающего электро­ магнита КВ, в результате чего якорь 4 быстро притягивается к по­ люсам электромагнита КВ, и толкает боек 3. После того как якорь остановится, притянутый к полюсам боек двигается дальше по инерции и за счет кинетической энергии подбивает защелку.

Такой механизм включения обеспечивает свободное расцепле­ ние, так как энергия включения действует только на освобождение

мо отпустить кнопку вклю­ чения и опять замкнуть ее.

После того как подвижный контакт перестает удерживаться защелкой, замыкание контактов осуществляется главной пружи­ ной 6, которая обеспечивает также необходимое нажатие кон­ тактов.

Для дистанционного отключения замыкают цепь катушки от­ ключающего электромагнита КО, в результате чего якорь 5 при­ тягивается к полюсам этого электромагнита, а рычаги, связанные с якорем 5, отводят подвижный контакт до тех пор, пока не про­ изойдет фиксирование подвижного контакта защелкой в отклю­ ченном положении.

Автоматическое отключение выключателя происходит от дей­ ствия магнитной системы выключателя или максимального токово­ го реле.

Магнитная система производит отключение при больших токах (около 3000—3500 а), когда главный ток защищаемой линии, про­ текающий по рычагу подвижного контакта, создает в магнитопроводе 9 магнитный поток, который преодолевает натяжение пружи­ ны 6 и притягивает якорь 12 к полюсам машитопровода до за­ щелкивания подвижного контакта.

При меньших токах отключение выключателя происходит с помощью реле максимального тока, которое при нагрузке в защищаемой линии, достигшей величины тока уставки реле,

233

замкнет своими контактами цепь катушки отключающего электро­

магнита.

Устройство реле максимального тока РМТ показано на рис. 166. Все детали реле крепятся на токоведущей шине, включаемой по­ следовательно выключателю в цепь защищаемой линии.

Магнитопровод из полосовой стали 7 охватывает шину и жест­ ко крепится к ней. На оси 6, укрепленной в шине, вращается под­ вижная система 1 с якорем 8. Под действием пружины 5 подвиж­ ная часть повернута по часовой стрелке до упора в регулировоч­ ный винт 4. С помощью этого винта, поднимая или опуская подвижную систему 1 и изменяя этим зазор между полюсами и якорем, можно менять ток уставки реле. При токе, равном или большем тока уставки реле, якорь притягивается к полюсам и под­ вижная система поворачивается против часовой стрелки до замы­ кания контактов реле.

Скорость отключения выключателя от реле РМТ несколько меньше, чем от магнитной системы. Полное время отключения вы­ ключателем ВАБ-20 тока короткого замыкания (отключение от магнитной системы) около 0,025 сек. Полное время отключения тока перегрузки посредством реле РМТ — около 0,18 сек.

Давление между контактами выключателя ВАБ-20-1500/10 на 1500 а устанавливается в пределах 12—16 кГ. Якорь с контактным рычагом имеет свободный ход в сторону полюсов в запертом за­ щелкой положении. Свободный ход, измеренный на защелке, ра­ вен 1,5—2 мм. Включающая катушка при напряжении 220 в по­ требляет ток 4 а, а отключающая — 8 а.

Вы к л ю ч а т е л ь ВАБ-20-1500М. Выключатель ВАБ-20-1500М

восновном отличается от выключателя ВАБ-20 наличием дополни­ тельных полюсов у магнитопровода и расположением отключаю­ щей катушки непосредственно на магнитопроводе.

На рис. 167 показан электромагнитный механизм и схема уп­

равления, на рис. 168 — магнитная система выключателя ВАБ-20- 1500М.

Магнитопровод 5 (см. рис. 167) выполнен в виде пакета из тон­ ких стальных, пластинок, с которым скреплены массивные допол­ нительные полюса 6 о насаженными на «их короткозамкнутыми кольцами 2.

Якорь 4 жестко связан с подвижным контактом 11. При упоре подвижного контакта в неподвижный зазор Si меньше зазора бг

(рис. 168).

Когда тока в цепи нет, давление между контактами определяет­ ся натяжением главной пружины 1 (см. рис. 167). По мере увели­ чения тока главной цепи результирующая сила притяжения яко­ ря 4 главными и дополнительными полюсами из-за неравенства зазоров Si и 6 2 будет направлена в ту же сторону, что и сила глав­ ной пружины, обеспечивая этим надежное давление между кон­ тактами. При некотором значении тока в цепи выключателя допол­ нительные полюса 6 насыщаются, и дальнейшее увеличение тока повлечет за собой увеличение силы притяжения главных полюсов

234

магнитопровода 5 и резкое падение давления между контактами. При коротком замыкании, когда ток в цепи резко возрастает, ко­ роткозамкнутые витки ограничивают рост потока дополнительных полюсов и почти весь магнитный поток замыкается через якорь и

Рис. 167. Электромагнитный механизм и схема управления выключателем

ВАБ-20-1500М:

Рис. 168. Магнитная система выклю­ чателя ВАБ-20-1500М:

1 — короткозамкнутые кольца, 2 —основ­ ные полюса, 3 —якорь магнитопровода, 4 — дополнительные полюса, 5 — подвиж­ ный контакт, 6 — магнитопровод

главные полюса, что приводит к снижению уставки и быстрому отключению выключателя.

Однако опыт эксплуатации показал, что как у ВАБ-20-1500/10, так и у ВАБ-20-1500М при определенных толчках тока нагрузки, близких к величине тока отключения выключателя, давление меж­ ду контактами становится равным нулю и происходит сваривание контактов, что является большим недостатком этих выключателей.

235

Для ликвидации этого явления работники Московского «Энер­ гохозяйства» инж. Л. Н. Ефретов и техник 3. С. Кудинова предло­ жили вместо жесткого крепления якоря на рычаге подвижного контакта соединить их через дополнительные пружины 7 (рис. 169)

с натяжением 4—-5 кГ.

Пружины 7 крепятся одним концом к вкладышам 8, укреплен­ ным на рычаге подвижного контакта, а другим концом к направ­

тельные полюса 2 практиче­ ски не будут действовать на якорь из-за образовавшегося большого воздушного зазора бь а сила притяжения главных полюсов магнитопровода 1 резко возрастет и превысит натяжение главной пру­ жины, удерживающей контакты во включенном положении, что га­ рантирует четкое отключение выключателя. Увеличение воздушного зазора в два раза увеличивает силу притяжения главных полюсов магнитопровода примерно в 4 раза.

Кроме того, при своем движении якорь ударяет по рычагу под­ вижного контакта и отбрасывает его, что также способствует чет­ кому размыканию контактов..

236

Эластичная связь якоря с подвижным контактом ликвидирует возможные вибрации подвижного контакта из-за вибрации якоря, которые также могут вызывать сваривание контактов.

Описанное конструктивное изменение выключателя практиче­ ски не отражается на его быстродействии и позволяет несколько уменьшить пределы токов, вызывающих отключение от магнитной системы (с 3000—4000 а до 2000 а) за счет уменьшения давления главных пружин до 7 кГ, а дополнительных — до 3 кГ. Выключа­ тель с внесенными изменениями условно назван ВАБ-20-1500ММ.

В табл. 21 приведены регулировочные параметры выключателя ВАБ-20-1500ММ.

Т А Б Л И Ц А 21

Таблица регулировки выключателя ВАБ-20-1500ММ

Устройство выключателя ВАБ-36 показано на рис. 170. Подвижный контакт 4 выполнен в виде шины и проходит меж­

ду полюсами магнитопровода 6. Подвижный контакт и рычаг яко­ ря 21 вращаются на одной оси Oj. Якорь 20 жестко укреплен на рычаге 21. Рычаг 21 связан с подвижным контактом 4 пружиной 5, которая во включенном положении создает давление между кон­ тактами.

Для включения выключателя замыкают цепь включающей ка­ тушки 8. При этом якорь 9 притягивается к полюсам магнитопро­ вода 6 и тягой 10 заводит рычаг 21 до защелкивания зацепа 19 с защелкой 18. Однако замыканию контактов 3 и 4 препятствует тяга 7. После снятия напряжения с катушки 8 якорь 9 освобож­ дается и под действием пружины 5 контакты замыкаются. Таким образом осуществляется свободное расцепление выключателя.

Для оперативного отключения замыкают цепь катушки 15 от­ ключающего электромагнита и якорь 16 своим бойком освобожда­ ет зацеп 19. Рычаг якоря 21 под действием отключающей пружины приходит в движение и, пройдя небольшой путь (3—4 мм), ударя­ ет по подвижному контакту и контакты разомкнутся. Возникшая дуга выдувается катушками магнитного дутья 2 в камеру дугогашения.

При перегрузке, когда ток в главной цепи достигнет величины

237

тока уставки реле РМТ-2, реле сработает, замкнет цепь катушки отключающего электромагнита и выключатель отключится.

При коротком замыкании быстро возрастающий ток в защи­ щаемой цепи создает магнитный поток в магнитопроводе 6, кото­ рый притянет якорь 20 к полюсам магнитопровода. Сумма электро­ магнитной силы и сил натяжения пружины 5 и 11 при некотором значении тока в защищаемой цепи станет больше силы пружины 17, приложенной к защелке 18, и поворачивает ее по часовой стрел-

Рис. 170. Механизм выключателя ВАБ-36-1500/15:

освобождению зацепа 19 и отключению выключателя.

В отключенном положении подвижный контакт 4 удерживает­ ся пружиной 11.

Схема управления выключателем ВАБ-36-1500/15 (рис. 171) аналогична схемам управления выключателем ВАБ-20-1500/10 и ВАБ-20-1500ММ. Однако в этой схеме реле блокировки РБ вклю­ чено не последовательно, а параллельно контактору и не шунтиру­ ет, а разрывает цепь контактора. Эта схема также обеспечивает отсутствие звонковости.

Питание цепей управления осуществляется от источника пере­ менного тока напряжением 220 в. Ток катушки включающего эле­

238

ктромагнита при напряжении 220 в равен 50—80 а, ток катушки отключающего электромагнита — 7,3—10 а (при последовательном соединении секций).

Полное время отключения выключателя при перегрузке с уче­ том времени действия реле РМТ-2 составляет 0,08—0,1 сек, а при коротком замыкания — 0,02—0,03 сек.

Зазор между главными контактами в отключенном положении выключателя должен быть равен 10± 1 мм. При этом якорь дол­ жен полностью доходить до магнитопровода, а подвижный контакт до упора.

АП

Рис. 171. Схема управления выключателем ВАБ-36-1500/15:

КВ — включающая катушка, КО — отключающая катушка, К — контактор и его контакты, РБ — блокирующее реле и его контакты, БА —блок-контакты выключателя

Зазор между главными контактами в момент включения, когда катушка включающего электромагнита обтекается током (момент свободного расцепления), должен быть 2—3 мм.

Зазор между якорем и магнитопроводом по средней линии во включенном положении выключателя должен быть 9—10 мм, а между ударным болтом якоря и подвижным контактом — 4—5 мм. Якорь должен освобождаться от защелки в тот момент, когда меж­ ду ударным болтом якоря и подвижным контактом еще остается зазор не менее 1,5 мм.

Давление между контактами должно быть равно 12—15 кГ. Зуб защелки смазывается смазкой Циатим-201. Выключатель

должен надежно включаться при изменении напряжения в преде­ лах от ПО до 80% номинального, а отключаться при изменении напряжения от 110 до 60% номинального.

§ 32. ВЫ БОР У СТ АВО К ЗАЩ И ТЫ ЛИНИИ 600 в.

ТО КО ВРЕМ ЕН Н АЯ ЗАЩ И Т А . ИСКАТЕЛЬ КО РО ТКО ГО З А М Ы К А Н И Я

Ток уставки линейных выключателей зависит от величины рас­ четного тока нагрузки линии, а также от величины тока короткого замыкания в конце линии.

239

В настоящее время, в связи с внедрением энергоемкого 'подвиж­ ного состава и увеличением частоты движения, ток уставки линей­ ных выключателей в зависимости от расчетного тока нагрузки вы­

бирают следующим образом:

а) для трамвая/у0т= 2 / Рас+(ЮОО-т-2000) а, где /рас — расчетный ток нагрузки; 1000 — постоянная величина

при одиночных вагонах типа Г; 2000 — то же при 2-вагонных соста­

вах типа Т\ б) для троллейбуса/уст = 2 /рас+ (600-^-800) а.

Рис. 172. Схема токовременной защиты питающих линий 600 в

Ток отключения выключателей ВАБ-20, ВАБ-20М и ВАБ-36 от магнитной системы выбирается порядка 4500—5000 а.

На практике встречаются много линий, у которых уставка, вы­ бранная по расчетному току нагрузки, превышает ток короткого замыкания в конце линии, что может привести к неотключенному короткому замыканию и отжигу контактного провода. Снижение в связи с этим тока уставки выключателей вызывает многочислен­ ные ложные отключения выключателей от нормальных токов на­ грузки, которые плохо отражаются на выключателях, ускоряя их износ и увеличивая количество их ремонтов, ухудшают качество электропитания линии и увеличивают потери электроэнергии от вынужденных пусков подвижного состава.

Для того чтобы возможно было увеличить уставки выключате­ лей и одновременно обеспечить отключение ими токов короткого замыкания, меньших тока уставки, были разработаны несколько типов защиты линий от коротких замыканий. В настоящее время на тяговых подстанциях Москвы широкое применение получила наи­ более простая токовременная защита питающих линий 600 в ТВЗ.

240

На рис. 172 приведена схема токовременной защиты. К шунту,

Размыкающий контакт Р1 держит конденсатор С в разряженном состоянии, а триод Тр в положении 0. При этом выходное реле Р2

Рйс. -174. Функциональная схема реле ВЛ-17:

обесточено. При замыкании контакта у (см. рис. 173) срабатывает реле Р1, размыкается контакт Р1 и начинается заряд конденсато­ ра С. Заряд конденсатора происходит через регулируемый резис­ тор R, величина сопротивления которого определяет выдержку вре­ мени реле. Величина сопротивления резистора R устанавливается переключателями П. Когда напряжение на конденсаторе С достиг­ нет определенной величины, откроется диод Д и с генератора ГИ через конденсатор С, диод Д, конденсатор С1 пройдет импульс то­ ка на триод Тр, который перейдет в положение 1 и включит выход­ ное реле Р2, контакты которого замкнут оперативную цепь.

241