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

Выбор плавких вставок определяется следующими условиями:

1. Номинальный ток плавкой вставки 1и должен быть не меньш расчетного тока нагрузки /р защищаемого участка цепи

-■и ^ j p -

Обычно для спокойных нагрузок (освещение) ток плавкой вставки выбирается равным току нагрузки.

Если расчетный ток нагрузки /р не совпадает со стандартной шкалой номинальных токов / н плавких вставок, ПТЭ разрешают выбрать ближайшую большую по величине плавкую вставку.

Номинальные токи стандартных плавких вставок предохраните­ лей в амперах: 4; 6; 10; 15; 20; 25; 35; 60; 80; 100; 125; 160; 190; 225; 260; 300; 350; 430; 500; 600; 700; 850; 1000.

2. Плавкая вставка не должна отключать защищаемый участок цепи при кратковременных токах перегрузки (например, пусковые токи электродвигателей и т. д.).

Для электродвигателя с малым пусковым током / п ток плавкой вставки выбирается из выражения

Для двигателей с большими пусковыми токами

/ н

1,6 — 2 '

3. Плавкие вставки должны отключать отдельные участки цепи селективно при всех возможных в данной установке токах пере­ грузки и короткого замыкания.

Плавкие вставки изготовляют из меди, свинца, цинка, серебра. Для надежной селективности отключения ток плавкой вставки,

/н — (0,75 -г- 0,8)7пред.

Включающие электромагниты электромагнитных приводов мас­ ляных выключателей потребляют большие токи и рассчитаны на кратковременную работу.

Номинальный ток плавкой вставки для включающих электро­ магнитов определяется по формуле

/н = 0,35/нэ,

где / ш — номинальный ток электромагнита.

Предохранитель НПН состоит из неразборного патрона, запол­ ненного сухим и чистым кварцевым песком (наполнитель) с плав­

262

кой вставкой, и двух контактных стоек. Патрон 'предохранителя

выполнен из изоляционной трубки, армируемой по концам медными контактными колпачками.

Плавкая вставка состоит из нескольких медных проволочек с напаянными оловянными шариками. Проволочки располагают вну­ три патрона на равном расстоянии друг от друга по окружности отверстия колпачка и натягивают между колпачками параллельно оси патрона. Концы проволочек припаивают к контактным колпач­ кам. Отверстия в колпачках закрыты крышками с асбестовыми про­

кладками. Патрон предохранителя не перезаряжается и после сра­ батывания заменяется новым.

виде кварцевого песка, однако имеет разборную конструкцию. Изо­ ляционная трубка армирована металлическими колпачками с кон­ тактными ножами.

Перезарядку предохранителя производят .путем смены перего­ ревшей плавкой вставки и замены отработавшего кварцевого песка.

Трубчатый предохранитель ПР-2 (рис. 189) состоит из толсто­ стенной фибровой трубки, на концах которой плотно насажены ла­ тунные втулки. На втулках навинчены колпаки, которые закрепля­ ют плавкую вставку, привинченную к ножам до установки в патрон. Предохранители ПР — разборные без наполнителя. Гашение дуги достигается за счет выделяющихся из фибры под влиянием высокой температуры тазов и возникающего при этом повышенного давле­ ния в корпусе.

Для защиты цепей собственных нужд применяют также автома­ тические выключатели АП-25 (рис. 190) с тепловыми и электромаг­ нитными расцепителями (отключающими устройствами).

Автоматические выключатели выбирают по следующим усло­ виям:

263

г

номинальный ток расцепителя не должен быть менее расчетного тока цепи, т. е. / н^ /р ; ток уставки регулируемого теплового эле­ мента (защита от перегрузки) должен быть равен 125% /р (расчет­ ного тока) цепи, а ток уставки регулируемого электромагнитного элемента (мгновенное отключение при токе к. з.) должен быть ра­ вен 125% наибольшей кратковременной перегрузки, возможной в условиях нормальной эксплуатации (пусковой ток, ток нагрузки и т. д.).

ai5_

Рис. 190. Автоматический выключатель АП-25:

а — вид спереди, б — боковой разрез; / — болт для присоединения к источнику тока, 2 — указатель установки тока срабатывания электромагнитного расцепителя, 3 — болт для при­ соединения к приемнику тока

Технические данные выключателей приведены в табл. 22. Автоматические выключатели из-за практически не осуществи­

мой отстройки селективности срабатывания рекомендуется приме­ нять для защиты ответвления к индивидуальным потребителям.

Малые автоматические выключатели АП-25, кроме защиты эле­ ктрических цепей и .короткозамкнутых асинхронных двигателей от перегрузки и коротких замыканий, служат также для нечастых включений и отключений этих цепей и двигателей.

В маркировке автоматического выключателя цифра после тире обозначает число полюсов, буква М — наличие максимального (электромагнитного) расцепителя, производящего отключение без выдержки времени, буква Т — наличие теплового расцепителя, производящего отключение с выдержкой времени, имеющей обрат­ ную зависимость от тока. Выключатели с тепловым и электромаг­ нитным расцепителями имеют в обозначении обе буквы.

264

Т А Б Л И Ц А 22

Коммутационная способность автоматов с электромагнитными расцепителями 'приведена в табл. 23.

Автоматические выключатели АП-25 изготовляют с блок-кон­ тактами и без них. Исполнение блок-контактов может быть различ­ ным: 2 замыкающих или 2 размыкающих.

Допустимая нагрузка блок-контактов при напряжении 220 в постоянного тока и индуктивной нагрузке составляет 1 а. Комму­ тационная способность — 0,5 а.

Выключатель АП-25 выдерживает 20 000 включений и отключе­ ний номинального тока при номинальном напряжении.

265

Т А Б Л И Ц А 23

Коммутационная способность автоматов с электромагнитными расцепителями

.

На каждые 10° С увеличения (снижения) температуры окру­ жающей среды ток срабатывания снижается (увеличивается) не бо­ лее чем на 6%. Соответственно может быть пересчитан номиналь­ ный ток расцепителя для температуры окружающей среды, отлич­ ной от 35° С.

§ 36. АК К УМ УЛ Я Т О РН АЯ БАТАРЕЯ

Потребителями собственных нужд постоянного тока являются: включающие и держащие катушки быстродействующих выключа­ телей постоянного тока, включающие и отключающие катушки электромагнитных приводов, релейная защита на оперативном по­ стоянном токе, некоторые устройства автоматики и телемеханики, сигнализация, аварийное освещение.

В качестве независимого источника постоянного тока приме­ няется аккумуляторная батарея.

Наиболее широкое применение на тяговых подстанциях полу­ чили стационарные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи.

Аккумуляторная батарея состоит из последовательно соединен­ ных аккумуляторных элементов. Количество элементов в батарее определяется требуемой величиной напряжения.

Аккумуляторный элемент состоит из сосуда, заполненного раст­ вором серной кислоты в дистиллированной воде, в который погру­ жены положительные и отрицательные электроды (пластины).

Положительные пластины (рис. 191, а) изготовляют из чистого

свинца. Они имеют ребристую поверхность для увеличения пло­ щади.

Отрицательные пластины (рис. 191, б) выполняют в виде ре­ шетки из свинца с примесью сурьмы (для увеличения прочности). Решетку с обеих сторон закрывают тонкими свинцовыми листами с мелкими отверстиями, образующими коробку, которая запол­ няется массой из губчатого свинца.

266

В элементе аккумуляторной батареи происходит обратимая хи­ мическая реакция

Pb02+2H 2S 0 4 + P b ^ P b S 0 4 + 2 H 20 + P b S 0 4

участвующих в реакции. Чем больше поверхность, тем больше ем­ кость элемента. Емкость элемента зависит также от величины раз­ рядного тока. Чем больше разрядный ток, тем меньшую емкость можно отбирать от аккумулятора. На рис. 192 показан пример за­ висимости емкости аккумуляторного элемента от режима разряда.

Номинальной емкостью стационарных аккумуляторных батарей считается емкость при разряде в течение 10 ч. Не рекомендуется разряжать батарею более чем на 75% ее номинальной емкости.

Емкость аккумуляторов зависит также от температуры элект­ ролита. При уменьшении температуры емкость аккумулятора уменьшается, так как при этом увеличивается вязкость электроли­ та и уменьшается диффузия его в толщу пластин. Аккумуляторы должны работать при температуре 15—20° С, но не ниже 10° С.

СК отличаются от аккумуляторов С только большим сечением соединений между элементами в батарее. Из-за больших толчков

268

разрядного тока при 'включении электромагнитных приводов и быстродействующих выключателей на тяговых подстанциях в ос­

Аккумулятор СК-1 состоит из одной положительной и двух от­ рицательных пластин и емкость его равна 36 а-ч. Аккумулятор СК-2 состоит из двух положительных и трех отрицательных плас­ тин и емкость его равна 72 а-ч, т. е. в два раза больше емкости аккумулятора СК-1. Номер типа аккумулятора (до СК-5 включи­ тельно) соответствует количеству положительных пластин. Коли­ чество отрицательных пластин больше положительных на одну пластину. Емкость аккумулятора равна емкости аккумулятора СК-1, умноженной на номер данного типа аккумулятора. Аккуму­ лятор СК-6 состоит из трех пластин типа И-2, следовательно, пло­ щадь пластин и емкость аккумулятора в 6 раз больше, чем у ак­ кумулятора СК-1-

На тяговых подстанциях городского электротранспорта обычно применяются аккумуляторные батареи не выше СК-5, технические данные которых приведены в табл. 24.

Элементы стационарных свинцово-кислотных батарей до номе­ ров С-16 или СК-16 имеют стеклянные сосуды. Пластины подвеши­

сварки. Для того чтобы пластины разной полярности в аккумуля­ торах не замкнулись, между ними устанавливают специальные сепараторы (разделители). В ка­ честве сепараторов применяют стеклянные трубочки или специ­ ально обработанную однослойную ольховую фанеру толщиной 1,5 мм (рис. 193). Фанера должна обла­ дать достаточной пористостью и

кислотоустойчивостью.

Между крайними пластинами и стенками сосуда (рис. 194) уста­ навливают свинцовые пружины или пружины из пластмассы, фик­ сирующие положение пластин в

сосуде.

Аккумуляторные элементы устанавливают на стеллажах, из­ готовленных из выдержанной су­ хой древесины, покрытых кисло­ тоупорными материалами (смо­ лой, олифой, красками). Стелла­ жи бывают одно- и двухъярус­

ные и обычно устанавливаются на полу на стеклянных изоляторах. Сами элементы устанавливаются на стеллажи также на стеклян­

ных изоляторах.

Аккумуляторные элементы обычно закрывают покровными стеклами, предохраняющими от уноса электролита пузырьками газа при заряде батареи. При наличии покровных стекол электро­ лит, увлекаемый пузырьками газа, оседает на нижней стороне сте­

кол и стекает обратно в сосуд.

При формировании (первом заряде) новой аккумуляторной батареи ей нужно сообщать 10-кратную номинальную емкость.

Длительность первого заряда составляет 65—75 ч.

Плотность электролита в элементах должна быть равна 1,1о. Залитая электролитом батарея отключается на 2—4 ч.

Величина тока первого заряда в расчете на одну положитель­ ную пластину И-1 равна 7 а. Заряд производится несколькими цик­

лами с перерывами.

Признаками окончания заряда служат следующие показатели: напряжение элемента достигло 2,5—2,75 в и не изменяется в

течение 2—3 ч; плотность электролита стала равной 1,2—1,21 и не изменяется

в течение 2—3 ч; при включении батареи в заряд после часового перерыва во всех

270

элементах батареи начинается обильное выделение газов («кипе­ ние») на положительных и отрицательных пластинах.

Температура электролита не должна быть выше 40° С. Если температура электролита недопустимо повышается, необходимо снизить ток заряда или на некоторое время отключить батарею от зарядного устройства.

Аккумуляторные батареи могут эксплуатироваться в режиме заряда — разряда или в режиме постоянного подразряда.

Рис. 194. Элемент СК-2:

1 — положительные пластины, 2 — отрицательные пластины, 3 — соединительные полосы, 4 — пружина, 5 — стеклянный сосуд, 6 — стеклянные сепараторы

Работа батареи в режиме заряда — разряда заключается в том, что полностью заряженную батарею отключают от зарядных уст­ ройств и включают на питание потребителей, т. е. на разряд. После того как с батареи будет снято не более 75% номинальной емко­ сти, батарея включается снова в заряд. Во время заряда зарядное устройство питает и нагрузку.

Признаками разряда батареи служат: количество полученных амперчасов, снижение напряжения на элементах, которое допу­ скается не ниже 1,98 в при разряде более 10 ч и 1,75 в при разряде током 1—2-часового режима; снижение плотности электролита до

1,17—1,15.

Во время заряда батарея должна получить на 18—20% больше емкости, чем с нее было снято при разряде.

Один раз в три месяца аккумуляторные батареи подвергаются уравнительному заряду, во время которого батарее сообщается не менее чем 3-х кратная номинальная емкость.

Уравнительный заряд служит для поддержания пластин в нор­ мальном состоянии, т. е. удаления сульфата, который появляется на поверхности и внутри активной массы пластин.

Перед уравнительным зарядом батарея разряжается током 10-часового режима до получения напряжения 1,8 в на элемент.