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

В качестве датчиков «а тяговых подстанциях применяются: термодатчики, реагирующие на изменение температуры среды.

С помощью термодатчиков измеряют температуру трансформато­ ров, выпрямителей. Термодатчиками служат контактные ртутные термометры и приборы, работа которых основана на тепловом рас­ ширении жидкости (керосина, лигроина, бензина) или твердого

вещества; ветровое реле, контролирующее наличие потока воздушного ох­

лаждения; реле, реагирующие на изменение тока, напряжения, мощности.

Одним из датчиков температуры является термосигнализатор СТ-ЦНИИ, предназначенный для контроля температуры ртутного выпрямителя, который может применяться и в других устройствах

и схемах автоматики.

Термосигнализаторы выпускаются на один из трех диапазонов регулирования температуры: от 0 до 40° С, от 20 до 60° С и от 50 до 90° С и могут быть настроены на любую температуру в соответ­

ствующем диапазоне.

Устройство термосигнализатора СТ-ЦНИИ показано на рис. 198. Термопатрон 3, в который налита жидкость (лигроин),

282

опускается в среду, температуру которой необходимо измерять и регулировать. Внутри термопатрона находится сильфон 5 с порш­

нем 4, непосредственно связанным со штоком 7.

При повышении или понижении температуры среды жидкость в термопатроне расширяется или сжимается и при этом воздейст­ вует на сильфон и поршень. Это вызывает перемещение вверх или вниз штока вместе с крестовиной 9, которая о ним связана. При перемещении крестовина производит переключение контактных групп 11, которые замыкают цепь на открытие или закрытие вен­

тилей или на подачу сигнала.

Одновременно шток 7 при своем перемещении при помощи ры­ чага 13 поворачивает стрелки, показывающие температуру контро­ лируемой среды по шкале 1. Черная стрелка является указателем температуры, а белая стрелка — отбойная, фиксирующая верхний предел, до которого дошла температура контролируемой среды.

Погрешность термосигнализатора составляет 1,5 2 С. На­ стройку термосигнализатора производят с помощью нижних 8 и верхних 10 регулировочных винтов, имеющихся на крестовине. Точность настройки достигает 0,25° С. Термосигнализатор СТ-ЦНИИ имеет четыре замыкающих и четыре размыкающих кон­

такта.

Ветровое реле рассмотрено в главе IV, а реле, реагирующие на изменение тока, напряжения, мощности, рассмотрены в главе III.

Датчики, применяемые в схемах автоматики и телемеханики тяговых подстанций, непосредственно воздействуют на реле, кон­ такторы и исполнительные устройства. Энергия, получаемая на выходе датчика, достаточна для срабатывания указанных элемен­ тов и обычно не требует усиления.

В схемах автоматики на тяговых подстанциях применяются промежуточные электромагнитные реле МКУ-48, РП-23—26, реле времени ЭВ, РЭ, РП-250, моторные реле Е-52, ВС-10, электронные реле времени ВЛ, термореле ТГ, реле обрыва фаз Е-511.

В схемах телемеханики применяются в основном реле МКУ-48, телефонные реле РПН и РКН, шаговые искатели.

Реле МКУ-48 (многоконтактное универсальное) выпускаются на напряжения до 220 в постоянного тока и до 380 в переменного тока. Конструктивно реле выполнены одинаково, только у реле постоянного тока между якорем и ярмом проложена полоска брон­ зовой фольги для предотвращения прилипания якоря.

Реле МКУ-48 изготовляют в двух исполнениях: закрытое — на

лях пультов и не требуют дополнительной защиты от пыли и меха­ нических воздействий. Эти реле могут иметь до четырех контакт­ ных групп. Наибольшее распространение получили реле с двумя замыкающими и двумя размыкающими контактами и реле с че­ тырьмя замыкающими контактами.

283

f

Открытые реле применяются большей частью в выходных це­ пях телеуправления и устанавливаются в закрытых шкафах. Эти реле имеют меньшие габаритные размеры и большее количество контактов. Присоединение к ним проводов производится при по­

мощи пайки.

Мощность, потребляемая катушкой реле МКУ-48, невелика —• 3—5 вт. Длительно допустимый ток через контакты реле — 5 а, а разрывная мощность контактов, включенных на индуктивную на­ грузку: на постоянном токе — 50 вт, на переменном токе — 500 ва.

Реле РП-23Ч-26 изготовляются с пятью контактными группами и имеют один размыкающий и четыре замыкающих контакта. При необходимости путем перестановки неподвижных контактов мож­

но получить другие сочетания контактов.

Потребляемая мощность и длительно допустимый ток через контакты этих реле такие же, как у реле МКУ-48. Разрывная мощ­ ность контактов при размыкании индуктивной нагрузки составля­

Увеличение разрывной мощности контактов реле РП по сравнению с контактами реле МКУ-48 объясняется тем, что контакты реле

РП создают по два разрыва в каждой цепи.

Реле РЭ-500 имеют несколько исполнений, которые различают­ ся по количеству, расположению и мощности контактных групп и создаваемой ими выдержкой времени на замыкание или размы­ кание контактов. Исполнение реле указываются последними двумя цифрами в обозначении типа, например РЭ-511, РЭ-513.

Реле РЭ имеют на магнитной системе короткозамкнутые витки

284

(демпферные шайбы). При прекращении протекания тока через катушку реле наличие короткозамкнутых витков задерживает спад магнитного потока в магнитной системе и якорь некоторое время удерживается в притянутом положении. Выдержка времени опре­ деляется натяжением пружины якоря и составляет 5—8 сек. Недо­ статком реле является наличие разброса по времени, однако из-за простоты конструкции оно нашло широкое применение в схемах автоматики.

Реле РЭ выполняется без кожуха и имеет два или три кон­ такта.

Реле РЭ обладает большой индуктивностью, что необходимо учитывать при включении его через выпрямительное устройство, собранное .на полупроводниковых диодах, так как возникающие при отключениях перенапряжения могут вывести из строя диоды.

РП-251; РП-252; РП-253; РП-254 и РП-255) и переменного (реле РП-256) тока, когда необходимо увеличить количество контактов основных реле автоматики или защиты, или блок-контактов обо­ рудования, или требуется замедление срабатывания.

Используемые в схемах автоматики реле РП-251 применяются,

времени при снятии напряжения с обмотки реле. На рис. 201 дан общий вид реле РП-256.

Реле РП-250 имеют Ш-образную магнитную систему клапанно­ го типа. На среднем сердечнике магнитной системы находятся ра­ бочая катушка 1 и медные демпферные шайбы 8, создающие вы­ держку времени при отпадании якоря. У реле РП-251 демпферные шайбы располагаются в передней части сердечника, у реле РП-252 и РП-256 каркасы катушек медные.

Реле РП-250 смонтированы в прямоугольном пластмассовом корпусе, состоящем из цоколя 4 и кожуха 3. Рассматриваемые ре­ ле имеют пять замыкающих контактов. Поворотом неподвижных контактных угольников 16 на 180° можно получить различные ком­ бинации контактных групп (из замыкающих и размыкающих' кон­ тактов) .

Реле РП-251, РП-252 работают на напряжении от 24 до 220 в постоянного тока. Реле РП-256 включается в сеть переменного то­ ка через встроенный выпрямительный мост 7, набранный из полу­ проводниковых диодов.

Максимальный ток размыкания контактов при безындуктивной

285

г

пускания реле РП-252 и РП-256 зависит от количества демпфер ных шайб. С уменьшением количества шайб это время умень шается.

Рис. 201. Общий вид |реле РП-256:

Напряжение и время срабатывания или отпускания реле зави­ сит также от величины зазора между якорем и сердечником, кото­ рое изменяется регулировочными винтами 9.

Реле постоянного тока должны включаться таким образом, чтобы разрыв (кнопка, контакт) был со стороны положительного полюса. Это вызвано тем, что при глухом присоединении к поло­ жительному полюсу и наличии разрыва со стороны отрицательного

286

полюса за счет токов утечки возникает электрокоррозия меди ка­

тушки.

Основными элементами термобиметаллического реле времени (рис. 202) являются: биметаллическая пластина 2 (две спаянные вместе пластины из разных металлов), обмотка 1 из провода с

Рис. 202. Термобиметаллическое реле времени:

большим удельным сопротивлением и контактная пружина 3. У не­ которых реле биметаллическая пластина одновременно является

контактной.

При включении обмотки выделяющееся тепло нагревает биме­ талл, пластина 2 изгибается вверх и замыкает или переключает контакты. Время срабатывания непостоянно (может колебаться в пределах 20—40%) и зависит от расстояния между контактами и

от тока, протекающего по обмотке.

Реле имеют два исполнения: с регулировочным винтом, с по­ мощью которого можно менять зазор между контактами для уче­ та температуры окружающей среды; с компенсацией температуры окружающей среды (в пределах +15±5°С ), которая достигается применением двух биметаллических пластин.

287

Реле имеют одну контактную группу, действующую на замы­ кание при переключение. Термобиметаллическое реле, устанавли­

электромагнита 13.

Выдержка времени устанавливается поворотом шкалы 7 отно­ сительно визира 6. Со шкалой жестко связан упор, к которому ры­

288

жении 220 в переменного тока — 800 ва, при напряжении 220 в по­ стоянного тока — 100 вт. Реле имеет два замыкающих и один раз­ мыкающий контакт.

На этом же принципе построена работа реле Е-58, Е-512, Е-513, ВС-10, которые отличаются от реле Е-52 диапазоном создаваемой выдержки времени и количеством независимых друг от друга по времени замыкающих или размыкающих контактов. Реле Е-58 может создавать выдержку времени от 2 до 60 сек и имеет три независимые друг от друга по времени контакта. Реле ВС-10 (про­ граммное реле) может создавать выдержки времени до 30 мин, в зависимости от модификации реле, и имеет шесть контактов с независимой регулировкой выдержки времени. При помощи реле ВС-10 можно задать программу последовательного включения и отключения объектов через заданные интервалы времени.

Выдержку времени до 200 сек с высокой степенью точности можно получить о помощью электронного реле ВЛ-17 (ем. § 32).

На тяговых подстанциях существует схема автоматического пе­ реключения питания потребителей собственных нужд, которая в случае выхода из строя одного источника питания производит пе­ реключение на другой, резервный источник.

Органом, контролирующим наличие напряжения во всех трех фазах, является реле обрыва фаз Е-511.

289

Реле обрыва фаз Е-511 (рис.'204) состоит из двух электромаг­ нитных реле напряжения 'клапанного типа (основного и вспомога­ тельного) и фильтра напряжения отрицательной последователь­ ности (ФНОП). Фильтр напряжения состоит из двух цепей после­ довательно включенных конденсаторов и сопротивлений. Одна

я 6). Нагрузкой фильтра является вспомогательное реле напряже­ ния Р2, которое подключается на выход фильтра к точкам соеди­ нения конденсатора и сопротивления. Основное реле напряжения Р1 включено через нормально замкнутые контакты реле Р2 на ли­ нейное напряжение фаз А я С (выводы 2 и 6).

При нормальном режиме (симметрии напряжений трехфазной системы) напряжение на выходе фильтра равно нулю, тока в об­ мотке вспомогательного реле нет и его контакт Р2 замкнут. Ре­ ле Р1 обтекается током и его замыкающий контакт замкнут, а размыкающий контакт — разомкнут.

При обрыве одной фазы на выходе фильтра возникает напря­ жение, вспомогательное реле напряжения Р2 сработает и разом­ кнет своим контактом цепь основного реле. Основное реле произво­ дит переключение контакторов собственных нужд и подает сигнал.

При обрыве двух или трех фаз непосредственно срабатывает

основное реле.

Реле исполняется на номинальное линейное напряжение 100, 220 и 380 в я нормально работает при колебании напряжения

±10% номинального.

Потребляемая мощность реле в зависимости от напряжения находится в пределах 6—10 ва. Разрывная мощность контактов основного реле составляет 30 вт при 220 в постоянного тока или 100 ва при 220 в напряжения переменного тока и индуктивной на­

грузке.

При включении реле следует установить правильный порядок чередования фаз. Переменные сопротивления г2 в схеме фильтра служат для настройки реле для каждой конкретной схемы собст­ венных нужд.

В схемах телемеханики применяются телефонные реле РКН (реле круглое нормальное) и РПН (реле плоское нормальное) (рис. 205). Существует несколько разновидностей реле: для по­ стоянного и переменного тока; одно-, двух-, трех- и четырехобмо­ точные; с одной, двумя и тремя контактными группами; нормаль­ ные и замедленные.

Реле переменного тока имеют не более четырех контактных пружин и не более одной обмотки. Если требуется реле с большим количеством контактов и обмоток, то применяют реле постоянного тока, включенные через полупроводниковый выпрямитель.

Двух-, трех- и четырехобмоточные реле применяются в слож­ ных схемах для регулирования времени действия реле, разделения питания и избежания ложных цепей и т. д. Время отпускания яко­ ря у нормально действующих реле составляет 8—50 мсек, а у реле

290

земедленнош действия (с гильзой) — 55—300 мсек. Контакты раз­

мыкают ток до 0,2 а при напряжении 60 в.

При монтаже реле РПН устанавливают боком (если смотреть с монтажной стороны, катушка должна быть справа, а контактные группы слева). Такая установка уменьшает загрязнение контактов

пылью.

Реле РКН (рис. 206) отличается от реле РПН формой магнит­ ной системы и способом крепления контактов.

/— контактные пружины, 2 — плоский сердечник, 3 — якорь, 4 —латунная пластинка от залипания, 5 —катушка, 6 —корпус, 7 — плоская пружина, 8 — направляющий угольник

Шаговый искатель (рис. 207) имеет контактное поле, состоящее из отдельных ламелей (контактных пластин), щеток, скользящих по контактному полю, и приводного механизма щеток, который под воздействием электрических импульсов замыкает поочередно раз­ личные контакты.

Привод состоит из электромагнита постоянного тока и движу­ щего механизма. При замыкании цепи электромагнита 12 якорь 11 притягивается и собачкой 4 поворачивает храповое колесо 1 на один зуб, и щетка 17 переходит с одной пластины 18 на другую. При отпускании якоря 11 собачка 4 входит в зацепление со сле­ дующим зубом храпового колеса. При следующем импульсе тока на электромагните щетка перейдет на следующую ламель.

Таким образом для движения щеток на электромагнит шагово­ го искателя следует подавать импульсы тока. Для этого можно использовать какой-либо источник импульсов, например пульс­

291