книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Учебник механика военно-воздушных сил электросиловые устройства средств связи и радиотехнического обеспечения полётов

Катушки электромагнитов чаще всего включаются параллельно цепи нагрузки.

Контакты делятся на главные (замыкающие и раз­ мыкающие силовую цепь) и вспомогательные, или блокконтакты, предназначенные для управления другими ап­ паратами сигнализации и блокировки. Нормальным по­ ложением контактов считается такое, в котором они находятся при отсутствии тока во втягивающей катушке электромагнита.

Контакторы могут работать в основных цепях с то­ ками до 600 а.

2. АППАРАТУРА ЗАЩИТЫ

Для защиты цепей электропитания от перегрузок и коротких замыканий применяются плавкие предохрани-- тели, тепловые реле, воздушные автоматические выклю­ чатели.

Плавкие предохранители являются простейшими уст­ ройствами, разрывающими цепь при коротком замыка­ нии и перегрузке.

Рабочим элементом предохранителя служит плавкая вставка.

Плавкие вставки изготовляют из свинца и цинка (предохранители высокого напряжения), меди и серебра (предохранители низкого напряжения до 500 в). Встав­ ки рассчитываются на определенную величину тока или предельную разрываемую мощность.

Вставка перегорает в течение 1—2 сек, если ток, про­ текающий через вставку, превышает номинальный ток цепи в 4—6 раз.

Наиболее распространенные конструкции плавких предохранителей—-это открытые трубчатые, пробочные

изакрытые трубчатые.

Воткрытых трубчатых предохранителях плавкие вставки помещаются внутри открытых фарфоровых тру­ бок. Они рассчитаны на токи до 360 а при напряжении до 500 в.

Пробочные предохранители типа ПД состоят из фар­ форового цилиндра с плавкой вставкой, латунного кор­ пуса с двумя контактами и фарфоровой головки с на­ резной латунной частью для ввинчивания в корпус. Предохранитель сменяется путем замены фарфорового

123

цилиндра. Пробочные предохранители изготовляются на номинальный ток до 60 а при напряжении до 500 в.

Закрытые трубчатые предохранители типа ПР со­ стоят из двух опорных изоляторов с упругими губками. В эти губки вставляется фарфоровая трубка с латун­ ными колпачками на концах. Полость трубки заполнена кварцевым песком. Внутри трубки находится плавкая вставка из одной или нескольких проволок, намотан­ ных на ребристый фарфоровый сердечник (на ток до 7,5 а) или свитых в спирали и помещенных непосред­ ственно в патроне (на ток более 7,5 а).

Недостатками плавких предохранителей являются: необходимость замены вставок и трудность их точной калибровки на плавящий ток. Кроме того, температура плавления вставки сильно зависит от температуры окру­ жающей среды.

Тепловые реле. Основным элементом теплового реле является биметаллическая пластинка, состоящая из двух слоев металлов с разными температурными коэф­ фициентами линейного расширения. При нагревании каждый из слоев расширяется неодинаково, в резуль­ тате чего пластина изгибается в сторону металла с мень­ шим коэффициентом расширения, размыкая при этом контакты реле.

Пластинка нагревается током, протекающим по ней или по нагревательному сопротивлению.

В распределительных устройствах электроагрегатов получили распространение тепловые реле типа ТРВ, применяемые для защиты генераторов от перегрузок в сети.

Конструкция теплового реле типа ТРВ изображена на рис. III.27.

Чувствительным элементом является биметалличе­ ская пластинка 1, обтекаемая рабочим током. Биметал­

Биметаллическая пластинка соединена с пружинным усиком 10 с помощью рессорки 8. Усик укреплен на упо­ ре 9. К усику прикреплена колодка 11 с контактным мостиком 13. Контактный мостик держит постоянно замкнутые клеммы с выводами 12, укрепленные на па­ нели реле. В реле имеется колонка 14, которая проходит

124

через отверстие в биметаллической пластинке. Гайка 7

иконтргайка служат для регулирования уставки тока. При прохождении тока через реле биметаллическая

пластинка нагревается и стремится изогнуться вниз, но этому движению препятствует усилие рессорки, удержи­ вающей пластинку в первоначальном положении.

Рис. Ш.27. Конструкция теплового реле:

Если в цепи генератора возникает перегрузка, то тем­ пература биметаллической пластинки увеличивается и развиваемое ею усилие превосходит усилие рессорки. Биметаллическая пластинка резко перебрасывается вниз, второй конец рессорки поднимается вверх и раз­ мыкает контакты.

Температурной компенсации тепловые реле не имеют. Поэтому изменение температуры окружающей среды значительно сказывается на величине их тока срабаты­ вания.

Время возврата реле в исходное состояние после сра­

Воздушные автоматические выключатели (автоматы)

представляют собой электромагнитные аппараты, пред­ назначенные для автоматического размыкания цепей по­ стоянного и переменного тока при нарушении нормаль­

125

ного режима ^работы, а также для нечастых замыканий

и размыканий тех же цепей при нормальных условиях работы.

Для защиты генератора от перегрузок и коротких замыканий применяют автоматы максимального тока.

Автомат максимального тока, заменяя собой рубиль­ ник и плавкий предохранитель, обеспечивает более на­ дежную работу и защиту при перегрузке и коротких за­ мыканиях. Схема автомата показана на рис. III.28.

Рис. II 1.28. Схема автоматического воздушного выключателя

Если ток / в защищаемой цепи превысит некоторое предельное значение, то электромагнит 1, преодолевая усилие пружины 3, притягивает якорь 2, при этом за­ щелка 5, поворачиваясь на оси 4, освобождает рычаг 6 и под действием отключающей пружины 7 контакты ав­ томата разомкнутся. Включают автомат от руки с по­

мощью рукоятки.

Величина тока отключения автомата устанавливает­ ся изменением натяжения пружины 3 и равняется обыч­ но 150—200% номинального тока катушки электромаг­ нита. Время отключения автоматов составляет 0,005—

0,15 сек.

Реле обратного тока. (рис. 111.29) применяется для защиты генераторов постоянного тока, работающих на потребителей электроэнергии совместно (параллельно) с аккумуляторной батареей, от обратного тока, т. е. от­

126

ключает генератор, если энергия начинает передаваться от аккумуляторной батареи к генератору.

Обмотка напряжения 3, подключенная к цепи гене­

мотке изменится, в результате сила притяжения якоря 6 к сердечнику 2 станет меньше силы притяжения пружи­ ны 5, контакт 4 разомкнется и, следовательно, разорвется цепь заряда аккумуляторной батареи, генератор по­ стоянного тока будет отключен от батареи.

§6. ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТОВ

Схема электрических соединений — это чертеж, ото­ бражающий все основные элементы электрической части агрегата и соединений между ними. Схема электриче­ ских соединений является техническим документом, на котором условно, однако в строгом соответствии с дей­ ствительностью, изображены все элементы электриче­ ской части агрегата в их взаимной электрической связи.

Схемы электрических соединений выполняются с по­ мощью условных графических обозначений. Кроме того, предусматривается использование цифровых и буквен­ ных обозначений.

127

На схемах электрических соединений различают:

—электрические схемы главных цепей, т. е. цепей, по которым передается энергия от источника к потреби­ телям;

—электрические схемы вспомогательных цепей, сое­ диняющих контрольно-измерительные приборы, реле

защиты и автоматики, сигнализации, управления

ит. п.

Взависимости от своего назначения схемы электри­

ческих соединений подразделяются на принципиальные

и монтажные.

На принципиальных схемах все элементы электриче­ ской части агрегата располагаются так, чтобы был по­ нятен как принцип работы электростанции в целом, так и ее отдельных элементов. Принципиальные электриче­ ские схемы масштаба изображения не имеют.

На монтажных электрических схемах показываются все приборы и аппараты в их территориальном распо­ ложении. Монтажные схемы могут содержать контуры конструктивных элементов и иметь масштаб изображе­ ния. На монтажных схемах показываются все соедини­ тельные провода и кабели. Монтажные схемы исполь­ зуются главным образом при монтаже, испытаниях и ремонте, но понять взаимодействие элементов схемы по ним, как правило, трудно.

На принципиальной схеме электрических соединений можно выделить такие цепи, как:

—цепь возбуждения генератора;

—цепь регулирования напряжения генератора;

—токовую (силовую) цепь;

—измерительную цепь;

—цепь отбора энергии;

—цепь собственных нужд;

—цепь фильтров против радиопомех.

Первые два вида цепей были рассмотрены раньше. Токовые цепи. На рис. III.30 изображены различные варианты включения токовых цепей электрических стан­

ций переменного тока.

Схема включения с одним рубильником без уст­

128

Последовательность соединений такова: источник пита­ ния, рубильник, предохранители, сеть.

На схеме рис. Ш.ЗО, в предусматривается включение токовой цепи с помощью пакетного переключателя, ко­ торый является более совершенным выключателем по сравнению с рубильником.

Схема токовой цепи с контактором (рис. Ш.ЗО, г) по­ зволяет осуществлять дистанционное управление вклю-

/ - / / / / / < / j

П1! П П(1О

1

Рис. Ш.ЗО. Схемы включения токовых цепей:

а — с рубильником без защитных аппаратов; б — с ру­ бильником и предохранителями; в — с пакетным выклю­ чателем и предохранителями; г — с контактором и теп­ ловым реле; д — с воздушным автоматическим выклю­ чателем

чением с помощью кнопки управления. Так как контак­ торы не имеют тепловой защиты, то защита цепи от перегрузки осуществляется с помощью тепловых реле, включенных в каждую фазу. Удерживающая катушка контактора питается непосредственно от управляемой цепи через блок-контакт БК. При коротком замыкании и понижении напряжения до определяемой величины контактор отключает цепь.

Схема токовой цепи с воздушным автоматическим выключателем (рис. Ш.ЗО, д) является наиболее совер­ шенной. Автоматы указанного типа снабжены тепловой

и максимальной токовой защитой, что обеспечивает на­ дежную защиту цепей от перегрузок и замыканий.

Схемы измерительных цепей. На современных пере­ движных электростанциях предусматривается измерение тока нагрузки, напряжения и частоты.

Це пь и з м е р е н и я тока. Измерение тока нагруз­ ки осуществляется с помощью амперметров. На рис. III.31

000

000

изображены различные варианты включения ампермет­ ров.

Непосредственное включение амперметров (рис. III.31, а) в каждой фазе переменного трехфазного тока в настоящее время применяется редко, так как та­ кой способ включения усложняет монтаж распредели­ тельного щита.

На рис. 111.31,6 показана схема включения ампер­ метров через трансформаторы тока. Такой способ вклю­ чения реализуется в подвижных электростанциях сред­ ней и большой мощности. Эта схема видоизменяется

130

введением в нее переключателя амперметра (рис. Ш.31,в). Произведя необходимые переключения, изме­ ряют поочередно нагрузку всех трех фаз одним ампер­ метром.

Це пи и з м е р е н и я н а п р я ж е н и я . Обычно в схемах электрических соединений предусматривается из­ мерение напряжения только на зажимах генератора. На однофазных и трехфазных станциях, как правило, при-

А

Рис. II1.32. Схема пакетного вольтметрового переключателя

меняется один вольтметр. В первом случае вольтметр включается непосредственно на зажимы генератора, во втором — через переключатель. Наиболее часто на трех­ фазных электростанциях применяется схема, изображен­ ная на рис. II 1.32.

Це пи и з м е р е н и я ч а с т о т ы. Частотомер вклю­ чается параллельно с вольтметром.

Схемы отбора энергии. Схема отбора энергии — часть электрической схемы соединений, отображающая воз­ можность присоединения отводящих линий к потребите­ лям (к нагрузке).

Схема отбора энергии по одной линии (рис. III.33, а) применяется на станциях малой мощности. Четвертый контакт используется для нулевого провода, если гене­ ратор имеет выведенную нейтраль. Управление и защита

отводящей линии осуществляется аппаратами в цепи генератора.

На рис. 111.33,6 приведена схема, в которой силовая и осветительная сети являются раздельными и имеют

Рис. 111.33. Схемы отбора энергии

отдельную защиту. Повреждения в силовой сети при та­

кой схеме не отражаются на питании осветительной на­ грузки, и наоборот.

132