Полезная информация для электромехаников / Судовые Электроэнергетические Системы для Механиков

Дистанционные посты управления пожарным насосом. Дистанционные посты управления пожарным насосом.

В некоторых пускателях есть необходимость нескольких постов управления. Так как схемы пускателей в основном стандартны, то логика добавления дистанционных постов тоже стандартна. Сколько бы ни было постов все кнопки «стоп» соединены последовательно, а кнопки «старт» параллельно друг другу. Лампы индикации подсоединяются параллельно основным.

Любой электрический нагреватель сопротивления представляет собой высокоомное сопротивление (нагревательный элемент), оборудованный вспомогательными устройствами для подвода тока, электроизоляции, защиты от механических повреждений, крепления.

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы] являются наиболее распространенными электротермическими устройствами установок низко- и среднетемпературного нагрева. Они полностью защищены от внешних воздействий, в том числе от доступа воздуха.

Устройство ТЭНов.

Обычно ТЭН состоит из тонкостенной (0,8 - 1,2 мм) металлической трубки (оболочки], в которой размещена спираль из проволоки большого удельного электрического сопротивления. Концы спирали соединены с контактным стержнем, наружные выводы которого служат для подключения нагревателя к питающей сети. Материалом трубки может быть углеродистая сталь, если температура поверхности ТЭНа в рабочем режиме не превышает 450 гр. С, и нержавеющая сталь при более высоких температурах или при работе ТЭНа в агрессивных средах. Спираль изолируют

от трубки наполнителем, имеющим высокие электроизоляционные свойства и хорошо проводящим теплоту. В качестве наполнителя, чаще всего, применяют периклаз (кристаллическая смесь магния]. После заполнения наполнителя трубку ТЭНа опрессовывают. Под большим давлением периклаз превращается в монолит, надежно фиксирующий спираль по оси трубки ТЭНа. Опрессованный ТЭН может быть изогнут для придания необходимой формы. Контактные стержни ТЭНа изолируют от трубки изолятором, торцы герметизируют влагозащищенным кремнийограническим лаком.

Достоинства и недостатки ТЭНов.

Преимущество ТЭНов - универсальность, надежность и безопасность обслуживания. Их можно использовать при контакте с газообразными и жидкими средами. ТЭны не боятся вибраций и ударов, но не являются взрывобезопасными. Рабочая температура ТЭНов может достигать 800 гр. С, что удовлетворяет использовать их не только в установках кондуктивного и конвекционного нагрева, но и в качестве излучателей в установках лучистого (инфракрасного] нагрева. Вследствие герметизации спиралей срок службы ТЭНов достигает 10 тысяч часов. ТЭНы выпускают разнообразной конструкции, что позволяет встраивать их в самые разные установки, начиная от промышленных печей и до бытовых электронагревательных приборов. Помимо обычного исполнения выпускают одноконцевые ТЭНы патронного типа с диаметром от 6,5 до 20 мм, отличающиеся высокой удельной поверхностной мощностью, а также плоские ТЭНы с развитой тепло отдаю щей поверхностью.

К недостаткам ТЭНов следует отнести высокую металлоемкость и стоимость изза использования дорогостоящих материалов (нихром, нержавеющая сталь], не очень высокий срок службы, невозможность ремонта при перегорании спирали.

Как выбрать ТЭН.

При выборе ТЭНов необходимо учитывать: назначение ТЭНа, его мощность, питающее напряжение, условия эксплуатации (нагреваемая среда, характер нагрева, условия теплообмена, необходимую температуру).

ТЭНы выбирают из расчетной мощности необходимой для нагрева среды: Ррасч = (Кз х Рпол] / кпд, где Кз - коэффициент запаса (1,1 - 1,3), кпд - КПД, учитывающий потери мощности.

Из каталога находят ТЭН, соответствующий условиям эксплуатации по напряжению, мощности, температуре оболочки и нагреваемой среде, а также форме, возможности размещения ТЭНа в рабочем пространстве. Затем определяют число ТЭНов в зависимости от Pрасч и единичной мощности ТЭНов.

Эксплуатация ТЭНов.

Основные причины отказов ТЭНов в процессе эксплуатации - нарушение герметизации выводных концов, коррозионное нарушение оболочки, разрыв спирали из-за перегрева. Эти причины вызваны чрезмерными усилиями на контактные стержни при подключении проводов к ТЭНам, образование слоя накипина поверхности трубки ТЭНа.

Надежность работы трубчатых электронагревателей можно увеличить при выполнении следующих рекомендаций:

1] При подключении проводов к ТЭНам не следует прикладывать к гайкам контактных стержней излишнее усилие, в результате которого нарушается герметичность выводных концов ТЭНа.

2] Необходимо исключить работу ТЭНов без воды.

3] Необходимо очищать накипь с поверхности ТЭНов 1 раз в 2-3 месяца, не допуская отложений на ТЭНе толщиной более 2 мм.

Подогреватель воды - пример подключения.

Подогреватель воды.

На схеме указаны четыре группы ТЕНов и циркуляционный насос. Каждая группа ТЕНов имеет защиту в виде автоматического выключателя, который контролирует ток каждого нагревательного элемента. Включение и отключение каждой группы обеспечивает контактор. Команду на включение контактора подаёт термореле (на схеме не указано).

Циркуляционный насос однофазный поэтому автомат и контактор показаны как двухполюсные. Также насос защищён тепловой защитой.

Перекачивающий насос.

Рассмотрим схему перекачивающего насоса.

Схема в основном идентична схеме обычного пускателя, но имеет одно отличие. А именно трёхпозиционный переключатель S102.

Его функция заключается в том, что когда рукоятка находится в положении «stop» контакт 1-2 разомкнут, контакт 3-4 разомкнут.

В этом положении исключена возможность работы схемы.

Рукоятка находится в положении «О» контакт 1-2 замкнут, контакт 3-4 разомкнут.

В данном случае возможен пуск и остановка только с локального поста, а также остановка с пускателя при помощи переключателя 8102 путём установки его рукоятки в положение «stop».

Рукоятка находится в положении «start» контакт 1-2 замкнут, контакт 3-4 замкнут. В данном случае пуск и остановка осуществляется только переключателем

S102.

Причём насос запустится сразу после установки рукоятки в положение «start» и остановится, только при установке рукоятки в положение «stop».

Работа схемы.

После включения автоматического выключателя Q102, цепь управления получит питание и в зависимости от состояния переключателя S102 будет возможна работа стартера.

Итак, рассмотрим случай когда S102 находится в положении «0». Контакт 1-2 замкнут, контакт 3-4 разомкнут.

При нажатии кнопки В102А катушка контактора С102получит питание по создавшейся цепи: Q 102(6),S012(1 -2),B102(1-2),

B102(1-2)A,C102,N.

Контактор С102 замкнёт свои главные и вспомогательные контакты. За счет замыкания блок контактов С 102(13-14) контактор встанет на самоблокировку и кнопку пуск можно отпустить. Теперь катушка будет получать питание по цепи Q102(6),8012(1-2),В102(1-2),С102(13-14),С102,М.Также в момент замыкания главных контактов С102(1-2,3-4,5-6) начнется запуск электродвигателя.

Вместе с катушкой контактора получат питание лампы индикации Н102 и Н102А, которые сигнализируют о работе насоса. Для остановки необходимо нажать кнопку В102, после чего произойдёт разрыв цепи питания катушки контактора С102 и отключение его контактов. Насос, потеряв питание, остановится.

Рукоятка S102 переключается в положение «start».

Катушка контактора получит питание по цепи G102(6),S012(1-2),B102(1-2),S102 (3-4),C102,N. И произойдёт запуск насоса.

Для остановки необходимо установить переключатель S102 в положение «stop» после чего контакт S 102(1-2) разомкнётся, и катушка контактора потеряет питание. После чего насос остановится.

Если переключатель S102 оставить в положении «stop» то работа от кнопок на локальном посте будет невозможна.

Топливоперекачивающий насос.

Схема пускателя насоса построена на основе преобразователя частоты. Преобразователь в данной схеме используется для плавного пуска и плавного регулирования производительности насоса.

После включения выключателя S1 питание подаётся на преобразователь частоты и цепи сигнализации. Схема готова к работе. Уменьшая сопротивление на выносном потенциометре Р1 (плавно вращая ручку потенциометра) увеличивается частота тока на выходе преобразователя и насос начинает плавно увеличивать свои обороты. И так до номинальных. Остановка происходит в обратном порядке. Для аварийной остановки сложит кнопка аварийной остановки S2. Лампа Н2 служит для индикации что насос в работе. Цепь сигнализации состоит из предохранителей (F1; F2) которые защищают от короткого замыкания и перегрузки, трансформатора преобразующего напряжение в более безопастные 24В. Предохранителя F3 защищающего трансформатор, лампы сигнализации Н1 и исполнительного реле R1. В случае выхода аварийного сигнала реле R1 сработает и замкнёт свой контакт R1 (1114) в следствии чего загорится лампа Н1, а также разомкнёт R1 (21-22) что подаст сигнал на АПС о неисправности.

Судовые подогреватели.

На современных судах применяются подогреватели топлива масла воды. Подогреватели бывают разного типа, электрические и паровые. Паровые подогреватели нашли своё применение на судах с мощной паровой установкой. На судах где нет возможности, да и целесообразности, использовать паровые подогреватели устанавливают электрические. В данной статье будут рассмотрены несколько типовых схем.

Схема с термометром манометрического типа и контактной группой или электронного термореле с термопарой в качестве чувствительного элемента и ЖКД дисплея.

Силовая часть состоит из контакторов К1 и К2 которые включают питание на блоки тенов.

Автоматические выключатели F1; F2 служат для защиты оттоков выше номинальных.

Цепи управления управляют включением и отключением контакторов и контролируют параметры среды нагрева, а также указывают в каком состоянии находится подогреватель.

Автоматический выключатель FU и предохранители FQ служат для защиты цепей управления от короткого замыкания и перегрузки причём автоматические выключатели устанавливаются опционально. Для визуальной индикации состояния сл^ат световые индикаторы La3 «питание», La2 «группа 1 включена», La 1 «группа 2 включена». Также для визуального определения текущей температуры предназначен термометр. Переключатель S1 служит для выбора режимов работы «ручной» или «автомат». В «ручном» режиме контроль за температурой и управление включением и отключением нагрева осуществляет оператор. В автоматическом режиме управление и контроль осуществляется автоматически. Переключатели S2; S3 служат для выбора группы тенов.

Термореле TS2 сл^ит для аварийного отключения тенов, в том случае если основное термореле TS1 вовремя не отключит нагрев.

По мере остывания контролируемой среды подвижный контакт 1 термореле TS1 замкнётся с контактом 2 и катушка реле РЗ получит питание через TS1 и нормально замкнутый контакт Р4.1. Что приведёт к срабатыванию РЗ замыканию контактов Р3.2 и Р3.1. Р3.2 поставит реле РЗ на сам блок т.е. даже при размыкании контактов 1 и 2 термореле TS1 ( по мере нагрева контролируемой среды) РЗ останется включенным. Через контакт Р3.1, переключатели S2 и S3 ( в зависимости от того какая из групп включена) и замкнутый контакт TS2 получают питание катушки реле Р1 и Р2, они замкнут свои контакты Р1.1 и Р2.1 в цепи катушек контакторов К1 и К2. контактора в свою очередь включат блоки тенов в работу. Начнётся нагрев жидкости в подогревателе. По мере нагрева жидкости до значения уставки верхнего предела подвижный контакт 1 термореле TS1 разомкнётся с контактом 2 и Замкнётся с

контактом 3. Катушка реле Р4 получит питание и контакт Р4.1 разомкнётся. РЗ потеряет питание и отключит свои контакты что приведёт к отключению Р1 и Р2 контакты которых отключат контакторы К1 и К2 нагрев прекратится.

Вторая схема проще и устанавливается на подогревателях воды.

Эта система также состоит из двух групп ТЭНов но за счёт применения термореле вмонтированных непосредственно в блоки ТЭНов схема упрощена.

Автоматический выключатель S1 включает и выключает всю систему, а также сложит для защиты от перегрузки. Тепловые реле F1; F2 на контакторах К1и К2 также служат для защиты от перегрузки, но уже каждого ТЭНа. Предохранители защищают цепь управления. Трансформатор преобразует высокое напряжение в низкое. S1; S2 выключатели выбора режима работы. TS1; TS2 термореле которые имеют дифференциалы что позволяет включатся при одной температуре а выключаются при другой.

При включении питания автомата S1 напряжение подаётся на контактора К1 и К2 через термореле F1 и F2. Также через предохранители FU напряжение подаётся на трансформатор Тг который понижает его. В зависимости от того какой режим работы выбран, одиночная работа блока ТЭН или совместная, включаются выключатели S1 и S2. Выберем совместную работу.

При включении S1 и S2 образуются цепи F1; TS1; К1; S1 и F2; TS2; К2; S2. Катушки контакторов окажутся под питанием и контактора сработав замкнут свои силовые контакты К1 и К2 подав напряжение на блоки ТЭНов. Начнётся нагрев. После достижения температуры нагреваемой средой уставки термореле, контакты термореле TS1 и TS2 разомкнутся, катушки контакторов потеряют питание и разомкнутся контакты К1 и К2. Нагрев прекратится.

Неисправности и способы их устранения:

Выбивает автомат одной из групп ТЭНов. Это одна из распространённых неисправностей. Автомат выбивает в следствие перегрузки по току. Перегрузка по току может быть по причине ухудшения изоляции как самого ТЭНа так и подводящих

проводников. В этом случае следует проверить изоляцию мегаомметром. Сопротивление изоляции не должно быть меньше 0,7 Мом.

Ухудшение или отсутствие нагрева. Падение изоляции, обрыв внутри трубки ТЭНа нихромового провода, обрастание накипью. На обрыв ТЭН можно проверить тестером, но предварительно нужно рассоединить блок на отдельные ТЕНы. Если ТЭНы целы и изоляция в норме, то следует демонтировать блок ТЭНов и удалить накипь с помощью специальных жидкостей на основе кислот. Ни в коем случае не следует применять ударную технику для снятия накипи.

Не включается обогрев. Следует проверить другую группу, если проблема та же то следует проверить термореле, осмотреть контакты на предмет нагара, в случае необходимости зачистить.

Гидрофоры.

В рассматриваемой схеме используются однофазные приводы, но на трёхфазной системе управление будет такое же. Т.к. работа обоих гидрофоров идентична, рассмотрим один из них.

Работа схемы.

При включении автоматического выключателя Q1 на контакты контактора С1 и цепь управления подаётся питание. Цепь управления защищается автоматическими выключателями: общим F1 и линейным F2. При замыкании переключателя S2 катушка контактора С1 и лампа рабочего режима Н1 получат питание по цепи Q1(4);S2(3-4); датчик уровня в расходном танке L (опционально);

дифференциальное реле Р; контакт теплового реле Т1; С1; F1. Контактор С1 замкнёт свои контакты и насос начнёт нагнетать воду в гидрофор. По достижении давления в гидрофоре уставки на реле давления реле сработает и разомкнёт свой контакт Р., контактор отключится, насос остановится.

По мере расхода воды давление в гидрофоре будет падать и при достижении уставки реле давления контакт Р снова замкнётся и насос гидрофора снова запустится. При снижении уровня воды в танке ниже нижнего уровня сработает датчик

уровня L и разомкнёт свой контакт в цепи управления, после чего работа схемы будет невозможной.

При перегрузке насоса сработает тепловая защита Т и реле тепловой защиты разомкнёт свой контакт Т1 (95-96),в следствии чего насос остановится, и замкнёт Т1

(97-OR).

После замыкания Т1 (97-OR) реле Р1 получит питание и замнет свой контакт Р1

.загорится лампа сигнализации, и разомкнёт R1 (21-22),что подаст сигнал на АПС. Наипростейший стартер.

Наипростейший стартер.

При включении автоматического выключателя Q106 на цепь управления подается питание. Переключатель S106 трехпозиционный. В данный момент на схеме указана позиция 0 и контакт S106 (1-2) замкнут, а (3-4) разомкнут. При переключении S106 в позицию «старт» контакт (3-4) замыкается, катушка контактора С106 и лампа Н106 получают питание. Контактор С106 замыкает свои главные контакты, и потребитель получает питание, также замыкается вспомогательный контакт С106 (1314). Для остановки необходимо перевести переключатель S106 в положение «стоп», при этом контакт S106 (1-2) разомкнется и контактор отключится. В случае перегрузки автоматический выключатель Q106 сработает и отключит свои главные контакты. Также замыкается Q106 (13-14) и загорается лампа аварии.

Как видим схемы отличаются лишь тем что в схеме с переключением со звезды на треугольник добавлено ещё два контактора К2; КЗ и реле времени РВ1, которое изменяет своё состояние по истечению заданного времени после подачи на него напряжения контактом К 1.2 контактора К1.

ПУСКАТЕЛЬ С ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ СО ЗВЕЗДЫ НА ТРЕУГОЛЬНИК.

При запуске приводов средней и большой мощности для ограничения пусковых токов используется переключение обмоток электродвигателя со звезды на треугольник.