Бурштинський М.В. Копчак Л.С. Хай М.В. Апарати захисту та керування в електричних установках низької напруги

Подождите немного. Документ загружается.

2. ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

2.1. Програма та послідовність роботи

2.1.1. Ознайомитись з лабораторною установкою (рис. 7).

2.1.2. Зібрати першу частину схеми (без урахування кола на-

вантаження, керованого за допомогою реле) для вивчення функ-

ціональних властивостей усіх розглянутих вище реле: РН-111,

РНПП-301 та ПЕФ-301.

2.1.3. Подати напругу мережі на вхід індукційного регу-

лятора напруги Т1 і після регулювання та установлення на вході

конструктивного модуля КМОД номінальної напруги реле

увімкнути автоматичний вимикач QF1. Пересвідчитись у праце-

здатності схеми та всіх реле.

2.1.4. Зібрати схему кола навантаження, керованого за допомо-

гою реле напруги РН-111 безпосередньо або через проміжний контак-

тор К для дослідження названого реле.

2.1.5. Задати на реле верхній U

max

та нижній U

min

пороги до-

пустимого відхилення напруги, а також час автоматичного повтор-

ного вмикання Т

вкл

реле після його аварійного вимикання.

2.1.6. Увімкнути автоматичний вимикач QF1, змінюючи на-

пругу між заданим та поза заданими порогами, пересвідчитись у

відповідності (чи невідповідності) знятих експериментально основ-

них технічних характеристик паспортним. Розібрати схему кола

навантаження.

2.1.7. Зібрати схему кола навантаження, керованого за допомо-

гою реле напруги, перекосу, послідовності та обриву фаз РНПП-301

через проміжний контактор К для дослідження названого реле.

2.1.8. Задати на реле верхній U

max

та нижній U

min

пороги

допустимого відхилення напруги, час спрацювання Т

min

за мінімаль-

ною напругою та амплітудний перекіс фаз ПФ.

РН-111

~220B/16A

НАВ

X4 X5

5 4 4 3

1 1 2 2

KV1

РНПП-301

~110?380 B

X6 X7

1 2 3 4

L1 L2 L3 N

KV2

НАВ

K1.1

K2.1

X10

K3.1

К1 К2 К3

X16

X12

X17

X13 X14

X18

НАВ

7 8 9 10 11 12

X15

X19

X21

X20

1 2 3 4 5 6

L1 L2 L3

KV3

ПЕФ

-301

QF1

1 2 3 4

L3(L1чиL2)

XA1

Мережа ~220 B

KМОД

X11

12 3 4

X20 X21

Н1

Рис. 7. Лабораторна установка

2.1.9. Увімкнути QF1. Довести напругу до номінальної і

пересвідчитись у реакції схеми на чергування фаз.

2.1.10. Змінюючи напругу у межах заданих порогів і поза

ними, визначити технічні характеристики U

max

, U

min

та Т

min

2.1.11. Перемикаючи S2, ввести

вольтододаткову напругу

ΔU

, яка утворить амплітудний перекіс фаз, в межах (чи поза

межами) заданого перекосу. Пересвідчитись у відпрацьовуванні реле

функції захисту від перекосу.

2.1.12. Пересвідчитись у відповідності (чи невідповідності)

знятих експериментально (п. 2.1.10 та п. 2.1.11) технічних характе-

ристик паспортним. Розібрати схему кола навантаження.

2.1.13. Зібрати схему кола навантаження, керованого реле

перемиканням фаз ПЕФ-301 через проміжні контактори К1...К3, для

дослідження названого реле.

2.1.14. Задати поріг спрацювання реле за максимальною

напругою U

max

, мінімальною напругою U

min

, а також час автома-

тичного увімкнення навантаження після повного його вимкнення і

відновлення параметрів напруги хоча би на одній фазі, а також час

первинного увімкнення навантаження при подаванні напруги на

реле – Т

вкл

2.1.15. Увімкнути вимикач QF1 і, змінюючи напругу за

допомогою регулятора Т1 і вводячи в лінію

вольтододаткову

напругу ΔU

, пересвідчитись у виконанні апаратом заданих функцій,

а також у відповідності (чи невідповідності) останніх паспортним.

2.2. Методичні вказівки

До п. 2.1.1. Лабораторна установка складається з двох основ-

них частин: конструктивного модуля КМОД та індукційного регуля-

тора напруги Т1.

Конструктивний модуль є плитою, на якій змонтовано досліджу-

вані реле РН-111 – відповідно KV1, РНПП-311 – KV2 та ПЕФ-301 –

KV3. Крім цього, на КМОД винесено вольтододатковий трансфор-

матор Т2 з двома відгалуженнями по 12,6 В за первинної напруги

220 В; три однополюсні контактори К1, К2 і К3; сигнальну лампочку

Н1, як симулятор навантаження; автоматичний вимикач QF1;

перемикачі S1 для вимірювання фазних напруг ліній L1, L2, L3 та L3

(відповідно поз. 1, 2, 3 та 4), S2 для введення в лінію L3

додаткової

напруги (поз. 2, 3) чи обриву фази (поз. 4), та S3 для зміни фази

доданої в лінію L3

напруги на протилежну. На КМОД винесено

також відповідні затискачі N, L1, L2, L3 та Х1...Х21.

Індукційний регулятор напруги організовано на базі індук-

ційного фазорегулятора (рис. 8, а) як автотрансформатор з поворот-

ним ротором (рис. 8, б).

а б

Рис. 8. Індукційний фазорегулятор (а) та індукційний регулятор напруги (б)

Причому з міркувань доцільності, з урахуванням конкретних

умов, за первинну взято обмотку ротора.

На підставі рис. 8, б записуємо

сфрфрегф

UUU

&&&

+= , (1)

де

регф

– вихідна фазна напруга регулятора;

3UUU

млмфрф

&&&

== – фазна напруга, прикладена до

обмотки ротора;

сф

– фазна напруга, яка наводиться в обмотці статора

трансформацією;

мл

– лінійна напруга мережі.

Векторна діаграма напруг наведена на рис. 9.

Рис. 9. Векторна діаграма напруг

У скалярній формі

ΘcosUUUUU

сфрф

сф

рфрегф

++= , (2)

де Θ – кут між осями фазних обмоток статора і ротора.

Прийнявши коефіцієнт трансформації

рфсфт

UUk

, (3)

одержимо

.cosk2k1UU

трфрегф

Θ++= (4)

Звідси

(

)

трф

min

регф

k1UU −= ,

(

)

трф

max

регф

k1UU += . (5)

Очевидно, лінійна регульована напруга

регфрегл

U3U = . (6)

У лабораторній установці використано фазорегулятор типу

ФР-41У4, в якого k

=0,84, тоді при напрузі мережі U

мл

=220 В

отримуємо 0,234U

max

регф

= В, 0,20U

min

регф

= В; 0,405U

max

регл

= В,

0,35U

min

регл

В.

До п. 2.1.6. Результати експериментальних досліджень звести

у табл. 4.

Таблиця 4

Результати експериментальних досліджень

№

з/п

Технічні характеристики реле РН-111 Паспорт

Експе-

римент

1 Фіксований час спрацювання за U

max

, с 0,1

2 Фіксована затримка вимкнення за U

min

, с 12

3 Фіксований час спрацювання при пониженні

напруги більше ніж на 30 В від наставки за U

min

,с

0,1

4 Точність визначення порогу спрацювання

за напругою, В

до 3

5 Гістерезис (коефіцієнт повернення за напругою),

не менше ніж, В

5÷6

До п. 2.1.9. Якщо чергування фаз узгоджене з реле, то

почергове миготіння індикаторів відсутнє і схема готова до реакції

на вихід напруги за пороги та перекіс. У такому разі поміняти

чергування фаз і звернути увагу на відсутність вмикання наванта-

ження і почергове миготіння індикаторів.

До п. 2.1.10. Результати експериментальних досліджень звести

в табл. 5.

До п. 2.1.11. Перекіс фаз розраховують як різницю між

меншим і більшим значеннями лінійних напруг у відсотках від

більшого.

Таблиця 5

Результати експериментальних досліджень

№

з/п

Технічні характеристики РНПП-301 Паспорт

Експе-

римент

Фіксований час спрацювання за U

max

, с 0,1

Фіксований час спрацювання при

пониженні напруги більше ніж на 30 В від

наставки за U

min

, с 0,1

Час автоматичного повторного вмикання

після відновлення параметрів напруги, В 10

Точність визначення порогу спрацювання

за напругою U, В до 3

5 Точність часу спрацювання за напругою

min

, В

–

До п. 2.1.15. Результати експерименту звести в табл. 6.

Таблиця 6

Результати експерименту

№

з/п

Технічні характеристики ПЕФ-301 Паспорт

Експе-

римент

1 Фіксована затримка вмикання при наявності

тільки однієї фази, с 5

2 Фіксована затримка вимикання (за останньою

фазою) за U

min

, с 12

3 Час перемикання на резервні фази, с 0,1

4 Час повертання на пріоритетну фазу

(гістерезис за часом), с

5 Гістерезис (коеф. повернення) за напругою, В 5÷7

6 Точність визначення порогу спрацювання, В 3

Список літератури

1. Электрические и электронные аппараты: Учеб. для вузов /

Под ред. Ю.К. Розанова. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Информ-

электро, 2001. – 420 с.

2. Реле напряжения РН-111. Паспорт. – Одесса, 2004.

3. Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз

РНПП-301. Паспорт. – Одесса, 2004.

4. Универсальный автоматический электронный переключа-

тель фаз ПЭФ-301. Паспорт. – Одесса, 2004.

ДОСЛІДЖЕННЯ

УНІВЕРСАЛЬНИХ БЛОКІВ ЗАХИСТУ

АСИНХРОННИХ ДВИГУНІВ

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 3

Мета роботи – вивчення будови, принципу дії, організація

дослідної схеми, перевірка працездатності, дослідження та визна-

чення експлуатаційних характеристик і показників універсальних

блоків захисту асинхронних електродвигунів.

1. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

1.1. Вступ

1.1.1. Правильний вибір та налагоджування захисту асинхрон-

них машин дають змогу істотно подовжити їхній ресурс і забез-

печити надійну та безаварійну роботу самої машини і технічних

засобів, в складі яких її використовують. Як правило, вартість систе-

ми захисту та її експлуатації значно менша від вартості машини, яку

вона захищає, та розміру збитків від простоювання обладнання, в

якому вона працює.

1.1.2. Аналіз аварійних режимів асинхронних двигунів (АД) з

короткозамкненим ротором дає змогу виділити такі типи аварій, що

часто стаються на практиці:

1) коротке замикання (КЗ) на затискачах двигуна або в його

статорній обмотці;

2) обрив фази статорної обмотки двигуна (часто трапляється у

разі захисту двигунів запобіжниками);

3) загальмування ротора під час пуску двигуна (особливо

часто зустрічається під час прямого пуску двигуна за рахунок

зниження напруги мережі);

4) технологічні перевантаження, що виникають при накиді

навантаження під час функціонування двигуна;

5) порушення охолодження, спричинене несправністю систе-

ми примусової вентиляції двигуна;

6) зниження опору ізоляції внаслідок старіння ізоляції через

циклічні температурні перевантаження тощо.

Аварійні режими в колі асинхронного двигуна можуть спричи-

няти або короткочасне підвищення струму в десятки разів порівняно з

номінальним (КЗ у колі), або тривале протікання струму переванта-

ження, який у 5–8 разів перевищує номінальне значення струму.

1.1.3. Для захисту електричних кіл широко застосовують

автоматичні вимикачі з максимальним та тепловим розчеплювачем

струму, реле струму, теплові реле, запобіжники, мікропроцесорні

апарати захисту тощо. Аварійні режими вимагають вибору захисту,

який є найефективнішим при тій чи іншій аварії. Так, при обриві

фази АД найефективнішим є мінімальний струмовий захист і темпе-

ратурний захист у формі безпосереднього контролю температури АД.

Менш ефективний – тепловий захист (теплові реле). Для загальмо-

ваного ротора доволі ефективні максимальні реле струму і темпера-

турний захист. Менш ефективний тепловий захист. У разі техноло-

гічного перевантаження кращі результати дає температурний захист.

Ефективні також теплові реле. У разі порушення охолодження двигуна

тільки температурний захист може захистити двигун. Зниження опору

ізоляції статорної обмотки двигуна може спровокувати як переванта-

ження в колі, так і КЗ. Для захисту під час такої аварії застосовують

спеціальні пристрої контролю рівня ізоляції обмотки двигуна.

Правильний і раціональний вибір пускозахисних апаратів є ос-

новним у розробленні схем керування й захисту. Різноманітність схем

захисту як за потужністю, так і за ступенем відповідальності, надій-

ності, економічності змушує мати справу з такою самою різноманіт-

ністю виконавчих елементів, правильний вибір яких багато в чому

визначає техніко-економічні показники об’єкта керування та захисту