Аппараты управления, регулирования и автоматики

Основные парамаетра АВН.

Важнейшим параметром всех АВН является номиналь­ное напряжение. Под номинальным напряжением аппарата понимается номинальное линейное напряжение трехфазной системы, в которой аппарат должен работать. К АВН отно­сятся аппараты с номинальным напряжением 3 кВ и выше. Номинальные напряжения АВН переменного тока опреде­лены ГОСТ 1516.1-76.

Для компенсации падения напряжения в сети и в обмотках источников энергии напряжение на зажимах источников поддерживается несколько выше номинального. В связи с этим вводится наибольшее рабочее напряжение U_Н.Раб при котором аппарат может работать сколь угодно длительно. Это напряжение на 5—20 % выше номинального.

Номинальное напряжение определяет электрическую изоляцию аппарата.

В связи с тем что при работе электроустановок возникают коммутационные и атмосферные перенапряжения, изоляция аппарата подвергается большим нагрузкам. Ее прочность регламентируется испытательным напряжением промышленной частоты и импульсным испытательным напряжением (ГОСТ 1516.1-76). Эти напряжения не должны приводить к пробою внутренней и внешней изоляции АВН.

Для АВН, которые в процессе эксплуатации обтекаются током нагрузки, важным параметром является номинальный ток. Согласно ГОСТ 687-78 устанавливаются следующие номинальные токи: 200, 400, 630, 800, 1000, 1250, 1600,1 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000, 10000, 12500, 16 000, 20 000, 25 000, 31 500 А.

Требования по нагреву АВН изложены в ГОСТ 8024-69.

При КЗ АВН обтекаются током КЗ, который в 10— 20 раз больше номинального. При этом токоведущая часть аппарата подвергается большим тепловым и механическим нагрузкам. Для характеристики АВН при больших токах вводятся понятия — термическая и электродинамическая стойкости.

Термическая стойкость выражается либо током в килоамперах, либо кратностью n_t = I_t/I_ном.. Эта стойкость от­носится к определенному времени t (1—5 с).

Электродинамическая стойкость определяется ударным током, который аппарат может выдержать без повреждений, препятствующих его нормальной работе. Электродинамическая стойкость может выражаться либо амплитудой ударного тока, кА, i_уд=k_уд/√2∙I_K, либо кратностью этого тока относительно номинального значения n_Д=I_уд/I_ном√2

В аппаратах, имеющих разъемные контакты, вводится понятие стойкости при сквозных токах КЗ. Это токи электродинамической и термической стойкости, которые может выдержать без повреждений аппарат при номинальных нажатиях в разъемных контактах (полное включенное положение аппарата).

Автоматические электромагнитные выключатели (автоматы). Этот вид ЭА находит ос­новное применение в системах распределения электроэнергии. Автоматы предназначены для включения и выключения цепей постоянного и переменного тока на напряжения до 1000 В и автоматической защиты цепей от коротких замыкании и токов перегрузки.

Широкое практическое применение автома­тических выключателей началось в 20-х годах, когда электроэнергию стали интенсивно исполь­зовать в промышленном производстве. Первые отечественные автоматы начали разрабатывать в 1923 г. Б.Ф. Вашур, Д.Л. Ступель и К.Н. Петров.

В 30-х годах была разработана серия отечест­венных универсальных автоматических выклю­чателей типов А2000—А2050 на токи от 200 до 1500 А.

Для защиты ртутных выпрямителей и генера­торов постоянного тока А.И. Голубевым в 1936г. была разработана оригинальная конструкция быстродействующего автомата типа ВАБ-2. В дальнейшем конструктивные решения А.И. Голубева были положены в основу серии быстродействующих выключателей, освоенной заводом «Уралэлектроаппарат». Основным направлением развития автоматов являлось со­вершенствование их защитных устройств, обес­печивающих срабатывание при заданных вре­менных параметрах. В настоящее время в авто­матах широко используются достижения совре менной электроники, в частности микропроцес­сорная техника.

Контакторы. Для автоматизации электро­привода и управления распределением энергии по разным потребителям широко используются контакторы, которые являются одним из наибо­лее распространенных видов ЗА. Контакторы существенно отличаются от автоматов большим числом срабатываний за период эксплуатации, что обусловливает высокие требования к меха­нической и электрической стойкости их контакт­ной системы.

Первые контакторы начали выпускаться фирмами АЕГ и «Вестингауз» в начале XX века. Отечественная промышленность наладила се­рийный выпуск контакторов в 30-х годах (серии КП-900 и КТ), В послевоенный период на Чебок­сарском электроаппаратном заводе были освое­ны серии К11-500 постоянного тока и КТП-500 переменного тока на токи от 50 до 100 А. Эти се­рии контакторов отличались высокими технико-экономическими характеристиками, в частно­сти, их механическая износостойкость была до­ведена до 20 млн включений за счет уменьшения вибраций контактов, сокращения времени горе­ния дуги, улучшения магнитной системы и кинематики подвижных частей. Общий вид контактора серии КП-500 приведен на рис. 6.13.

Совершенствование контакторов происходи­ло в направлении уменьшения их габаритов, по­вышения быстродействия и увеличения срока службы. Для повышения электрической износо­стойкости контактов были проведены работы по ограничению дугообразования в контакторе.

Рис. 6.13. Контактор типа КП-500 на ток 300 А

Один из способов реализации этого направления связан с синхронизацией процессов перехода то­ка через нуль и началом размыкания контактов, Подобные работы для выключателей высокого напряжения проводились в 50-х годах Г.И. Ата бековым и Г.В. Буткевичсм.

Теоретические основы физических явлений, связанных с восстановлением электрической прочности между контактами, успешно развива­лись И.С. Таевым, который внес большой вклад в развитие отечественных контакторов.

Развитие силовой полупроводниковой тех­ники создало новую возможность для реализа­ции методов ограничения дугообразования за счет интеграции силовых диодов и тиристо ров с электромеханическими контактами. Пер­вые образцы подобных отечественных аппара­тов были разработаны в 60-х годах Г.В. Могилевским, А.Г. Сосковым и другими специалистами. Такие аппараты позволили существенно ограни­чить процесс дугообразования и улучшить тех­нико-экономические показатели контакторов. Поскольку такие контакторы объединяют элек­тромеханические и силовые полупроводнико­вые ключи, они получили название гибридных контакторов.

Дата добавления: 2014-12-25