книги / Надежность дизель-электрических агрегатов и их систем автоматизации
..pdfприборов постоянного контроля изоляции. Вес прибора ПКИ 4,5 кг.
Прибор ПКИ |(.рис. 37) подключают на фазное на пряжение контролируемой электроустановки. Корпус прибора заземляют рабочим заземлителем. Сопротивле ние растеканию этого заземлителя может быть сравни тельно большим ;(700—1000 ом). От выпрямителя В по стоянный ток через обмотку реле Р и килоомметр KQ поступает на все токоведущие части электроустановки. При исправной изоляции величина юка, проходящего через реле Р, недостаточна для его срабатывания. ,
Если изоляция окажется поврежденной или к токо ведущей части установки прикоснется человек, то появ ляется утечка тока. При этом ток, протекающий через реле \Р, увеличится, а при значении тока, соответствую щем критическому (опасному) состоянию изоляции, сра ботает реле, замыкая контакт, находящийся в цепи пи тания сигнальной лампы ЛС. После устранения повреж дения и восстановления Изоляции до 350 ком аварийный сигнал отключается. Время срабатывания прибора от момента снижения сопротивления изоляции до момента замыкания контактов исполнительного реле не превы шает 0,1 сек. , I
Прибор ПКИ позволяет также компенсировать ем кость кабельной сети электроустановки, которая может
ill
при больших протяженностях значительно увеличивать ток утечки на землю. Это увеличение даже при хорошей изоляции может сделать установку опасной для персо
нала.
Прибор М-143 также позволяет наблюдать за состоя нием изоляции -электроустановки относительно земли по шкале прибора в течение всего времени работы уста новки, но устройств для компенсации емкости и подачи
40-
Рис. 38. Принципиальная элект рическая схема прибора М-143
сигнала не имеет. Прибор М-143 (рис. 38) подключают непосредственно к фазам источника электропитания. Переменный ток проходит через германиевый диод Д и заряжает конденсатор С. ,
При 'конечном 'значении сопротивления изоляции электроустановки относительно земли конденсатор раз ряжается через добавочное сопротивление R d, прибор MQ, зажим 3, «земля», сопротивление изоляции установ ки {относительно земли R, сеть, {зажим )2. Величина по стоянного тока через измерительную цепь будет пропор циональна общему сопротивлению изоляции установки относительно ‘земли. При идеальной изоляции стрелка прибора [отклоняться (не будет.
Прибор М-143 выполнен в виде малогабаритного щитового прибора, устойчивого к длительному воздейст вию тряски и вибрации. Исполнение корпуса герметич ное. Вес прибора 0,7 кг. Общие виды приборов ПКИ и М-143 приведены на рис. ,39 и 40.
После получения сигнала о снижении сопротивления изоляции ниже установленного уровня путем 'кратко временного [последовательного отключения отходящих от [электроагрегата магистральных линий обнаруживают неисправный элемент установки и отключают его от пи тающей сети.
112
в дополнение к приборам постоянного контроля изоля ции необходимо использовать автоматические защитные отключающие устройства, установив их на вводе в по требитель электроэнергии. Отключением не всей уста новки в целом, \а только неисправного потребителя до стигают селективности действия защиты.
Установка защитного отключающего устройства на вводе в потребитель обеспечивает безопасность персона ла, обслуживающего как электро агрегат, так и потребители. Это объясняется тем, что отключение неисправного потребителя, на кор пус которого произошло замыкание второй фазы, ликвидирует опасный режим— двойное замыкание. Иног да снабжать каждый потребитель электроэнергии защитным отключа ющим устройством нецелесообраз но. В таких случаях защитное от ключающее устройство устанавли вают на группу потребителей (на
пример, электрифицированные инструменты). Защитное отключающее устройство состоит из ком
мутирующего аппарата ((магнитного пускателя, контак тора или автоматического выключателя с элементом дистанционного отключения) и импульсного реле безо пасности персонала (РБП), .общий вид и принципиаль ная схема которого приведены на рис. 41 (и 42, Пара
метры реле безопасности персонала |
применительно к |
|
двум родам тока следующие: |
|
|
П ерем ош ы П |
П остоянны й |
|
|
т о к |
то к |
Напряжение срабатывания в о ............................. |
24 |
50 |
Ток срабатывания в м а ....................................... |
3—4 |
6—7 |
Время срабатывания в с е к ................................... |
0,05 |
0,07 |
Номинальное напряжение электроустановки, |
220—400 |
115—230 |
в которой использовано РПБ, в о .................. |
Реле работает на постоянном токе. В ! электроуста новках переменного тока его обмотка получает питание через выпрямитель, собранный на кремниевых диодах по однофазной мостовой схеме. Выпрямитель подклю чен между корпусом электроустановки и заземлением, которое должно иметь сопротивление не более 2 ком. Сопротивление обмотки реле 7,5 ком. Реле имеет две
115
пары контактов: замыкающие (1—3) и размыкающие (2— 3). Зажимы 4 и 5 предназначены 'для включения обмотки реле в цепь питания.
Схема включения РБП с магнитным пускателем по казана на рис. 43, а. Если в качестве коммутирующего аппарата применен автоматический выключатель
Рис. 43. Схемы включения реле РБП:
а — с м а г н и т н ы м п у с к а т е л е м ; б — с а в т о м а т и ч е с к и м в ы к л ю ч а т е л е м
(рис. 43,6), то при .появлении опасного напряжения прикосновения РБП срабатывает и замыкает цепь пита ния 'встроенного в автомат независимого отключающего электромагнитного элемента. Орган оперативной 'комму тации автомата срабатывает и отключает неисправный потребитель от сети.
При эксплуатации электроустановок с глухо зазем ленной нейтралью сопротивление заземляющего устрой ства не должно превышать 10 ом, а при мощности элек
116
троагрегата (параллельно работающих электроагрега тов) более 100 ква — 4 ом.
Наиболее эффективной ’мерой 'защиты в электроуста новках с заземленной нейтралью является оснащение всех потребителей автоматическими защитными отклю чающими устройствами. Так как принцип 'действия та кого устройства не зависит от режима нейтрали и коли чества фаз, а определяется только величиной напряже ния прикосновения, то установкой защитного отключаю щего устройства на 'потребители (или группы потреби телей) достигают безопасности обслуживания при пита нии потребителей как от автономных источников элек тропитания, так и от стационарных промышленных сетей
слюбым режимом нейтрали.
§j8. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ
ЭЛЕКТРОАГРЕГАТОВ
Общие сведения. Систему автоматизации дизельэлектрических ’агрегатов выполняют в основном в соот ветствии с типовой технологической схемой, разработан ной ЦНИДИ, позволяющей создавать электроагрегаты любой из трех степеней автоматизации в соответствии с ГОСТом 10032—62. Электрические схемы систем 'авто матизации предусматривают автоматическое выполнение всех технологических операций в заданной последова тельности К приведение реле и 'рабочих органов меха низмов в исходное положение после осуществления ими заданной программы. Они позволяют удобно и надежно управлять электроагрегатом и его системой автоматиза ции 'как со щита управления, так и с дистанционного пульта.
Система должна быть максимально простой и обес печивать удобство в эксплуатации. При разработке схем таких систем автоматизации необходимо обеспечить прохождение управляющих и 'операционных импульсов к исполнительным элементам кратчайшим путем. Аппа раты и механизмы системы автоматизации при нормаль ном режиме работы электроагрегата не должны, как правило, находиться [под напряжением. 'Лишь в отдель ных случаях допустимо включение некоторых элементов (например, реле контроля напряжения) на длительное время под напряжение. В системах автоматизации элек троагрегатов, как правило, следует использовать наибо
117
лее надежные и освоенные промышленностью устройст ва и аппараты.
В основу систем автоматизации электроагрегатов должна быть положена наиболее рациональная техноло гическая последовательность операций, отвечающая тре бованиям правильного управления, контроля и обслу живания электроагрегатов и обеспечивающая простоту и надежность их работы. Схемы систем (автоматизации следует строить в основном по блочному принципу и ис ходить из обязательного применения унифицированных средств.
В системах необходимо предусматривать возмож ность быстрого отыскания неисправностей, а также удоб ной и быстрой наладки с учетом специфики работы электроагрегатов на различных 'объектах.
Следует отметить, что системы автоматизации со временных электроагрегатов, серийно выпускаемых за водами электротехнической промышленности, не полно стью унифицированы, а в некоторых случаях существен но (отличаются друг от друга. Все это значительно за трудняет их эксплуатацию и дальнейшее совершенство вание.
Автоматический пуск электроагрегата и включение нагрузки. В дизель-электрических агрегатах типовой схемой автоматизации предусмотрено три (вида пуска: автоматический, полуавтоматический и ручной. Автома тический пуск агрегата осуществляется по 'сигналу (им пульсу), получаемому от системы автоматизации друго го электроагрегата, оказавшегося В состоянии перегруз ки, от датчиков .температуры воды и масла в системах самого дизеля (при пуске на самопрогрев) и от реле контроля напряжения на шинах (при работе в качестве резервного электроагрегата).
Полуавтоматический пуск 'электроагрегата происхо дит по сигналу, поданному дежурным персоналом с ди станционного пульта или со щита автоматического уп равления. Сигнал подают обычно нажатием кнопки «Пуск». При этом после получения сигнала система ав томатизации электроагрегата автоматически осуществ ляет полный пусковой цикл так же, 'как и в случаях получения этого .'сигнала от элементов системы автома тизации.
Ручной пуск осуществляют включением стартера (с
118
местного |
поста управления) в цепь источника электро |
||
питания |
(стартерных |
аккумуляторных батарей), а в |
|
случаях |
пуска при помощи сжатого |
воздуха —включе |
|
нием под оперативное |
напряжение |
соленоидов разре |
|
шающих |
пусковых автоматических клапанов, преграж |
дающих путь сжатому воздуху из пусковых баллонов в цилиндры дизеля.;
Электрическая схема пуска агрегата зависит от вида пуска дизеля. Как известно, в электроагрегатах мощно
стью до 200 кет применяют, как |
правило, стартерный |
|
пуск дизеля, |
в электроагрегатах |
мощностью свыше |
200 кет — воздушный. |
|
|
Программа |
автоматического пуска электроагрегатов |
при помощи стартера предусматривает: включение стартера;
отключение системы пуска после достижения дизе лем пусковых оборотов;
подключение нагрузки; осуществление трех-четырех повторных попыток пу
ска, если первые оказались неудачными; подачу сигнала на пуск следующего агрегата, если
все попытки пуска оказались безуспешными; подачу сигнала на диспетчерский пункт о состоянии
электроагрегата.
Кроме того, в зависимости от типа дизеля, его мощ ности и конструктивных особенностей 1программа авто матического пуска электроагрегата может предусмат ривать:
подачу электропитания свечам накаливания камер сгорания цилиндров (в дизелях 48,5/11, 410,5/13 и К150 с вихрекамерным смесеобразованием);
предварительную (предпусковую) прокачку масла (в дизелях мощностью свыше 60 л. с.);
выполнение других необходимых операций (открытие жалюзи, 'впускных и выхлопных каналов (дизеля, прогрев
дизеля на пониженных оборотах и т. п.).
Стартер включают при каждой попытке пуска на 5— 10 сек. Продолжительность паузы составляет 6—10 сек. Это время выбирают из необходимости обеспечения на дежного пуска дизеля и нормальных условий эксплуа тации аккумуляторных батарей. Как правило, Система автоматизации в некоторых пределах допускает регули ровку величины времени попытки пуска и паузы. Для
119
Надежного пуска элёктроагрёгата предусматривают три или даже четыре повторные попытки пуска. Система пу ска отключается от импульса реле скорости вращения при достижении дизелем скорости вращения, равной
300—500 об/мин.
Нагрузка к зажимам электроагрегата подключается автоматически при достижении номинальной скорости вращения и минимально необходимой температуры мас ла (или охлаждающей .жидкости). Обычно для этой це ли температура масла должна составлять j+ (354-45)° С, а 1воды + (604-70) ° С. В некоторых системах автомати зации перед включением нагрузки предусмотрен конт роль за давлением в системе смазки и небольшая вы держка времени (4—6 сек), необходимая 'для «успокое ния» регулятора скорости вращения и прекращения пе реходного процесса.
В дизелях некоторых типов (например, 1Д-12) 'вы ход на номинальную скорость вращения осуществляет ся несколькими ступенями в зависимости от температу ры масла. В двигателях малой мощности таких ограни чений, как правило, нет и дизель сразу после пуска «набирает» номинальную скорость вращения. Однако включение нагрузки в этом случае происходит Дишь по достижении необходимой температуры .масла. Все эти меры необходимы для обеспечения надежной работы электроагрегата в начальный период после пуска, j
Системы автоматизации серийно выпускаемых элек троагрегатов подробно описаны в ряде работ [5, 7]. 'В ка честве примера рассмотрим порядок пуска нового авто матизированного дизель-электрического агрегата АДА-200 (АСДА-200) мощностью 200 кет, выпускаемо го Дурским заводом передвижных злектроагрегатов на базе дизеля 1Д-12 мощностью 300 л. с. и генератора ГСФ-200 мощностью 250 ква.
При получении импульса на hycK система автомати зации электроагрегата включает в работу: |
маслозакачивающий насос для предварительного прокачивания масла;
электродвигатель регулирования скорости вращения для вывода рейки топливного насоса в положение пода чи Топлива, соответствующее J1100— 1200 об/мин колен чатого вала дизеля;
блок Ьремени для отсчета времени прокачки масла.
120