Кафедра електромеханічного обладнання енергоємних виробництв / л/р 3 Исследование рудничного взрывобезопасного электромагнитного пускателя ПВИ-63

Лабораторная работа №3

Исследование рудничного взрывобезопасного электромагнитного пускателя ПВИ-63

Цель работы - изучить принципиальные схемные и конструктивные особенности и исследовать пускозащитные свойства электромагнитного взрывобезопасного пускателя ПВИ-63.

Общие сведения

Назначение и область применения.

Пускатель электромагнитный взрывобезопасный ПВИ с искробезопасной схемой дистанционного управления предназначен для работы в трех­фазных сетях переменного тока с изолированной нейтралью напряжением 380/660 В в угольных и сланцевых шахтах, в которых существует опасность появления газа метана и угольной пыли.

Для установки и эксплуатации пускателя необходимы следующие условия:

а/ температура окружающего воздуха - oт -6 °С до +36 °0;

б/ относительная влажность окружающей среды - до 98-100% при температуре 35 °С;

в/ содержание угольной пыли в окружающей атмосфере - до 1200 мг/м³;

г/ отсутствие резких толчков, ударов и сильной тряски

д/ высота над уровнем моря - не более 1000 м;

e/ нормальное рабочее положение пускателя с салазками на горизон­тальной площадке, допускается наклон площадки до 30° в любом направ­лении.

Пускатель нормально работает при колебаниях напряжения в электри­ческой сети от 85 до 110% номинального.

Техническая характеристика пускателя.

Номинальное напряжение сети 380/660 В /-I5 +10%/; сила номиналь­ного тока аппарата 63 А; уставка срабатывания БРУ 18 кОм /380 В/, 30 кОм /660 В/; диапазон регулирования уставок срабатывания максималь­ной токовой защиты УВД от 2 1_ном до 6 I_ном .

Пускатель обеспечивает надежную работу в продолжительном, прерывисто-продолжительном, кратковременном и повторно-кратковременном ре­жимах.

В повторно-кратковременном режиме нормальных коммутаций пускатель допускает работу в категориях А₃ и А₄ с частотой не выше 1200 циклов включений /отключений в час при относительной продолжительности вклю­чений не более 40%, При этом максимальная длительная мощность электро­двигателя в категории А₃ не должна превышать 32 кВт при напряжении 380 В и 50 кВт при 660 В.

Категория А₃- категория применения, предусматривающая пуск асин­хронных двигателей с короткозамкнутым ротором с шестикратным пусковым током и их отключение при номинальном токе.

Категория А₄ - категория применения, предусматривающая пуск асин­хронных двигателей с короткозамкнутым ротором, отключение неподвижных и медленно вращающихся электродвигателей, а также их реверсирование.

Коммутационная износоустойчивость главных контактов контактора составляет не менее 10 циклов включений /отключений при работе в пов­торно-кратковременном режиме в категории применения А₄.

Механическая износоустойчивость пускателя составляет не менее 2,5*I0⁶ циклов включения /отключений; разъединителя - не менее 5300 циклов.

Вводные и выводные устройства силовых цепей допускают подсоедине­ние и взрывобезопасное уплотнение как гибкого кабеля, так и брониро­ванного о сухой разделкой или заливкой кабельной массой мест разделки.

Принцип работы пускателя.

Возможности электрической схемы пускателя

Электрическая схема пускателя /рис.3.1/ обеспечивает следующие виды защиты электрических блокировок, сигнализации и проверок:

от токов короткого замыкания отходящих от пускателя силовых це­пей и сигнализацию о срабатывании защиты /сигнальная лампа с красным светофильтром/;

от потери управляемости при обрыве или замыкании проводов дистан­ционного управления между собой и с заземляющей жилой;

от обрыва или увеличения сопротивления цепи заземления свыше 100 Ом на отключение;

нулевую защиту;

от самовключения пускателя при повышении напряжения в питающей пускатель электрической сети до 150% номинального;

электрическую блокировку, препятствующую включению пускателя при снижении сопротивления изоляции в отходящем участке сети ниже З0 кОм для сетей с напряжениям свыше 380 В и 18 кОм - для сетей с напряжением до 380 В, и сигнализацию о срабатывании блокировки;

взаимную электрическую блокировку последовательности включения пускателя;

проверку исправности электрической блокировки от утечки и макси­мальной токовой защиты;

проверку исправности схемы управления и цепи катушки контактора.

Электрическая схема обеспечивает следующие виды управления:

а/ дистанционное - с помощью кнопочных постов управления, встро­енных в рабочие машины или установленных отдельно;

б/ дистанционное автоматическое - от замыкающего вспомогательно­го контакта другого пускателя или датчика;

в/ местное отключение с помощью встроенной в пускатель кнопки "Стоп".

Силовая цепь пускателя включает в себя цепи вводной /сетевой/ и выводной /моторной/ камер, блокировочный разъединитель QS , первич­ные обмотки трансформаторов тока TAI, ТА2, универсальной максимальной токовой защиты /УМЗ/, главные контакты контактора К, зажимы A11, B11, С11 для присоединения кабеля, отходящего к токоприемнику.

Схема управления пускателем трехпроводная с, использованием в ка­честве третьего провода заземляющей жилы.

Дистанционное .управление по общему силовому кабелю

При нажатии на кнопку "Пуск", установленную на рабочем механизме, один полупериод переменного тока проходит по цепи: "Вывод трансформа­тора 14 - размыкающий контакт ЕРУ /КАЗ/ - кнопка SB3 - зажим I в от­делении контрольных выводов - жила управления силового, кабеля - кноп­ки "Пуск" - диод VJD - заземляющая кила силового кабеля - перемычка на проходных зажимах 0-3 в пускателе - проходной зажим 3-вывод 1У трансформатора Т4". Второй полупериод проходит через обмотку реле КЬ Через реле проходит однополупериодный выпрямленный ток, оно срабаты­вает и своим контактом КР замыкает цепь катушка контактора К. При от­пускании кнопки "Пуск" цепь остается замкнутой через вспомогательный замыкающий контакт контактора К4 и резистор R_ш. При нажатии на кноп­ку "Стоп" диод VD в кнопочном посту выключается из схемы, через реле ;KР протекает переменный ток, оно отключается, размыкая цепь катушки контактора.

Применение промежуточного реле

Использование в качестве промежуточного рале КР электромагнитно­го реле постоянного тока и включение в цепь дистанционного управления, обеспечивает защиту от потери управляемости при замыканиях между жи­лами управления кабеля. В этом случае через реле КР проходит перемен­ный ток, на который оно не реагирует, и размыкает свой контакт в цепи катушки контактора К.

Целостность заземляющей жилы кабеля контролируется за счет исполь­зования в цепях управления заземляющей килы и соответствующего выбора параметров схемы дистанционного управления.

Блокировочное реле утечки ДРУ предназначено для контроля сопро­тивления изоляции относительно земли отключенного пускателем участка сети и блокировки выключенного пускателя, если сопротивление изоляции этого участка снизилось ниже допустимого.

Схема БРУ состоит из выпрямляющего моста UZ3, подключенного ко вторичной обмотке /У - УП/ трансформатора Т4, перемычек SX3 реле БРУ и проверочных резисторов R9 и R10.

При cнижении сопротивления изоляции ниже уставки БРУ через высо­кочувствительное реле КР при включенном разъединителе проходит вы­прямленный ток, достаточный для его срабатывания по цепи "вывод транс­форматора Т4 /У - при напряжении свыше 380 В, У1 - при напряжении до 380 В/ - перемычка SX3 - выпрямляющий мост UZ3 - обмотка реле KR -размыкающий контакт рале времени KT2- кнопка SB1 - сопротивление изоляции относительно земли - земля - выпрямляющий мост UZ3- вывод Y трансформатора Т4". Реле KR своим контактом разрывает цепь питания промежуточного реле КР и замыкает цепь сигнальной дампы HL3 с белым светофильтром.

Работа схемы контролируется замыканием цепи БРУ /KR/ кнопкой SB1 "Проверка БРУ" через, резистор R9 или R 10. Реле времени состоит из реле КТ, конденсатора 01, резистора R8 и диода VD1. Схема предотвра­щает ложные срабатывания защита от утечек БРУ при повторных включениях от ЭДС отключенного вращающегося электродвигателя.

При включении контактора его вспомогательный контакт К2 включает рале времени КТ, которое замыкает свой контакт KT1 в цепи, шунтирующей промежуточное реле КР, и размыкает свой контакт КТ2 в цепи реле БРУ. При отключении контактора прекращается питание реле временя КТ, но его якорь остается в притянутом состоянии за счет протекания через обмотку реле тока разряда конденсатора С1 через резистор R8. По ис­течении 2-3 с /время разряда конденсатора/, когда ЭДС электродвигателя практически снижается до нуля, размыкающий контакт КТ2 замыкается и включает в работу цепь БРУ, а замыкающий контакт КТ1 разрывая цепь, шунтирующую промежуточное реле КР.

Схема УМЗ обеспечивает отключение пускателем отходящей oт него электрической сети и нормальную эксплуатацию присоединенных к ней электродвигателей в случае возникновения в любой точке сети трехфаз­ного или двухфазного короткого замыкания.

Схема состоит из двух одинаковых цепей, включающих трансформато­ры TAI, ТА2, проверочные резисторы R4, R6, тумблеры SB 4 /5/, пере­менные резисторы RЗ и R5, выпрямительные мосты UZ1-UZ2. и исполни­тельные реле KAI/2/, воздействующие на один исполнительный механизм о размыкающимся контактом КА в цепи катушки контактора К.

При возникновении короткого замыкания ток вторичной обмотки трансформаторов тока TAI, создает на резисторах напряжение, которое выпрямляется и поступает на исполнительное реле КА. Реле срабатывает, размыкает свой контакт КА в цепи катушки контактора и замыкает свой второй контакт КА в цепи сигнальной лампы HL2. Исполнительное реле КА подключено в схеме как реле напряжения. Ток в обмотке реле изменя­ется по экспоненциальному закону. При нормальных коммутациях магнит­ный поток в магнитопроводе реле не успевает достигнуть потока сраба­тывания реле, что дает возможность практически отстраивать защиту по фактическому пусковому току электродвигателя. Регулировка уcтавок производится переменными резисторами R3 и R5.

Порядок проведения работы

1. Изучить электрическую схему, устройство и принципиальные особенности пускателя.

Собрать и наладить схему испытаний пускателя.

2. Экспериментально определить искробезопасное значение на­пряжения U_у и тока цепей дистанционного управления Iу. Рассчитать мощность цепей управления P_у и оценить схему дистанционнного управления с точки зрения искробезопасности

3. Экспериментально определить искробезопасные параметры цепей блокировочного реле утечки KR (U_БРУ; I_БРУ )По полученным зна­чениям тока и напряжения БРУ рассчитать мощность Р_БРУ БРУ. Определить фактическую уставку срабатывания защиты пускателя от включения

4. Рассчитать критическое значение подключаемого в цепь ди­станционного управления сопротивления, при котором происходит сраба­тывание защиты, от увеличения сопротивления заземляющей жилы

5. Исследовать защиту от потери управления пускателем при ко­ротких замыканиях и обрывах цепей дистанционного управления

6. Испытать максимальную токовую защиту УМЗ

7. Сформулировать выводы по работе

Лабораторная работа №4

Исследование рудничного взрывобезопасного реверсивного электромагнитного пускателя ПМВИР-41

Цель работы - изучить принципиальные схемные и конструктивные особенности и исследовать пускозащитные свойства электромагнитного взрывобезопасного реверсивного пускателя ПМВИР-41.

Общие сведения

Пускатели электромагнитные взрывобезопасные реверсивные с искробазопасными цепями управления серии ПМВИР-41, ПМЗИР-51, рассчитанные на силы токов 80 и 120 А, используются для дистанционного управления пуском, остановкой и реверсированием асинхронных элекгродвигателей трехфазного тока с короткозамкнутым ротором мощностью 40 и 75 кВт при напряжении 380/660 В в сетях о изолированной нейтралью трансфор­матора.

Пускатели предназначены для установки и эксплуатации в угольных я сланцевых шахтах, опасных по газу или пыли. Конструкция пускателя обеспечивает стабильную и надежную работу при отсутствии резких толч­ков, ударов и сильной тряски при углах наклона до 30% в любом направ­лении от нормального положения.

Силы номинальных токов плавких вставок пускателя ПМВИР-41, А: 100, 125, 160, 200. Сила максимального тока отключения - I кА. масса -200 кг.

Пускатель /рис.4.1/ включает в себя нереверсивный разъединитель и два трехполюсных контактора типа КГБ /KM, KL2/ для обеспечения пуска "Вперед" и "Назад", расположенных внутри стального корпуса сфе­рической формы. Во избежание одновременного включения контакторы сблокированы между собой механически и электрически. Пускатели имеют двухкамерную коробку верхняя часть которой снабжена главными вводами, два из которых обеспечивают подвод питания к пускателю /сетевая каме­ра/, а такие возможность транзитного питания других электроустановок, а два других служат для присоединения реверсируемого электродвигателя /моторная камера/.

Реверсивное управление пускателями осуществляется с помощью вы­носных трехкнопочных постов управления. Для непосредственного местно­го отключения пускателя и обеспечения надежной электрической блоки­ровки крышки с разъединителем в корпус пускателя встроена кнопка "Стоп".

Электрическая схема пускателя /рис.4.1/ обеспечивает защиту:

от токов короткого замыкания в отходящих силовых присоединениях о помощью плавких предохранителей, установленных в двух фазах /200 А/;

от неполнофазного режима работы электродвигателя, возникающего при перегорании одной из плавких вставок, с помощью двухобмоточного реле обрыва фаз КО, обмотки которого включены параллельно плавким предохранителям, установленным в силовой цепи. При перегорании одной из плавких вставок реле КО срабатывает и размыкает своими контактами цепь управления катушки промежуточного реле KI. Реле КО снабжено фик­сатором, поэтому для возврата его в исходное положение требуется от­крыть крышку пускателя и освободить якорь реле от механической за­щелки;

от обрыва и увеличения сопротивления цепи заземляющей жилы свы­ше 100 Ом при использовании последней для дистанционного управления аналогично пускателям ПВИ;

от потери управляемости при замыкании жил дистанционного управ­ления между собой благодаря применению промежуточных реле KL1, KL2, реагирующих только на постоянный ток, и выпрямителя тока управления с помощью диода V, вынесенного в кнопочный пост управления КУВ-3; электрическую блокировку /БРУ/, препятствующую включению пускателя при снижении сопротивления изоляций в отходящем присоединении до 30 кОм при 660 В и до 15 кОм при напряжении 380 В с помощью полупро­водникового блокировочного реле утечки БРУ-2С, а также взаимную элек­трическую блокировку последовательности включения пускателей

Применяемое в пускателе бесконтактное блокировочное реле утечки БРУ-2С имеет две уставки срабатывания: предупредительную, при которой загорается сигнальная лампа /Н/, и аварийную, при которой цепи управ­ления блокируются и исключается возможность включения пускателя.

Реле БРУ-2С /риc.4.1/ имеет два выпрямителя. Первый питает цепь контроля сопротивления изоляции отходящего присоединения /кабеля и электродвигателя/. При этом оперативный ток проходит по цепи "плюс моста UZ1 - ограничительное сопротивление R1 - размыкающий блок - контакт К1 контактора – кнопка SB1/”Проверка БРУ”/ - жила кабеля, соединенныё между собой через обмотку электродвигателя, -сопротивление трёх фаз относительно земли - ”земля” – резистора R2 – минус моста UZ1”.

При высоком сопротивлении изоляции контролируемой силовой цепи обличенного пускателя сила тока в цепи выпрямителя UZ1 мала и паде­ние напряжения на резисторе R1 недостаточно для срабатывания транзис­торов VTI и VТ2. В этом случав выпрямительUZ2 работает в режиме хо­лостого хода и имеет высокое сопротивление, вследствие чего не влияет на работу стабилизированного трансформатора Т2, поэтому не препятству­ет включению промежуточных реле KL1 /KL2/ при нажатии кнопки КнП "Пуск".

Когда сопротивление изоляции кабеля или двигателя станет ниже 100 кОм при напряжении 380 В /либо 200 кОм при 660 В/, сила тока кон­тролируемой цепи возрастает, падение напряжения на резисторе увеличи­вается настолько, что транзисторы TI и Т2 начинают пропускать ток, достаточный для того, чтобы загорелась лампа Н. При дальнейшем сниже­нии сопротивления изоляции до 18 кОм при 380 В и 30 кОм при 660 В падение напряжения на резисторе R1 возрастает до такого значения, при котором транзисторы перейдут в проводящее состояние. Вследствие этого их сопротивление снизится настолько, что стабилизированный трансфор­матор Т2 окажется зашунтированным нагруженным теперь выпрямителем UZ2. В результате снизится напряжение в цепи управления пускателя и реле KL1 /KL2/ не сможет быть включено до тех пор, пока не улучшится со­стояние изоляции в контролируемом присоединении.

Исправность защиты БРУ-2С проверяют кнопкой SBI, с помощью кото­рой создается искусственная утечка тока на землю через проверочное сопротивление R3.

Когда пускатель отключен, он охлаждается и внутрь его всасывает­ся влажный воздух. В результате конденсации воздуха в оболочке скап­ливается влага. Для предупреждения скопления влаги внутрь корпуса пускателей типа ПМВИР встраиваются влагоотделители /селикагель/. Для сушки влагопоглотитель снабжают нагревателем R4,который питается на­пряжением 36 В в периоды, когда оба контактора отключены.

Порядок проведения работы

1. Изучить электрическую схему, устройство и принципиальные особенности пускателя.

2. Собрать и наладить схему испытаний пускателя.

3. Определить границы устойчивости работы пускателя при на­пряжении сети ниже номинального.

4. Определить напряжение Uy, ток цепи дистанционного управ­ления 1y, мощность цепи управления Рy и оценить схему дистанционно­го управления с точки зрения искробезопасности.

5. Определить электрические параметры цепей блокировочного реле утечки БРУ-20. Оценить защитные свойства БРУ.

6. Исследовать защиту заземляющей килы от увеличения сопро­тивления и определить критическое значение сопротивления, вносимого в цепь управления, при котором защита срабатывает.

7. Исследовать защиту в цепи дистанционного управления от потери управления пускателем при обрывах и коротких замыканиях.

8. Испытать защиту от неполнофазного режима работы пускателя. 9. Сформулировать выводы по работе.

Министерство науки и образования Украины

Национальный технический университет Украины

“Киевский политехнический институт”

Лабораторная работа №3

С дисциплины „Электрооборудование и электроснабжение””

тема „ Исследование рудничного взрывобезопасного электромагнитного пускателя ПВИ-63, реверсивного электромагнитного пускателя ПМВИР-41”

Выполнил: Крощук А.

студент V курса

группы ОМ-51, ИЭЭ

Проверил: Мейта

2009