Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Кафедра електромеханічного обладнання енергоємних виробництв

Лабораторна робота №11

«ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУМОВИХ ЗАХИСТІВ ШАХТНИХ АПАРАТІВ»

Виконав:

Студент 5 курсу, гр.ОМ-51

Семенуха І.В.

Перевірив:

Мейта О.В.

2009

Мета роботи: вивчити принципові схеми, конструктивне виконання струмових захистів шахтних апаратів напругою до 1140 В і дослідити характеристики захистів.

II.I. Загальні положення

У системі підземного електропостачання особливу увагу приділяють надійному функціонуванню захисту від струмів КЗ не тільки як засобу забезпечення експлуатаційного захисту, але й як одного з важливіших заходів, попереджуючих небезпеку вибуху рудникової атмосфери від пожеж. Важливий спосіб підвищення строку служби елементів підземних електроустановок, їх надійності функціонування - захист від перевантажувань.

ІІ.І.І. У магнітних пускачах серії ПМВИ, ПВИ, ПВ-1140, у станціях керування типу СУ8 застосовується максимальний струмовий захист, принципову схему якого зображено на рис.ІІ.І.

Рис.ІІ.І. Схема електрична УМЗ

Пристрій складається з двох однакових кіл, кожне з яких містить трансформатор струму ТА, до вторинної обмотки якого приєднано шунтуючі резистори Rш та Rп, регулюючий резистор Rр для вибору устав­ки спрацювання, випрямляючий міст та виконавче реле К.

Струм І2 вторинної обмотки трансформатора струму, який визначається первинним струмом Іу та коефіцієнтом трансформації, створює на еквівалентному шунтуючому опорі Rр=RшRп/(Rш+Rп) напругу. Остання підходить на випрямляючий міст У, навантаженням якого е електромагнітне реле постійного струму. В разі подачі на обмотку реле випрямленої напруги струм в обмотці реле змінюється за експоненційним зако­ном.

Параметри шунтуючих резисторів, а також котушки реле обрано за умовою, щоб при перехідних процесах у мережі, які викликано пусковими режимами електродвигуна, магнітний потік у магнітопроводі не досягнув потока рушання реле. Для цього уставку струму спрацювання захисту обирають за умовою Іу >= Іпф де Іпф фактичний пусковий струм електродвигуна.

Для перевірки дії захисту необхідно за допомогою перемикача SB відімкнути резистор Rп. У цьому разі чутливість захисту підвищиться тому, що збільшиться опір у колі вторинної обмотки ТА /Rш > Rс/. Очевидно, при Іу=1,1Іпф у період пуску електродвигуна захист спрацює, оскільки зросте напруга, яка надходить на реле. Після перевірки дії захисту перемикач SB встановлюється у положення "Робота".

II.1.2. У розподільних пристроях низької напруги трансформаторних підстанцій ТСВП, у рудникових автоматичних вимикачів АВ-400Д0, у ряді пускачів серії ПВИ /модифікація ВТ/, застосовується максимальний струмовий захист ПМЗ, схему якого зображено на рис.ІІ.2. Блок захисту ПМЗ може працювати з трьома або з двома трансформаторами струму, з шунтуючими резисторами R. Вторинні обмотки трансформаторів струму з’єднані зіркою /або неповною зіркою/. Між початками вторинних обмо­ток трансформаторів струму та нульовим проводом приєднано вимірювальну та виконавчу частини схеми захисту ПМЗ.

Вимірювальна частина схеми містить трифазний випрямляючий міст, зібраний на діодах VD7-VD9, подільник напруги на резисторах R4-R7, напівпровідникове реле КЗ, яке складається з стабілітрона VD11, діода VD12, конденсаторів С1 та С2, резисторів R8 та R9,тиристора VD10. Вхід напівпровідникового реле КЗ з’єднаний із подільником напруги, а вихід - з управляючим електродом тиристора VD 14.

Виконавча частина схеми містить у собі трифазний випрямляючий міст зібраний на діодах VD1, VDЗ та VD5, діод VD18, об­мотку виконавчого реле QF1 , тиристор VD 14 та діод VD17.

Паралельно до обмотки виконавчого реле QF1 /автоматичний вимикач/ приєднано одну з обмоток двообмоткового реле К з магнітною заскочкою. В разі проходження струму в силовому колі у вторинній обмотці ТА виникає струм, який подається /через контакт із штепсельного роз’єднувача на подільник напруги R4-R7. Сигнал з останнього надхо­дить до входу напівпровідникового реле. Резисторами R4 і R6 та підстроювальним резистором R7 подільника напруги встановлюється струм спрацьовування блока, що відповідає першій уставці. За допомогою резистора R5 здійснюється підстроювання наступних уставок спра­цьовування блока.

Поріг спрацьовування блока визначається стабілітроном VDІІ. Напруга, знята з резисторів R5 R7, прикладена до управляючого електрода тиристора VD10. Імпульс струму з нього надходить до управляючого електрода тиристора VD14. В разі відкривання останнього струм потече по вторинних обмотках ТА через контакт 4-6 штепсельного роз’єднувача, діоди VD1-VD5 діод VD16, контакт 14 роз'єднувача QF1, тиристор VD14 діод VD11, кон­такт 3 штепсельного роз’єднувача на нульову точку трансформаторів струму. Це викликає спрацьовування незалежного розчіплювача автоматич­ного вимикача. В разі використання ПМЗ у пускачах замість QF1 встановлюється резистор на опір 100 Ом.

Розмикаючий контакт поляризованого реле К, розриваючи коло живлення нульового роз

микача QF2 автоматичного вимикача, блокує його вмикання /або вмикання пускача/, а замикаючий контакт вмикає коло сигнальної лампи. Для перевірки дії блока в схемі передбачено тумблер SB. В разі його встановлення в положення "Перевірка" відмикаються резистори R1-R3, які ввімкнено паралельно до шунтуючих резисто­рів ТА, і на подільник напруги R4-R7 надходить сигнал, що викликає спрацювання блока за меншим струмом.

II .1.3. У пускачах ПВИ-63ВТ та ПВИ-125ВТ міститься блок струмового захисту від перевантаження ТЗП /рис.II.3/. електрична схема бло­ка складається з вимірювальної та виконавчої частин.

Вимірювальна частина схеми живиться від ТА через трифазний випрямляч VD1-VD3, а виконавча - від джерела напруги 36 В через випрямляючий міст на діодах VD8-VD11. В разі роботи електродвигуна в номінальному режимі напруга з обмоток ТА після випрямлення надходить до подільника напруги R2, RЗ та R5, R6. Відбувається розряджання ємностей С2 та СЗ. Напруга на повністю зарядженій ємності при роботі двигуна без перевантажень недостатня для відкриван­ня транзистора VT1 виконавчого органу. В разі перевантаження відбувається подальше заряджання ємностей. Якщо напруга на одній з них досягне значення спрацювання транзистора, останній перемикається і подає імпульс на управляючий електрод тиристора VS1 в коло якого ввімкнено реле К І.І.

Стабілізація порога спрацювання транзистора VT1 здійснюється релаксаційним генератором, виконаним на одноперехідному транзисторі VT7. В разі спрацювання реле К І.І впливає на кола керування та сигналізації пускача. Час спрацьовування залежить від кратності перевантаження електродвигуна. Нормальному функціонуванню блока при коливаннях напруги сприяє стабілізація напруги за допомогою стабілітронів VD 6 та VD 7 і резистора

Перевірка роботи блока ТЗП здійснюється перемикачем тумблера SA в положення "Перевірка". При цьому напруга на вимірювальну частину схеми надходить від джерела 36 В.

ІІ.2. Характеристика дослідного стенда

Дослідний стенд виконано на базі серійного пристрою У5052, призначеного для налагоджування та перевірки релейного захисту та елементів електроавтоматики. Блоки К5ІЗ та К5І4 пристрою забезпечують плавноступеневе регулювання /до 200 А/ однофазного змінного струму, який через серійні трансформатори ТТЗ-63 надходить як навантажуючий струм до досліджувальних блоків захисту.

Живлення допоміжної апаратури стенда здійснюється від спеціального трансформатора 380/24-12 3. Усі необхідні з'єднання досліджувальних блоків та допоміжної апаратури виконано за схемою рис.II.4.

Досліджувані блоки максимального захисту УМЗ та ЇЇМЗ мають такі струми уставок відповідно до основних одиниць на шкалі блоків.