Конструкция и принцип действия.
Автоматические выключатели серии AM выпускают двух- и трехполюсными на токи 800-5500 А. Номинальным током АВ считается ток, на который рассчитаны его главные контакты в продолжительном режиме работы. Для отключения токов КЗ в АВ устанавливают максимальные расцепители (реле максимального тока). Номинальные токи максимальных расцепителей могут отличаться от номинальных токов АВ.
Автоматический выключатель состоит из отдельных устройств: контактной системы, привода, механизма свободного расцепления, расцепителей, коммутатора.
Контактная система ав
Контактная система каждого полюса состоит из комплекта главных и дугогасительных контактов. Главные контакты состоят из неподвижных контактов и подвижного контакта-ролика. При включении АВ первыми замыкаются дугогаситель-ные контакты, а затем - главные. При отключении АВ размыкание контактов происходит в обратной последовательности. Этим исключается появление электрической дуги на главных контактах.
Конструкцией контактов предусмотрено использование электродинамических сил для увеличения силы нажатия дугогасительных контактов при включении АВ. При замыкании контактов 17, 12 возникает дуга, создающая силы электродинамического отталкивания. Для гашения этих сил дугогасительные контакты снабжены компенсационным устройством. Контакт 12 может поворачиваться относительно оси 13 на небольшой угол, и его положение в разомкнутом состоянии фиксируется пружиной 11. Стойка 9 имеет прорезь 10, заполненную изоляционной прокладкой, и ток дугогасительных контактов направляется по наружной кромке .стойки 9 через ось 13, контакт 12 и далее через контакты 17 и 20 (путь тока на рисунке 1 показан стрелками).
Рисунок 7.1 – Автоматический выключатель серии AM
Между стойкой 9 и контактом 12 возникают силы электродинамического отталкивания. Сила давления тем больше, чем больше протекающий ток через контакты. Так обеспечивается надежное соприкосновение дугогасительных контактов даже во время появления дуги. Возникающая дуга удлиняется, движется по дугогасительным рогам 14, 16 и попадает в асбоцементную дугогасительную камеру 15 с прорезями. Здесь дуга охлаждается и гаснет.
Привод ав
Привод может быть выполнен ручным с помощью рукоятки или электромеханическим с помощью электродвигателя, работающего через редуктор. Привод автомата обеспечивает взвод пружин. Операции по включению и отключению автомата могут быть выполнены только после предварительного взвода пружин.
Механизм свободного расцепления
Механизм свободного расцепления - это система рычагов, валиков и пружин, через которые момент, приложенный к рукоятке, или момент ЭД передается на вал 9. При включении АВ взводятся пружины механизма свободного расцепления. Если какие-либо из защит будут в это время воздействовать на отключающий валик 21, то механизм свободного расцепления не даст возможности АВ включиться. Отключение АВ происходит под действием отпущенных пружин.
Остальные устройства АВ называются пристройками. Их число и виды определяются вариантом исполнения АВ. К пристройкам относятся максимальные расцепители (защита от токов КЗ или перегрузок), замедлители (реле времени), независимый и минимальный расцепители, коммутатор.
Максимальный расцепитель служит для отключения токов КЗ. Расцепитель представляет токовую катушку, которая через замедлитель воздействует на механизм свободного расцепления. Замедлитель представляет собой анкерный механизм
При возникновении тока КЗ магнитный поток в магнитопроводе становится достаточным для преодоления усилий противодействующих пружин и притяжения подвижного якоря 4 магнитопровода. Якорь 4 через кронштейн и ролик воздействует на рычаг. Возникает момент вращения селективного вала 21. Начинает действовать замедлитель (расположен с другой стороны АВ и на рис. 5.4 не показан). Замедлитель бывает часовым или анкерным. Только после истечения его выдержки времени валик 21 повернется так, что его кронштейн с роликом нажмет на пластину 3. Поворачивается отключающий валик 2, который через механизм свободного расцепления отключит АВ.
В схемах судовых генераторов обычно устанавливают 2 максимальные защиты: от токов КЗ и от перегрузок. АВ всегда имеют защиту от КЗ, а защита от перегрузок может выполняться другими устройствами, работающими не на отключение генератора, а на отключение малоответственных потребителей. Только по специальному заказу могут изготовляться АВ с довольно установлеными максимальными расцепителями, работающими в зоне перегрузок.
Замедлитель АВ может быть настроен на различные уставки срабатывания: 0,18, 0,38, 0,63 с.
Наличие трех уставок по времени позволяет называть АВ селективным (избирательным). Уставка по времени данного АВ согласуется с уставками других АВ электроэнергетической системы с таким _ расчетом, чтобы при возникновении КЗ в определенной точке первым отключился ближайший АВ, сохраняя работоспособность остальной части системы.
При изготовлении АВ с защитой в зоне перегрузок применяют термобиметаллические расцепители.
Независимый расцепитель АВ служит для мгновенного отключения генератора. При нажатии на кнопку отключения подается питание на катушку 23 разделителя. Подвижный якорь расцепителя преодолевает усилие пружины 22 и освобождает рычаг 24, который под действием пружины 25 ударяет по рычагу с роликом отключающего вала 2-. в результате АВ отключается. При включении АВ вместе с валом поворачивается включающий вал 26 и насаженный на него кулачок через отводку с роликом возвращает рычаг 24 в исходное состояние. Собачка якоря расцепителя вновь удерживает рычаг 24.
Минимальный расцепитель служит для отключения АВ при снижении напряжения ниже допустимого. Кроме того, если генератор возбудился до напряжения ниже 0,8Uном, то минимальный расцепитель при попытке включить АВ вновь его отключит. Катушка 23 минимального расцепителя находится под напряжением генератора и якорь расцепителя притянут. При U < 0,8 Uном расцепитель отпускает якорь, освобождается рычаг, воздействующий на отключающий валик 2, и АВ отключается.
Коммутатор представляет собой набор вспомогательных контактов, переключаемых рычагами вместе с валами 19 и 26. Контакты коммутатора переключают цепи сигнализации и управления СЭС.
Схема управления автоматическим выключателем серии АМ
Автоматы серии АМ имеют ручной привод и дистанционный привод с ускоренным включением.
Дистанционный привод предназначен для нечастых оперативных включений автомата. Кроме того, предусматривается ручное включение при помощи съемной рукоятки.
Дистанционный привод с ускоренным включением автоматов позволяет использовать эти автоматы в электростанциях с точной автоматической синхронизацией генераторов при включении на параллельную работу. Собственное время включения автомата при взведенном положении привода составляет 0,03÷0,05 с.
Схема дистанционного привода с ускоренным включением представлена на рисунке 2. Привод состоит из следующих основных узлов:
коллекторного электродвигателя Мпеременного тока;
электромагнитной муфты YC, соединяющей электродвигатель с редуктором, через который взводятся пружины механизма свободного расцепления;
электромагнита YАвключения;
независимого расцепителя KV1;
путевых (конечных) выключателей SQ1, SQ2, работающих одновременно с главными контактами автомата;
контактов SF1÷SF4, управляемых механизмом взвода пружин.
Рисунок 7.2– Схема управления автоматическим выключателем серии АМ
На схеме также изображены: QF– контактная система автомата;FA- максимальные расцепители;KV2– минимальный расцепитель.
Каждое включение или отключение АВ происходит за счет энергии ранее взведенных пружин. После срабатывания АВ собирается цепь пуска двигателя М, взводятся пружины для следующего включения (отключения) АВ и двигатель отключается. На рисунке 5.2 состояние схемы соответствует положению АВ со взведенными пружинами. При нажатии на кнопку "Пуск" электромагнит YA освобождает взведенные пружины, АВ включается и контакт SQ1 размыкается, а контакт SQ2 переключается в положение 1, обеспечивая пуск двигателя М. В конце взвода пружин контакты SF1, SF2 размыкаются, a SF3, SF4 замыкаются: электродвигатель М отключается. При нажатии на кнопку "Стоп" поступает питание на минимальный раcцепитель KV1, АВ выключается, контакт SQ1 замыкается, a SQ2 переключается в положение 2 и через замкнутый контакт SF3 включается двигатель М взвода пружины. В конце взвода контакты SF1-SF4 возвращаются в состояние, показанное на схеме, и двигатель отключается.
Собственное время отключения АВ не превышает 0,08 с, взвод пружин - примерно 10 с. При снижении напряжения на 20-30 % номинального с выдержкой времени 2 с (создается цепью C-R2-R3) расцепитель KV2 прямым воздействием на отключающий вал отключит АВ.
Допускается 10 включений АВ подряд, затем требуется 30-минутный перерыв. Ручной резервный взвод механизма АВ осуществляется вращением съемной рукоятки. После взвода поворотом рукоятки включения АВ можно включить (выключить).
При техническом обслуживании АВ следует обращать внимание на состояние контактных поверхностей. Наплавления металла на контактах удаляют бархатным напильником. Со всех деталей удаляют пыль и нагар. Проверяют чистоту дугогасительных камер, правильность их установки, плавность работы механизма свободного расцепления. При обслуживании АВ с частичной разборкой проверяют усилия нажатия контактов, их провалы, испытывают в работе все защиты.