umm_7218

5.2. Устройство и работа выключателя ВАБ-49

Выключатель ВАБ-49 изображен на рис. 5.1 во включенном положении. Привод выключателя состоит из магнитопровода 44, катушки 43, главного якоря 45 и якоря механизма свободного расцепления 36, вращающегося на одной оси 42, промежуточного рычага 41, установленного на главном якоре 45 и соединенного с ним осью 35, контактной пружины 27, отключающих пружину 47 и упор 46 главного якоря. Привод выключателя закреплен в корпусе 32, на котором установлены с двух сторон блокировочные контакты 28. Механический указатель положения выключателя 34 расположен с торца привода [5].

Контактный блок состоит из катушки магнитного дутья 11 с неподвижным контактом 10, магнитопровода магнитного дутья 12, дугогасительного рога 15 неподвижного контакта, подшипника 13 для установки дугогасительной камеры, которые объединены в единый узел и установлены на панели 9. Контактный блок также включает в себя главный подвижный контакт 8, установленный на стальную скобу 22 через ось 4, выводную шину 5, соединенную с подвижным контактом гибкими связями 6, дугогасительный рог 18 подвижного контакта, закрепленный на скобах 19, 22. На главном подвижном контакте 8 установлены дугогасительный контакт 16 и пружина 21.

Узел подвижного контакта соединен с узлом неподвижного контакта изолятором 7. Весь контактный блок соединен с приводом изоляторами 2, 24 и изоляционной тягой 25 с регулировочной втулкой 31, служащей для установки провала главного контакта. Для соединения контактного блока с камерой имеются гибкие связи 14 и 20. Принципиальная электрическая схема выключателя показана на рис. 5.1.

41

42

15	16	17	18
								19
14
								20 21
13			3					22
12
			1				23
11
							24
								25	26	28		29
10
9												30
8
												31
7											2	32
												33
6
5												35
4										4
3												34
2
												36
1												37
												38
												39
I	II	50	47	46	45	44	43	42	41	40

Рис. 5.1. Быстродействующий выключатель постоянного тока ВАБ-49

Дугогасительная камера изображена на рис. 5.2. имеет М-образную форму и устанавливается на контактный блок выключателя. Камера имеет два параллельных наружных асбоцементных щита 1, внутренние перегородки, отделенные от щита брусками. Meжду внутренними перегородками расположены рога дугогасительной камеры 3 и 4, а также дyгoгaсительный 5 и пламегасительный 6 блоки.

B

B

A

H

A

65

A-A	7
1	8
	9
B-B	10
12	11

2

3

4

L

Рис. 5.2. Дугогасительная камера ВАБ-49

Дугогасительный блок (рис. 5.2, б) – набор из омедненных стальных пластин 7, разделенных друг от друга изоляционными пластинами 8

истянутыми стеклопластиковыми изоляционными штырями 9. Назначение дугогасительного блока – разделить дугу на множество коротких.

Пламегасительный блок (рис. 5.2, в) представляет собой набор тонких стальных пластин – пламягасительные жалюзи 10, разделенные изоляционными шайбами 11 и стянутые изоляционными штырями 12. Назначение пламегасительного блока – охладить, погасить дугу и не выпустить за пределы дугогасительной камеры.

Под действием поля катушки магнитного дутья дуга 11 (рис. 5.1) затягивается в камеру и поднимается вверх. Над контактами выключателя установлены рога 2 и 3 (рис. 5.2). При этом она удлиняется

иделится вспомогательными рогами сначала на две части, а потом – на четыре. После этого дуга поступает в дугогасительный блок, где разбивается на 50 коротких дуг. Падение напряжения в каждой дуге составляет примерно 30 В. Поэтому сопротивление дуги резко возрастает. Попадая в пламегасительный, блок дуга охлаждается и быстро гаснет.

43

На рис. 5.1 ВАБ-49 показан во включенном положении, а на рис. 5.3, а в отключенном положении. Главный якорь 2 под действием пружин оттянут от левого стержня магнитопровода, тяга удерживает подвижный контакт 5 в отключенном состоянии. Упор 4 ограничивает поворот подвижного контакта, который нормально не должен касаться упора. Гибкая связь 3 соединяет подвижный контакт с шиной контактного вывода.

Для включения выключателя необходимо нажать кнопку включения (рис. 5.4). Контакт кнопки включения SBC замыкает цепь 3-6. Контактор КМ получает питание и замыкает свои контакты КМ1 и КМ2 в цепи 1-2 катушки выключателя YА, ток возрастает до 40 А. Главный якорь 2 (рис. 5.3, б) притягивается к левому стержню сердечника, преодолевая усилия пружин. Якорь 9 механизма свободного расцепения притягивается к правому сердечнику магнитопровода, удерживая подвижный контакт 5 и дугогасительный 6 в предвключенном состоянии через тягу 7. Якорь 9 ограничивает перемещение тяги 7 рычагом 8, с которым он связан серьгой.

а	б
		5±1
	6	6
21±4	7	7
5	5	8
4	8	9
3	9	2
	2

1	1

Рис. 5.3. Привод выключателя ВАБ-49:

а– в отключенном состоянии, б – предвключенном состоянии

Врезультате притяжения главного якоря переключаются блокконтакты QF 1, QF 2, QF 3. Контакт QF1 замыкает цепь 5-6, блокировочное реле KB получает питание и своим контактом КВ1 размы-

44

кает цепь 3-6 контактора КМ. Контактор размыкает контакты КМ1 и КМ2 в цепи 1-2. Ток в катушке YА (цепь 1-4) уменьшается резистором R2 до 0,6 А. Это приводит к резкому снижению магнитного потока в магнитопроводе, якорь (МСР) 9 (рис. 5.3, б) отрывается от правого стержня под действием сжатой пружины, поворачивающей трехплечный рычаг вокруг оси против часовой стрелки. Тяга 7 при этом перемещается, выключатель переходит во включенное состояние, контакты замыкаются. Реле блокировки KB (рис. 5.3) замыкает свои контакт KB2 в цепи 5-6 и становится на самоподпитку и удерживает цепь 3-6 разомкнутой. Блокировочное реле KB служит для предотвращения многократных включений и отключений выключателя в том случае, когда аварийный ток возникает в защищаемой цепи в момент включения выключателя при нажатой кнопке включения SBC. Для повторного оперативного включения выключателя необходимо отпустить кнопку SBC и вновь нажать ее. После включения выключателя его блок-контакт QF2 разомкнет цепь 7-8 зеленой лампы HLG, а контакт QF3 замкнет цепь 9-10 красной лампы HLG, сигнализирующей о включенном положении выключателя.

Отключение выключателя происходит при размыкании цепи 1-4 катушки YA выключателя кнопкой SBT оперативного отключения или контактом дифференциального шунтового реле КАD при КЗ или перегрузке в защищаемой цепи. Реле KAD показано на рис. 5.4. При размыкании цепи 1-4 катушка выключателя теряет питание. Параллельно контактам SBT и KAD включены конденсаторы С1 и С2, которые вместе с катушкой создают колебательный контур, и возникает колебательный процесс спадания тока. За счет его отрицательной полуволны снимается намагниченность магнитопровода, что обеспечивает быстродействие выключателя при отключении, блок-контакты переключаются: QF2 замыкает цепь 7-8 зеленой лампы HLG, сигнализирующей об отключенном положении выключателя QF3, размыкает 9-10 красной лампы HLG.

45

FU1	1	3	5	7	9
	YA		КВ1	HLG	HLR
				КB

SBT	C1	КМ
КM1

КM2

КАD

C2

SBС

FU2

R1

R2

QF1	QF 3
QF 2

2

4

6

8

10

Рис. 5.4. Принципиальная схема управления выключателя ВАБ-49

Реле РДШ (реле дифференциальное шунтовое) используется для автоматического отключения выключателя без размагничивающего витка главного тока, устанавливаемого на питающих линиях контактной сети [1, 3, 5]. На рис. 5.5 показано устройство РДШ.

	4	5	6	7	8	9
	3				10
	2
	1					11
40						L
30	40			12		L2
		I1
1						S
L	I2	680

410 max

Рис. 5.5. Реле дифференциально-шунтовое (РДШ)

Реле РДШ состоит из магнитопровода 3, на котором установлена планка 4 со скобой 8. К скобе 8 прикреплена шкала с четырьмя зна-

46

чениями уставки, которые указывает стрелка. Уставка регулируется пружиной 10, изменяющей зазор δ между магнитопроводом 3 и якорем 6, с которым жестко связан подвижный контакт. Магнитопровод огибается двумя ветвями шины 1. На ветвь меньшего сечения насажены пластины 2 из электротехнической стали. Ветви шины 1 выполнены восьмеркой, в результате чего проходящие через магнитопровод 2 токи I1 и I2 направлены встречно.

При КЗ аварийный ток в защищаемой цепи возрастает быстро,

исоотношение между токами двух ветвей определяется индуктивным сопротивлением. Так как на ветвь меньшего сечения насажены стальные пластины шунта 2, то ее индуктивное сопротивление будет велико. Разность токов возрастает и реле срабатывает раньше, чем ток достигнет величины статической уставки.

При медленном нарастании тока в защищаемой цепи величина разности токов определяется соотношением активных сопротивлений двух ветвей шины 1. Небольшая разность токов создает магнитный поток и, при появлении в защищаемой цепи тока, равного току уставки реле РДШ, якорь 6 притягивается к магнитопроводу 3, размыкая контакты 5, расположенные на планке 4.

Параллельно контактам реле РДШ включены конденсаторы С1

иС2 (рис. 5.5). При размыкании контактов РДШ, благодаря наличию конденсаторов, в цепи держащей катушки L возникает колебательный процесс спадания тока. За счет его отрицательной полуволны уничтожается остаточная намагниченность магнитопровода 44 (рис. 5.1), что обеспечивает быстродействие выключателя.

5.3. Порядок выполнения работы

1.Объяснить условия образования и гашения электрической дуги.

2.Ознакомиться с назначением выключателей постоянного тока. Произвести осмотр быстродействующих выключателей ВАБ-28, АБ-2/4, ВАБ-43, ВАБ-49, обращая особое внимание на устройство выключателей, работу электромагнитного механизма, механизм включения и отключения выключателей, магнитные потоки в магнитопроводе, устройство дугогасительных камер. Заполнить табл. 5.1.

3.Найти отличия в принципе действия БВ, конструкциях контактных блоков и приводов выключателей (табл. 5.1).

4.Сравнить устройства дугогасительных камер БВ (табл. 5.1).

5.Подробно изучить конструкцию ВАБ-49 и устройство дугогасительной камеры.

47

6.С помощью принципиальной схемы управления объяснить работу выключателя ВАБ-49 при включении и отключении.

7.Изучить устройство и назначение реле РДШ.

8.Обратить внимание на установку выключателей в ячейке фидера контактной сети РУ-3,3 кВ.

5.4. Содержание отчета

1.Цель работы.

2.Устройство выключателя ВАБ-49 с обозначением основных элементов.

3.Описание работы ВАБ-49 при включении и отключении.

4.Принципиальная схема управления ВАБ-49.

5.Устройство и назначение реле дифференциально-шунтового.

6.Выявить конструктивные особенности в приводе, контактном блоке и дугогасительной камере БВ, заполнить табл. 5.1

Таблица 5.1

Сравнение конструктивных особенностей выключателей

Конструктивные	ВАБ-28	ВАБ-43	ВАБ-49	ВБ-206
особенности

7. Выводы.

48

Лабораторная работа 6

Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций постоянного тока

Цель работы – изучить конструктивное выполнение и технические данные преобразовательного агрегата В-ТПЕД-3,15к-3,3к-31- У3 на блоках БСЕ1 и провести испытания вентильных блоков.

6.1. Краткие теоретические сведения

Выпрямитель В-ТПЕД, одна фаза которого установлена в учебной лаборатории «Тяговые подстанции», предназначен для использования в схеме выпрямления «двенадцатипульсовой с последовательным соединением трехфазных мостов». Основные технические данные выпрямителя: Idn=3150 A, Udn=3300 B, UdMAX=4000 B.

Выпрямитель предназначен для установки в закрытых помещениях, имеет естественное воздушное охлаждение. Выпрямительный блок выполнен из трех секций фазных-шкафов с диодными блоками (ШД) . В каждом ШД имеется 4 диодных блока БСЕ1-4В2-Д5-24 из 4 диодов типа Д453-2000 24кл. Структура условного буквенного обозначения следующая: Б – блок; С – силовой; Е – естественное охлаждение; 1 – двухстороннее охлаждение каждого полупроводникового прибора; – цифра, обозначающая число последовательно включенных полупроводниковых приборов в блоке; В или И – выпрямительный или инверторный; 1 ‒ блок имеет две крайние токовые шины

ипредназначен для 6-пульсовых схем или 2 ‒ блок имеет две крайние и одну среднюю токовые шины и предназначен для 6-пульсовых

и12-пульсовых схем (в тиристорном блоке данная позиция отсутствует); Д или Т ‒ тип полупроводниковых приборов: диоды или тиристоры; 5 или 8 ‒ условное обозначение диаметра полупроводниковых приборов: 5 — 56 мм, 8 ‒ 76 или 80 мм; ‒ цифра, обозначающая класс полупроводникового прибора. В выпрямителе каждый ШД представляет собой последовательное соединение одноименных фаз двух мостов. Любая фаза состоит из двух параллельных ветвей, в каждой из которых по два последовательно соединенных диода.

Каждый ШД выполнен в каркасе с двухсторонним обслуживанием. В нижней части ШД расположены клеммники, на которые выведены цепи вторичной коммутации.

49

Вкаждом блоке диоды подобраны по величине повторяющегося

импульсного обратного тока IRRM так, что минимальное и максимальное значения IRRM четырех диодов подобранной группы, измеренные при t° = 125°С и повторяющемся импульсном обратном напряжении

URRM =1000 В, отличаются не более чем на 1 мА.

Для обеспечения равномерности распределения обратного напряжения между последовательно включенными диодами и защиты диодов от пробоя параллельно каждому из них подключены шунти-

рующие резисторы RШ с параметрами RШ = 300 кОм, PШ = 2 Вт (три последовательно соединенных резистора типа С2-23-2-100к) и цепоч-

ки RВ-СВ с параметрами RВ=100 Ом, РВ=10 Вт (типа С5-35В-10-100), СВ= 0,24 мкФ, UВ=1600 В (типа МБГП-2-1600В-0,24мк).

Подробное описание конструктивного выполнения выпрямителя В-ТПЕД приведено в [6].

Вобъем профилактических испытаний полупроводниковых выпрямителей входит проверка распределения прямых токов между параллельными ветвями вентилей в блоках и проверка распределения обратных напряжений между последовательно включенными вентилями [4].

Основная причина неравномерного деления прямых токов между параллельно включенными вентилями состоит в расхождении прямых ветвей их вольт-амперных характеристик (ВАХ). Рассмотрим вентильное плечо, состоящее из двух параллельно соединенных диодов VD1 и VD2 (рис. 6.1, а) При приложении к плечу прямого напряжения («+» на анод, «–» на катод) по нему протекает прямой ток

IFV, который каким-то образом распределяется между параллельно включенными диодами VD1 и VD2. Для нахождения токов IVD1 и IVD2 рассмотрим прямые ветви их ВАХ. Допустим, что эти ветви имеют вид, изображенный на рис. 6.1, б. Так как диоды соединены параллельно, то прямое падение напряжения на них будет одинаково и рав-

но UFV. Тогда, отложив это напряжение по оси абсцисс на рис. 6.1, б, найдем графически токи диодов. Из рис. 6.1, б следует, что ток IVD1 более чем в два раза превышает ток IVD2 . Если каждый из диодов рассчитан на половину тока IFV,то первым выйдет из строя VD1, как более нагруженный. После этого весь ток вентильного плеча потечет по VD2, который также сгорит.

Для выравнивания тока между параллельно включенными вентилями применяют различные способы [1]. Если выпрямитель собран на диодах, то основным способом выравнивания тока является подбор вентилей по величине амплитуды прямого падения напряжения UFМ, которая указывается в маркировке диодов.

50