ЛабРаб_ТТП_2006

Величина ЭДС на разомкнутой вторичной обмотке может достигать нескольких киловольт, что представляет опасность для обслуживающего персонала.

Описание конструкции трансформаторов тока и теоретические сведения приведены в [4].

На лабораторном стенде смонтированы трансформаторы тока типа ТПЛ-10. Первичные цепи трансформаторов тока присоединены к клеммной сборке №1. На эту клеммную сборку выведен также источник питания — нагрузочный трансформатор НТ с током до 30 А и измерительные приборы. Вторичные цепи трансформаторов тока, источник питания вторичных цепей

— ЛАТР и измерительные приборы для измерения вторичных токов присоединяются к клеммной сборке №2.

4.3. Порядок выполнения работы

4.3.1.Исследование влияния вторичной нагрузки на работу трансформатора тока

1Собрать схему по рисунку 4.2 для трансформатора тока ТА1.

2Произвести замеры вторичного тока I2 при различных сопротивлениях нагрузки, включенной в цепь вторичной обмотки. В качестве нагрузки использовать реостат с сопротивлениями 0,5; 0,8; 1,2; 1,6; 3,3 Ом. Замеры

производить при постоянном первичном токе, равном I1 ( 0,9...0,95 ) I1H . Результаты опытов занести в таблицу 4.1.

RH = 0,5...3,3 Ом

	РА2
НТ	TA1-TA4 РА6

Рисунок 4.2 – Схемы для изучения влияния вторичной нагрузки на работу трансформатора тока

3 Для каждого значения тока I2 следует рассчитать коэффициент трансформации трансформатора тока и токовую погрешность по формуле

(4.1).

4Повторить п. 1-3 для трансформаторов ТА2, ТА3, ТА4.

5Построить зависимости I2 f ( RH ), KT f ( RH ), f f ( RH )

для всех трансформаторов тока.

40

Таблица 4.1 – Результаты замеров влияния вторичной нагрузки на работу трансформаторов тока

Испыта -	Величина	Сопротивление нагрузки вторичной обмотки RH, Ом
тельный	ТТ	0,5	0,8	1,2	1,6	3,3
ТТ
ТА1…	I2, A
	KT
ТА4
	f, %

4.3.2.Исследование двухфазных схем соединения трансформатора тока

1Собрать схему по рисунку 4.3 с трансформаторами ТА1 и ТА2, где эти трансформаторы включены в неполную звезду. Записать значения вторичных токов при одном произвольном значении первичного тока.

ТА1 ТА2

РА2

НТ

РА3

РА4

РА5

Рисунок 4.3 – Схема исследования двухфазного соединения трансформаторов тока в неполную звезду

2 Обратить внимание на шкалу амперметров РА3, РА4, РА5, которые предназначены для включения во вторичную цепь трансформаторов тока с коэффициентом трансформации 30/5 (ТА1, ТА2)

3 Результаты опытов записать в таблицу 4.3.

41

Таблица 4.2 – Схемы исследования включений вторичных обмоток

трансформаторов тока
Название		Схема соединения			Формулы для
Опыт					определения
опыта		вторичных обмоток
					вторичных токов
1 Правильно	IA	IC		I0	IA =IC =				I1 ;
собрана схема									KTT
									I1
неполной	РА3	РА4		РА5	I 0 = 2
звезды
								KTT
2 Изменена	IA				IA =IC =				I1	;
полярность		IC		I0					KTT
одного
трансформа-	РА3		РА4	РА5		I0 = 0
тора
3 Обрыв	IA	IC			I	_ I	C =		0 ;
					A
нулевого					IA= IC = I0 = 0
провода	РА3	РА4		РА5

Таблица 4.3 – Результаты исследований различных включений вторичных обмоток трансформаторов тока

Опыт		Значения токов и коэффициентов
				трансформации
	I1, А		IА, А		IС, А	IО, А		КН
Правильно собрана
схема неполной звезды
Изменена полярность
одного трансформатора
Обрыв нулевого провода

42

4.4. Содержание отчета

Измерительные схемы, данные опытов в таблицах, графики.

Технические данные трансформаторов тока и измерительных приборов, используемых в опытах.

Выводы по каждому из опытов.

Ответы на вопросы (по индивидуальным заданиям).

4.5. Контрольные вопросы

1Укажите назначение и принцип действия трансформатора тока.

2Перечислите погрешности трансформаторов тока и укажите, как они рассчитываются по нагрузочной характеристике.

3Какие бывают режимы работы трансформатора тока?

4Укажите отличия трансформаторов тока от силовых трансформаторов и трансформаторов напряжения.

5Перечислите типы и конструкции ТТ для различных РУ.

43

Лабораторная работа №5

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

5.1Цель работы - изучить конструкцию электромагнитных механизмов, основные принципы гашения дуги, конструкцию дугогасительных камер и других узлов быстродействующих выключателей (БВ) постоянного тока.

5.2Краткие теоретические сведения

В учебной лаборатории "Тяговые подстанции" установлены БВ различного типа, в механизмах которых представлены основные принципы конструирования электромагнитных механизмов и дугогасительных устройств выключателей постоянного тока. В лаборатории установлены следующие БВ: выключатель ВАБ-28, выключатель АБ-2/4, выключатель ВАБ-43, ВАБ-49. Выключатели ВАБ-28 и АБ-2/4 не выпускаются промышленностью, но еще эксплуатируются на тяговых подстанциях, отдельные узлы их конструкции используются в современных выключателях, поэтому следует изучить их работу по [1] . В настоящее время выключатели ВАБ-43, ВАБ-49 являются основными используемыми аппаратами в РУ-3,3 кВ тяговых подстанций. Подробное описание конструкции и работы выключателей постоянного тока необходимо изучить по [3].

Выключатель ВАБ-28 имеет две пары рабочих контактов и, таким образом, создает два последовательных разрыва цепи 3300 В. На нем установлены две дугогасительные камеры продольно-щелевого типа. При использовании выключателя в качестве катодного отключение обратного тока происходит с помощью размагничивающего витка. Фидерный БВ ВАБ-28 отключается с помощью реле РДШ (реле - дифференциальный шунт).

Выключатель АБ-2/4 является поляризованным, т.е. срабатывает при протекании токов определенного направления. Выключатель имеет пружинно-магнитный механизм отключения и лабиринтную дутогасительную камеру. Магнитная система механизма выключателя выполнена по тому же принципу, что и магнитная система выключателя ВАБ-43. На фидере тяговой подстанции АБ-2/4 устанавливаются по два выключателя последовательно.

Выключатель ВАБ-43 поляризованный, устанавливается по два БВ последовательно на фидер тяговой подстанции и по одному - на посту секционирования. Дугогасительная камера — продольно-щелевая. Она имеет две секции, размещенные параллельно. Благодаря этому при ограниченных размерах камеры удается растянуть в ней дугу до двойной длины.

При профилактических испытаниях БВ на тяговых подстанциях производится настройка выключателей на ток отключения. Для настройки могут быть использованы прямой и косвенный методы.

44

Выключатель ВАБ-49 рассмотрим подробнее. ВАБ-49 разработан на основе выключателей ВАБ-28 и ВАБ-43, хотя имеет значительные конструктивные отличия. Выпускаются четыре модификации выключателя:

ВАБ-49-3200/30-Л-УХЛ4 на 3200 А и ВАБ-49-5000/30-Л-УХЛ4 на 5000А

применяются только по два, соединенные последовательно - ВАБ-49/1-3200/30-Л- УХЛ4 и ВАБ-49-4000/30-К-УХЛ4 на 4000 А, применяются в одиночном исполнении. Буква Л обозначает, что выключатель устанавливается на линиях постоянного тока для защиты их от токов КЗ и недопустимых перегрузок. Буква К означает, что выключатель устанавливается в качестве катодного на преобразователях переменного тока в постоянный для защиты от обратных токов. Все выключатели выпускаются на номинальное напряжение 3300 В, а наибольшее рабочее — 4100 В, предназначены для работы в районах с умеренным и холодным климатом, в закрытых отапливаемых помещениях [3].

Выключатель изображен на рисунке 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 пружин 47 и упора 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 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 установлен 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 рисунке 5.1.

45

36

15	16	17
			18

19

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

Рисунок 5.1 – Быстродействющий выключатель постоянного тока ВАБ-49

Дугогасительная камера изображена на рисунке 5.2. Она имеет М-образную форму, состоит из асбоцементных наружных щитов 13 и 14 и внутренних перегородок 16, отделенных от наружных щитов брусками 15. Meжду внутренними перегородками установлены рога 1 и 11. С двух торцов камеры между щитами 13 и 14 установлены дугогасителые блоки 7 и пламягасительные жалюзи 8.

		Сверху		и снизу		камера
		закрыта крышками 3 и 9.
		Дугогасительные			блоки		7,
	7	размещенные с обеих сторон
	8	камеры, состоят из пластин 20,
		разделенных изоляционными
	6
		пластинами		18	и	19	и
	5	собранных на изоляционных
		стержнях 10.
		Пламягасительные				жалюзи
		состоят	из	тонких стальных
		пластин	17,		разделенных
		изоляционными			шайбами		и
	Рисунок 5.2– Дугогасительная камера ВАБ-49	собранных		на изоляционных

стержнях. С помощью пластин 2, расположенных с двух сторон камеры, она устанавливается на контактный блок, где имеется специальный подшипник для поворота камеры при осмотре и ремонте.

На рисунке 5.1 ВАБ-49 показан во включенном положении., а на рисунке 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.

Рисунок 5.3– Привод выключателя ВАБ-49 а – в отключенном состоянии; б – в предвключённом состоянии

37

Для включения выключателя необходимо нажать кнопку включения (рисунок 5.4). Контакт кнопки SBC замыкает цепь 3-6. Контактор КМ получает питание и замыкает свои контакты КМ1 и КМ2 в цепи 1-2 катушки выключателя Y А, ток возрастает до 40 А. Главный якорь 2 (рисунок 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. В результате притяжения главного якоря переключаются блок-контакты.

FU1	1	3	5	7	9
				HLG	HLR
		КВ1		КВ

КМ1

КM2

R1

FU2

SBT	C1	КМ	КВ2
			QF1	QF2	QF3
КАD
	C2
		SBС
R2

2 4 6 8 10

Рисунок 5.4. Принципиальная схема управления выключателя ВАБ-49

Контакт QFl замыкает цепь 5-6, блокировочное реле KB получает питание и своим контактом КВ1 размыкает цепь 3-6 контактора КМ. Контактор размыкает контакты КМ1и КМ2в 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 (рисунок 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 (рисунок 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 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 рисунке 5.4. При размыкании цепи 1-4 катушка

38

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 уничтожается 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.

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

L1 40

	5	6	7	8	9
	4
	3			10
	2
	1				11
					410max
					L
30	40
			12		L2

S

680

Рисунок 5.5 – Реле РДШ

Реле РДШ состоит из магнитопровода 3 на котором установлена планка 5 со скобой 2. К скобе 2 прикреплена шкала 8 с четырьмя значениями уставки, которые указывает стрелка. Уставка регулируется пружиной 10, изменяющей зазор δ между магнитопроводом 3 и якорем 6, с которым жестко связан подвижный контакт 5. 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 3 токи I1 и I2 направлены встречно.

При КЗ аварийный ток в защищаемой цепи возрастает быстро, и соотношение 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

39