Максимальная токоваязащита УМЗ

Максимальная токоваязащита УМЗ      

Принципиальная схема устройства максимальной токовой защиты УМЗ  представлена на рис. 1[2]. Защита УМЗ встроена в рудничные магнитные пускатели ПВИ, ПМВИ и ПВ, станции управления СУВ-350 и в другую рудничную аппаратуру.

Рисунок 1 – Электрическая  схема УМЗ      

Схема УМЗ состоит  из двух одинаковых цепей, каждая из которых  содержит трансформатор тока ТА, шунтирующие  резисторы R_Ш, R_П, регулировочный резистор R_Р , выпрямительный мост V и исполнительное электромагнитное реле постоянного тока К. Резистор R_Ш присоединен непосредственно к вторичной обмотке трансформатора тока ТА, а резистор R_П - через переключатель S, который в рабочем режиме замкнут. Таким образом, сопротивление цепи, присоединенной параллельно вторичной обмотке трансформатора тока ТА, составляет

     Ток I₂ вторичной обмотки ТА, определяемый первичным током I₁ и коэффициентом трансформации K₁,создает на шунтирующем цепи с сопротивлении R напряжение, которое подается на выпрямительный мост V, нагруженный на электромагнитное реле К. Таким образом, исполнительное реле присоединяется к схеме не как токовое, а как реле напряжения. При подаче на обмотку реле выпрямленного напряжения ток в обмотке реле изменяется по экспоненциальному закону с постоянной времени, определяемой соотношением активных сопротивлений элементов схемы и индуктивности катушки релеК.

     Особенностью защиты УМЗ является также то, что параметры шунтирующих сопротивлений и катушки реле выбраны такими, что магнитный поток в магнитопроводе при переходных процессах в сети, обусловленных пусковыми токами АД, не достигает потока троганья реле. Это дает возможность практически отстраивать защиту УМЗ по фактическому пусковому току АД, что значительно расширяет зону ее действия.      

Требуемые установки  УМЗ устанавливают при помощи регулировочных резисторов R_П. Действие УМЗ проверяется поочередно для каждой цепи защиты. Для этого, не изменяя уставок защиты, при которых защита отстроена от пусковых токов присоединенного АД, резистор R_П отключается переключателем S от проверяемой цепи защиты. В результате сопротивление цепи, присоединенное параллельно вторичной обмотке ТА, увеличивается и окажется равным R_Ш. теперь при пуске АД защита должна сработать, поскольку напряжение не зажимах реле повысится.       

Конструкция УМЗ состоит  из двух трансформаторов тока типа ТТЗ и блока защиты, в котором  размещены все элементы схемы  и механизм взвода защиты. Блок защиты для различных по номинальному току пускателей выполняется взаимозаменяемым и состоит из следующих основных узлов: лицевой панели, задней панели со штепсельными контактами; правой боковой панели со смонтированными на ней механизмами взвода защиты и кнопочным элементом с размыкающим и замыкающим контактами мостиками; левой боковой панели. Между боковыми панелями закреплена скоба, на которой установлены два электромагнитных реле, а также валик отключающего механизма. На лицевой панели расположены шкалы уставок в относительных единицах, рукоятки изменения уставок, рукоятки тумблеров переключения защиты в положения «Работа» или «Проверка», а также толкатель отключающего механизма.  
       Рисунок 2 – Зависимость собственного времени срабатывания УМЗ от кратности тока КЗ току уставки      

На рис. 2 была показана зависимость собственного времени  срабатывания УМЗ от скорости тока КЗ к току уставки. Уставки срабатывания УМЗ на шкалах нанесены в условных единицах.

Максимальная токовая  защита ПМЗ       

Максимальная токовая  защита ПМЗ      [2] устанавливается в новой рудничной электрической аппаратуре. Принципиальная электрическая схема ПМЗ приведена на рисунке 3. Она состоит из установленных в трех фазах трансформаторов тока ТА1, ТА2 и ТА3 и блока защиты, в котором размещены остальные элементы схемы.

Рисунок 3 – Электрическая  схема ПМЗ      

Вторичные обмотки ТТ соединены в звезду, параллельно  каждой обмотке присоединены резисторы R. Между началами вторичных обмоток и нулевым проводом присоединены измерительная и исполнительная части схемы ПМЗ. При такой схеме ТТ являются не только датчиком тока, но и источником питания цепи исполнительного органа защиты, состоящей из последовательно включенных трехфазного выпрямительного моста, собранного на диодах V1, V3, V5, диода V18, обмотки независимого расцепителя QF1 автоматического выключателя, тиристора V14 и диода V10. Параллельно обмотке независимого расцепителя QF1 присоединена одна из обмоток двухобмоточного электромагнитного реле К с магнитной защелкой.      

Измерительная часть  схемы содержит трехфазный выпрямительный мост на диодах V7, V8 и V9, делитель напряжения на резисторах R4…R7 и полупроводниковое  реле короткого замыкания, вход которого присоединен к делителю напряжения, а выход – к управляющему электроду тиристора V14.      

Полупроводниковое реле состоит из стабилитрона V11, диода V12, конденсатора С1, резисторов R8 и R9, тиристора V13, конденсатора С2.      

Чтобы проверить действие зашиты, параллельно измерительной части схемы через переключатель SА присоединен трехфазный выпрямитель, с вентиляторами которого V2, V3 и V6 последовательно соответственно резисторы R1, R2 и R3.       

Питание исполнительной части схемы от ТТ осуществляется напряжением, снимаемым с резистора R, а измерительной части схемы – напряжением, снимаемым с параллельно соединенных резисторов и одним из резисторов R1(R2, R3).      

Установка тока срабатывания ПМЗ регулируют переменным резистором R5, размещенным в одном из плеч делителя напряжения.       

При возникновении в  защищаемой сети аварийного тока, превышающего уставку защиты, напряжение с резистора R, пропорциональное вторичному току ТА1-ТА3, подается на силовой тиристора V14, а  напряжение с параллельно соединенных резисторов R и R1 (R2, R3) – на делитель напряжения. Если ток в сети достигает значения, при которой напряжение на плече делителя с резисторами R6 и R7 превышает напряжение стабилизации стабилитрона V11, то подается сигнал на управляющий электрод тиристора V13, вызывая его отпирание и подачу тока смещения на управляющий электрод V14. При этом V14 открывается, что вызывает срабатывание независимого расцепителя QF1 автоматического выключателя и поляризованного реле К, рабочая обмотка которого включена параллельно обмотке указанного расцепителя. Замыкающий контакт реле К2 включает цепь сигнализации о срабатывании ПМЗ, а размыкающий контакт К1, разрывая цепь питания нулевого расцепителя автоматического выключателя, блокирует его.      

Возврат поляризованного реле К в исходное состояние осуществляется подачей напряжения на его дополнительную обмотку от трансформатора управления TV.       

Для проверки действия ПМЗ  переключатель SА устанавливается  в положение «Проверка», при котором  общая точка выпрямителя, собранного на диодах V2, V4 и V6 с резисторами R1, R2 и R3, оказывается отсоединенной от вторичных обмоток трансформаторов тока ТА1, ТА2 и ТА3. В результате этого при возникновении тока в первичной цепи на измерительную часть схемы напряжение подается не с параллельно соединенных резисторов R, R1(R2, R3), а с резистора R. Поэтому чувствительность схемы ПМЗ повышается.      

Проверку действия защиты производят при пуске АД. Если уставка  выбрана из условия отстройки  от пусковых токов присоединенного  к выключателю АД, то ПМЗ срабатывает. После проверки действия ПМЗ переключатель SА устанавливается в положение «Работа».       

На рисунке 4 приведена  зависимость среднего времени срабатывания ПМЗ от кратности тока КЗ к току уставки.      

Блок ПМЗ выполнен быстросъемным, в пылевлагозащищенном исполнении. В корпусе блока на платах с печатным монтажом установлены элементы схемы. На лицевую часть выведены ручка уставок, шкала уставок, рукоятка переключателя положения «Работа» или «Проверка». Для обеспечения быстросъемности блок имеет контактную вилку штепсельного разъема.

.

 

Рисунок 4 – Зависимость  собственного времени срабатывания ПМЗ от кратности тока КЗ току уставки

ПУСКАТЕЛИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РУДНИЧНЫЕ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЕ до 1140 В

Ниже приведены общие технические требования.

В виде примера,пускатель  ПВР250/315РТ

 

 

 

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на электромагнитные низковольтные  рудничные взрывозащищенные пускатели (далее - пускатели), предназначенные  для применения в трехфазных электрических сетях переменного тока промышленной частоты с изолированной нейтралью трансформатора в угольных шахтах, опасных по газу (метану) и (или) угольной пыли, для дистанционного прямого пуска и остановки трехфазных асинхронных электродвигателей, а также для защиты их от перегрузки и токов короткого замыкания в отходящих силовых цепях.

Установленные настоящим стандартом технические требования, виды и методы испытаний, а также их перечень могут  конкретизироваться в технических  условиях на пускатели и (или) технических требованиях, согласованных между изготовителем и потребителем.

2 Нормативные  ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие  стандарты:

ГОСТ 20.57.406-81 Комплексная система  контроля качества. Изделия электронной  техники, квантовой электроники и электрические. Методы испытаний

ГОСТ 2933-83 Аппараты электрические  низковольтные. Методы испытаний

ГОСТ 12434-83 Аппараты коммутационные низковольтные. Общие технические условия

ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для  различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части  воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 15543.1-89 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости  к климатическим внешним воздействующим факторам

ГОСТ 16962.1-89 (МЭК 68-2-1-74) Изделия электротехнические. Методы испытаний на стойкость к  климатическим внешним воздействующим факторам

ГОСТ 16962.2-90 Изделия электротехнические. Методы испытаний на стойкость к  механическим внешним воздействующим факторам

ГОСТ 17516.1-90 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости  к механическим внешним воздействующим факторам

ГОСТ 22929-78 Аппараты защиты от токов  утечки рудничные для сетей напряжением  до 1200 В. Общие технические условия

ГОСТ 24754-81 Электрооборудование рудничное  нормальное. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ Р 50030.1-2000 (МЭК 60947-1-99) Аппаратура распределения и управления низковольтная. Общие требования и методы испытаний

ГОСТ Р 51330.0-99 (МЭК 60079-0-98) Электрооборудование  взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования

ГОСТ Р 51330.1-99 (МЭК 60079-1-98) Электрооборудование  взрывозащищенное. Часть 1. Взрывозащита вида «взрывонепроницаемая оболочка»

ГОСТ Р 51330.10-99 (МЭК 60079-11-99) Электрооборудование  взрывозащищенное. Часть 11. Искробезопасная  электрическая цепь i

ГОСТ Р 51330.20-99 Электрооборудование  рудничное. Изоляция, пути утечки и электрические зазоры. Технические требования и методы испытаний

Примечание - При пользовании настоящим  стандартом целесообразно проверить  действие ссылочных стандартов по указателю  «Национальные стандарты», составленному  по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены  следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 главная цепь пускателя: Все токоведущие части, включенные в цепь, предназначенную для передачи электрической энергии электродвигателю.

3.2 вспомогательная цепь пускателя: Все токоведущие части, включенные в цепь, предназначенную для управления, измерения, сигнализации и т.д. и не являющуюся главной цепью.

3.3 номинальный рабочий ток пускателя (I_ном): Ток, на который рассчитана длительная работа токоведущих элементов главной цепи.

3.4 наибольшее рабочее напряжение пускателя (U_ном): Наибольшее напряжение промышленной частоты, длительное приложение которого к контактам разных фаз пускателя допустимо по условиям работы его изоляции и соответствует наибольшему рабочему напряжению в электрической сети. В это понятие не входят кратковременные повышения напряжения в аварийных условиях и при сбросе нагрузки.

3.5 предельная коммутационная способность пускателя: Состояние, характеризуемое:

- наибольшей отключающей способностью  при операции отключения (операция  О);

- наибольшей включающей способностью  при операции включения (операция  В);

- наибольшей включающей и отключающей способностью, содержащей операцию включения и последующего отключения (ВО).

Наибольшая отключающая способность  выражается действующим значением  периодической составляющей ожидаемого тока в цепи (без пускателя) в момент, соответствующий появлению дуги в результате отключения.

Наибольшая включающая способность  выражается наибольшим мгновенным значением  ожидаемого тока в цепи (без пускателя), которую способен замкнуть пускатель.

Предельная коммутационная способность  в цикле ВО выражается наибольшей отключающей способностью.

3.6 стойкость пускателя к сквозным токам: Способность пускателя при включенном положении выдерживать воздействие токов короткого замыкания без приваривания контактов, выбрасывания ножей разъединителя и разъемных контактных соединений и без других повреждений, препятствующих исправной работе пускателя.

3.7 электродинамическая стойкость пускателя: Способность конструкции выдерживать воздействие наибольшего тока короткого замыкания (амплитудное значение) за время его протекания без повреждений, препятствующих дальнейшей исправной работе пускателя.

3.8 термическая стойкость пускателя: Способность конструкции выдерживать воздействие наибольшего тока короткого замыкания (действующее значение) в течение 1 с без нагрева токоведущих частей до температур, превышающих допустимые при токах короткого замыкания, и без повреждений, препятствующих дальнейшей исправной работе пускателя.

 

4 Технические требования

4.1 Общие требования

Пускатели должны изготавливаться  в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51330.0, ГОСТ Р 51330.1, ГОСТ Р 51330.10, ГОСТ Р 51330.20, ГОСТ 12434 и настоящего стандарта.