Електричні апарати (стр. 24 из 31)

Оскільки основне призначення автоматів розмикати коло, то важлива їх характеристика – це повний час вимикання

і власний час вимикання .

Якщо до моменту розмикання контактів кола струм досягає усталеного стаціонарного значення, то автомат називається звичайним, його час

≥ 0,01 с. Такий автомат не забезпечує струмообмеження, і його контактами вимикається струм КЗ.

Якщо ж до розмикання контактів струм не досягає усталеного значення, то автомат вимикає, як правило, струм значно менший струму КЗ. Це полегшує роботу самого автомата і зменшує рівень термічного і електродинамічного навантаження на апаратуру – це швидкодіючий автомат. В швидкодіючих автоматах

≥ 0,02 – 0,08 с.

Іноді, якщо струм наростає дуже швидко, до моменту розходження контактів він досягає великих значень. Ефект струмообмеження в даному випадку менший. Тому для досягнення струмообмеження, конструюються автомати з спеціальними пристроями, що реагують на швидкість зміни струму, а не на струм.

17.4 Напівпровідникові розчеплювачі

Електромагнітні розчеплювачі створені на електромеханічному, термомагнітному, магнітострикційному та інших принципах. В сучасних автоматичних вимикачах застосовують напівпровідникові розчеплювачі, які на відміну від електромеханічних мають вищу точність параметрів спрацювання, час спрацювання і пограничний струм, як функцію часу спрацювання ( це особливо важливо в режимі повторюваних вимикань).

На рис. 17.2 приведено блок-схему напівпровідникового розчеплювача.

Напівпровідниковий розчеплювач включає в себе :

1 – датчик режиму (трансформатор струму або дросельний магнітний підсилювач). Блок 1 – вимірює струм установки, що вимикається;

2 – Блок 2 – аналізує сигнал, що поступає із блоку 1. Якщо сигнал відповідає струму перевантаження, то включається блок 3.

3

– Блок 3 – запускає напівпровідникове реле 4. Воно створює залежну від струму витримку в часі (ділянка б-г на кривій витримки часу рис. 17.3).

4 – Блок 5 – підсилювач сигналу до рівня необхідного, щоб спрацювала електромеханічна система.

Струм з реле 4 йде на підсилювач, а далі починає працювати електромеханічна частина напівпровідникового розчеплювача.

При режимі КЗ, сигнал, який поступає на блок 2, достатній для запуску блоку 7, що відіграє роль реле відсічки. Воно виробляє сигнал миттєвого вимикання. Блок 6 при необхідності створює деяку затримку спрацювання. Це необхідно при короткочасному самостійно зникаючому короткому замиканні. Автомат „чекає”, чи не зникне КЗ, і не відключає напругу з установки миттєво. Блок 5 підсилює сигнали, що поступають з блоку 4 і 6 і подає на вимикаючу коло котушку. В якості часозадаючого елемента використовують RC – коло. Елементами реле служать транзистор, тиристор, стабілізатор.

17.5 Вимикачі гасіння магнітного поля

При несправностях в обмотках електричних машин (пробій ізоляції, замикання обмоток) необхідно як можна скоріше вимкнути магнітне поле збудження машини. Чим швидше це буде зроблене, тим меншими будуть пошкодження. Вимикачі гасіння магнітного поля відключають обмотку збудження від джерела живлення.

Як правило, вимикачі гасіння виготовляються на струми до 6.3 кА, а в окремих випадках до 12 кА і до 660 В змінного струму, 50 – 60 Гц, та 440 В постійного.

В процесах електролізу застосовуються установки, де струм досягає 100 кА. Особливість цих вимикачів в тому, що вони мають дві пари контактів: вмикаючі і вимикаючі, що працюють із затримкою. Сучасні вимикачі можуть вимикати струми 200 – 300 кА. Вимикати безпосередньо обмотку збудження електродвигуна не можна. Внаслідок великої індуктивності обмотки при її обриві буде висока напруга на її зажимах, здатна пробити ізоляцію обмотки.

Широке застосування отримав метод гасіння поля шляхом розрядки обмотки збудження на резисторі.

При замиканні контактів (3) включається обмотка збудження і паралельний їй розрядний резистор

Час вмикання такий, що контакти через соті долі секунди розмикаються контактами реле (4).

При розмиканні (аварійному або оперативному) спочатку розмикаються контакти розрядного резистора, а потім котушки збудження. Цей спосіб гасіння обмежений в часі, бо:

→

Щоб ефективно регулювати

в залежності від величини його струму ставлять нелінійний опір R_р.

При цьому оптимальним є такий процес гасіння, коли струм в обмотці збудження падає по лінійному закону (рис. 17.5). Це досягається застосуванням в якості опору дугогасильної решітки (рис. 17.6). Сама дуга при цьому служить нелінійним опором. Послідовне включення вимагає більшої кількості пластин у дугогасильній камері (Дк).

Марки апаратів для гасіння магнітного поля – АГП. АГП – апарат гасіння поля.

18. Автоматичні вимикачі загально-промислового застосування

18.1 Вибір і характеристики автоматичних вимикачів.

Автоматичні вимикачі вибирають виходячи із номінального струму і номінальної напруги, а також із необхідності витримки часу вимикання і величини граничних струмів вимикання.

Номінальний струм повинен задовольняти умову:

А номінальна напруга –

Для автоматів із електромагнітним розчеплювачем:

Граничний струм вимикання автомата:

1) Для автоматів захисту двигуна, що працює в повторно-короткочасному режимі, номінальний струм електромагнітного розчеплювача приймається рівним струму двигуна в режимі ПВ=25%.

2) Для автомату захисту двигунів із короткозамикнутим ротором струм уставки (тобто струм, що вважається заданим встановленим струмом) електромагнітного розчеплювача

I_устем ³ (1.5¸1.8)I_отпуск.

3) Для двигуна із фазовим ротором

4) Для групи короткозамкнутих двигунів струм уставки розчеплювача визначається так:

де

– береться як різниця між струмами двигунів, де вона найбільша.

5) Для групи двигунів із фазним ротором

де

– струм двигуна із найбільшим струмом

6) Вибір по струму КЗ

(для автоматів з електромагнітним розчеплювачем).

(для автоматів із комбінованим розчеплювачем).

Граничний струм вимикання автомату

повинен бути не менше

18.2 Загальна характеристика серійних автоматів

Сучасні серійні автомати, що застосовуються в народному господарстві, розраховані на різні умови роботи. Тому вони помітно відрізняються по конструкції, вигляду, вартості, в залежності від свого призначення. Основний критерій, по якому розділяють автоматичні вимикачі – це номінальні струми і напруги. Як правило, автомати на невеликі струми мають ручний привід, а автомати на високі і надвисокі – електродвигунний. В них вмикаючу пружину “взводить” невеличкий двигун. Час вмикання такого апарата – 0,35 – 0,55 с. Так, в апаратах “Электрон”, розрахованих на

1000 – 6300 А, привід або ручний, або електромагнітний, або дистанційний електродвигунний.

Широкозастосовані серії апаратів і їх номінальні струми приведені нижче:

Характеристики автоматів серії 3700 різних модифікації дано в таблиці 18.1. Більш детальні дані по серійних автоматах можна знайти в довідниках та паспортних даних до кожного типу апарату.

Таблиця 18.1. Характеристики автоматів типу А3100 - А3700

Тип	Iном, А	U, В	Число полюсів	Тип розчеплювача	Струм установки розчеплювача, А	Граничний струм вимикання, кА	Час вимикання, с
А3100	50	110;120	1,2,3	Тепловий	15-20	1,6-3,6	0,025
А3120	200	220	2,3	Електро-магнітний	15-100	Постій-ний 20
А3130	200	220	Електро-магнітний	100-200	17-28	0,015
А3710Б	160-130	440;660	Тепловий, електро- магнітний, напівпро- відниковий	−	110 (із струмо- обмеже-нням)
А3710Ф	160-630	220;380	Тепловий, електро- магнітний.	−	25-50	0,03

18.3 Принцип роботи автомата А3100 та А3700