Аппаратура защиты и управления схем электропитания приборов и средств автоматизации.

Назначение. Данная аппаратура, устанавливаемая в системе электропитания приборов и средств автоматизации, предназначена обеспечить:

· включение и отключение электроприемников и участков сетей в нормальном режиме работы;

· надежное отсоединение электроприемников и линий для ревизий и ремонтных работ;

· защиту от всех видов коротких замыканий и от перегрузки в тех случаях (когда это требуется).

Сочетание при эксплуатации. В питающей и распределительной сетях эта аппаратура используется в определенных сочетаниях:

В – выключатель

Пр – предохранитель

АВ – автоматический выключатель

МП – магнитный пускатель

ТР – тепловой расцепитель

При этом следует иметь ввиду:

а) в цепях электрических приемников, имеющих встроенные выключатели и предохранители, АЗиУ не устанавливаются;

б) в цепях электрических приемников, имеющих встроенный предохранитель, предусматривается только аппарат управления;

в) в заземляющих проводниках всех видов установка АЗиУ запрещается;

г) в нулевых проводниках (в том числе и при использовании их в качестве заземляющих) АЗиУ может устанавливаться только, если они отключают все фазные провода;

д) в цепях питания взаимосвязанных устройств (например, датчик − вторичный прибор), отдельные элементы которых не работают независимо друг от друга, устанавливаются общие АЗиУ. При этом на ответвлениях к отдельным элементам регуляторов (например, регулирующий прибор при дистанционном управлении) предусматриваются индивидуальные выключатели.

е) в цепях понижающих трансформаторов при разветвленной вторичной сети АЗиУ устанавливаются со стороны обмоток первичного и вторичного напряжений в каждом присоединении электроприемника, у которого отсутствует АЗиУ.

АЗиУ призваны, в первую очередь, оберегать приборы и средства автоматизации от аварийных (ненормальных) режимов. К ним относятся:

а) короткие замыкания —наиболее опасный аварийный режим. В большинстве случаев он возникает из-за пробоя или перекрытия изоляции. Токи к/з достигают значений, в десятки и сотни раз превосходящих токи в нормальном режиме, а их тепловое воздействие может привести к повреждению всей электрической установки.

б) тепловые перегрузки — могут возникать при длительном повышении напряжения сети, обрыве одной из фаз, а в электрических двигателях исполнительных механизмов и электрических приводов задвижек и вентилей ─ при заедании или застопорении механизма. Вызывают ускоренное старение и разрушение изоляции, что приводит к короткому замыканию.

АЗиУ может осуществлять один или несколько видов защиты.

 

Выбор АЗиУ сис-м автоматизации.

Выбор выключателей (пакетные выключ, рубильники, тумблеры)

Данные элементы служат:

а) для включения и отключения отдельных электроприемников и участков сетей в нормальном режиме;

б) для отключения их при производстве ремонтных работ.

Выбор этих аппаратов производится по следующим признакам;

а) по номинальному напряжению сети;

U _{ном. выключ} ≥ U _{ном. сети};

б) по длительному расчетному току цепи:

I _{ном.рубил.} ≥ I _длит;

I _{откл.тумблера} ≥ I _длит;

Выбор предохранителей

Данные элементы предназначены для защиты электрических приемников и сетей от к/з и перегрузки. Работа таких элементов основана на тепловом действии электрического тока, т.е. при превышении тока плавкая вставка расплавляется (перегорает). Обычно используют предохранители с малой тепловой инерцией (безинерционные) с медным токопроводящим мостиком.

Предохранители выбирают по следующим критериям:

а) по номинальному напряжению сети

U _{ном.предохр.} ≥ U _{ном. сети};

б) по длительному расчетному току линии

I _{ном.вставки} ≥ I _длит;

Выбор автоматических выключателей (АВ)

АВ служат для:

а) защиты аппаратов от коротких замыканий и перегрузок;

б) для оперативных отключений электрических цепей и отдельных электроприемников при нормальных режимах работы.

По видам защиты различают АВ:

а) за щи та от к/з — с электромагнитным расцепителем. Выключатель с электромагнитным расцепителем имеет в каждой фазе электромагнитное реле максимального тока. Когда ток в защищаемой цепи превышает определенное значение, сердечник реле втягивается и при помощи специального механизма, снабженного пружиной, контакты автоматического выключателя размыкаются. Включаются АВ кнопкой или рукояткой; предусматривается также возможность ручного отключения.

б) защита от перегрузок — с тепловым расцепителем или с электромагнитным расцепителем с гидравлическим замедлением срабатывания (для защиты от перегрузки) В тепловой расцепитель входит биметаллическая пластина. При перегрузке защищаемой цепи один из концов биметаллической пластины изгибается и через механизм расцепления производится отключение АВ.

в) защита от к/з и перегрузок − комбинированные (электромагнитный и тепловой или электромагнитный с гидравлическим замедлением срабатывания).

Выбор АВ производится по следующим критериям (а и б как у выключателей):

а) по номинальному напряжению сети:

U _{ном.авт.выключ} ≥ U _{ном. сети};

б) по длительному расчетному току цепи:

I _{ном.авт.выключ} ≥ I _длит;

Выбор магнитных пускателей

Служат для:

а) дистанционного включения и отключения электрических приемников (в частности, для управления электродвигателями ИМ и электрическими приводами задвижек)

б) для защиты от перегрузки и понижения напряжения, блокировки с другими аппаратами и электрического реверсирования.

Выбор пускателей производится:

а) по мощности электродвигателя ИМ или задвижки;

б) по номинальному напряжению сети.

U _{ном.пуск} ≥ U_{ном. сети},

где U _{ном.пуск}— номинальное напряжение катушки пускателя.

Выбор тепловых реле

Выбираются по номинальному току двигателя (или длительному расчетному току):

I _{ном.тепл.реле} ≥ I _{ном.двиг};

Если известны номинальные мощности электроприемников, то их номинальные токи могут быть определены по следующим соотношениям:

а) для трехфазных электроприемников переменного тока:

,

где N — номинальная мощность электроприемника (или группы электроприемников), кВА; U _ном — номинальное напряжение (для электроприемников переменного тока − линейное напряжение сети), В; cosφ — коэффициент мощности (для двигателей привода задвижек равен 0.88 −0.90); η — КПД электродвигателя (0.7 − 0.85).

б) для однофазных электроприемников, присоединенных к одной фазе сети трехфазного тока:

,

где U _ном.ф — номинальное фазное напряжение, В.

в) для электроприемников постоянного тока:

,

где P — номинальная мощность электроприемника (или группы электроприемников), кВт.