Будова, робота і технічний опис вимірювального стенду

Призначення. Вимірювальний стенд призначений для вимірювання швидкості і часу увімкнення та вимкнення вимикача ВМП-10.

Склад вимірювального стенду. Вимірювальний стенд складається з блоку керування, в якому знаходяться кола керування і живлення кіл увімкнення і вимкнення вимикача ВМП-10, і механізму для кріплення паперу і вібрографа до рухомого стрижня вимикача ВМП-10.

Блок керування містить:

• Автомат (40 А) - призначений для подачі живлення в коло блоку керування;

• Ключ керування (КК) - призначений для подачі живлення в коло вимикача;

• Сигнальна лампа живлення 220 В (Л1);

• Сигнальні лампи зелена (ЛЗ) і червона (ЛЧ), що показують положення вимикача (вимкнений або увімкнений відповідно);

• Діодний міст - призначений для перетворення змінного струму 220 В у постійний струм з напругою 220 В для живлення електромагнітів увімкнення (ЕУ) та вимкнення (ЕВ) вимикача ВМП-10;

•Трансформатор 220/12, знижуючий з 220 В до 12 В для живлення вібрографа;

• Секундомір електричний (220 В);

• Віброграф.

 

Рис.4.1 Схема блоку керування

1 – Автомат живлення блоку керування; 2 – Діодний міст; 3 – Клемник;
4 – Ключ керування; 5 – Контакти вимикача(робочі); 6 – Секундомір;
7 – Трансформатор 220/12; 8 – Блок- контакти вимикача; 9 – Штепсельний роз'єм.

Швидкість руху рухомих частин вимикача характеризує якість регулювання вимикача і приводу.

Велика швидкість може викликати надмірні ударні механічні навантаження, мала швидкість може привести до вібрації і зниження вимикаючої здатності вимикача.

Широко поширений метод вимірювання швидкості увімкнення та вимкнення вимикача за допомогою вібрографа.

Рис.4.2 Розріз вібрографа

Вібрографом (рис.4.2) є електромагніт, що складається з котушки 1 і осердя 2 з легким якорем 4.

Якір укріплений на сталевій пружинячій пластинці 5, закріпленій одним кінцем на корпусі вібрографа 7.

На вільному кінці пластини укріплена обойма 3 з графітовим стрижнем (олівець), проти якого розміщують паперову стрічку (міліметрівку), зв'язану з рухомим контактом вимикача. В обоймі є пружина, що забезпечує необхідне притискання графітового стрижня до паперу. До котушки вібрографа підводиться струм (для безпеки персоналу напруга 12-36 В) частотою 50 Гц. При кожній півхвилі напруги пластинка з графітовим стрижнем притягується до осердя, здійснюючи таким чином 100 коливань за одну секунду.

Регулювальним гвинтом 6 підбирається така величина амплітуди коливань пластинки, яка зручна для запису.

До рухомої частини вимикача кріпиться планка із смужками паперу (міліметрівки). Віброграф встановлюється біля цієї планки так, щоб його графітовий стрижень здійснював коливання в площині, перпендикулярній руху стрічки.

При русі паперової стрічки разом з рухомою частиною вимикача графітовий стрижень викреслить на стрічці періодичну криву, близьку до синусоїдальної з періодами різної довжини.

По цій віброграмі можуть бути визначені хід, час і швидкість руху рухомих частин вимикача. Хід рухомих частин визначається безпосереднім вимірюванням довжини віброграми. Час руху визначається по числу періодів синусоїди. Швидкість руху рухомих частин на всьому шляху різна.

Середня швидкість на даній невеликій ділянці визначається з виразу:

= [м/с], або

= [м/с]),

де S – довжина ділянки (см); а і в – періоди коливань, які беруться для отримання середньої швидкості увімкнення або вимкнення в точці дотику або розриву стрижня і розетки (рис.4.2);

t – час руху на цій ділянці (сек).

При розгляді віброграми на одному періоді коливань швидкість на даному проміжку визначається як

= = [м/с]

Рис.4.3. Віброграма:

а –період, в якому знаходиться точка дотику (розриву) стрижня і розетки;

в – період, в якому знаходиться точка дотику (розриву) стрижня і розетки.

 

Перед зняттям швидкісних і часових характеристик вимикача проводять його регулювання і перевірку.

За допомогою спеціальних лінійок, закріплених в рухомих стрижнях, вимірюють повний хід контактів (що відповідає повній довжині віброграми). За допомогою цих же лінійок і сигнальних ламп, визначають точку дотику контактів при увімкненні і точку розмикання при вимкненні, які позначають на віброграмі (рис.4.4).

Увімкнення:

Напрямок руху

Точка дотику стрижня і розетки

Вжим

Повний хід стрижня

Вимкнення:

Напрямок руху

Точка розмикання стрижня і розетки

Вжим

Повний хід стрижня

 

Рис.4.4. Віброграми увімкнення та вимкнення.

Вжим складає мм (Відстань від точки дотику стрижня і розетки до кінця руху в розетці).

Повний хід стрижня - мм (Рух стрижня від початку і до кінця руху)

 

Порядок виконання роботи

1. Зібрати схему вимірювальної установки:

Приєднати кріпильний механізм до полюса вимикача (рис.4.5). Рухому планку А кріпильного механізму угвинтити в рухомий стрижень. Фіксуючі планки Б механізму закріпити болтами до полюса вимикача. До кріпильного механізму прикріпити віброграф В.

Зібрати схему вимірювальної установки згідно рис.4.6.

· Приєднати заземлення до вимикача від блоку керування;

· Приєднати дроти від виводів блоку управління (коло секундоміра ~220 В) до втичних контактів полюса вимикача;

· Приєднати дроти від виводів блоку керування до вібрографа (живлення ~12 В);

Рис.4.5. Розріз полюса ВМП – 10

· Приєднати штепсельний роз’єм (ШР) вимикача до блоку керування;

· Приєднати роз'єм кабелю живлення до блоку керування;

· Приєднати роз'єм кабелю живлення в силовій збірці;

· Увімкнути автомат в силовій збірці, подати напругу на кабель живлення.

Підключення кола секундоміра і установка кріпильного механізму з вібрографом виконується на різних полюсах вимикача.

КАТЕГОРИЧНО ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ. Торкатися під час проведення вимірювань до вимикача і кріпильного механізму. Відривати папір з віброграмою можна тільки після вимкнення живлення на блоці керування.

2. Провести увімкнення вимикача для отримання віброграми і показань секундоміра.

· Увімкнути автомат на блоці керування, що подає живлення в кола блоку керування - спалахує індикатор живлення Л1. Горить зелена лампочка – вимикач вимкнений.

Рис.4.6. Вимірювальна установка та схема її підключення.

· Повернути ключ керування (КК) в положення «УВІМК» і утримувати ключ керування в цьому положенні до повного увімкнення вимикача. Замикаються контакти ключа керування 9 і 11, 13 і 15, 17 і 19, 21 і 23. Через них проходить постійний струм на контакти 2 і 3 роз'єма ШР і далі на котушку контактора проміжного КП. Контактор вмикається і через його контакти надходить живлення на електромагніт увімкнення. Вимикач вмикається, розмикаються контакти КБУ і коло увімкнення вимикача розривається, що перешкоджає повторному увімкненню. Контакт КБВ замикається, вимикач готовий до вимикання - спалахує червона лампочка (рис.4.1).

Повертаючи КК в положення «УВІМКН», замикаємо контакти КК 1 і 3, протікає струм через котушку секундоміра (секундомір починає відлік), при замиканні контактів вимикача (увімкненні) струм обходить котушку секундоміра через замкнуті контакти КК 1 і 3 далі через замкнуті контакти вимикача; секундомір зупиняється. Секундомір відраховує час від моменту подачі сигналу на вмикання вимикача до моменту дотику стрижня до розетки. Відлік за секундоміром можна співставити з віброграмою, порахувавши число періодів від початку вмикання до точки дотику стрижня і розетки.

Повертаючи КК в положення «УВІМК», подаємо живлення на трансформатор, який живить віброграф. Віброграф вмикається, рухомий контакт вимикача тягне за собою планку механізму з папером, на якій віброграф викреслює криву. Повертаючи КК в нейтральне положення, припиняємо живлення вібрографа (рис.4.1).

· Вимкнути автомат живлення ~220 В на блоці керування.

· Відірвати папір з віброграмою.

· Записати показання секундоміра.

3. Провести вимикання вимикача для отримання віброграми і показань секундоміра.

· Увімкнувши автомат, подати живлення в коло блоку керування; спалахує індикатор живлення Л1. Горить червона лампочка, тобто вимикач увімкнений.

· Повернути КК в положення «ВИМК» і утримувати до повного вимикання вимикача. Замикаються контакти КК 10 і 12, 14 і 16, 18 і 20, 22 і 24, проходить постійний струм на електромагніт вимкнення (ЕВ) через роз'єм ШР (контакти 4 і 2), через КБВ, вимикач вимикається. Розмикаються контакти КБУ, вимикач готовий до увімкнення, горить зелена лампочка (рис.1).

Повертаючи КК в положення «ВИМК», замикаємо контакти КК 2 і 4. Струм протікає через них, через замкнуті контакти вимикача і через котушку секундоміра – секундомір працює. Вимикаючись, вимикач розриває коло, і секундомір зупиняється (рис.4.1). Секундомір відраховує час від моменту подачі сигналу на вимикання до моменту розмикання стрижня і розетки. Відлік за секундоміром можна співставити з віброграмою, порахувавши число періодів від початку вимикання до точки розмикання стрижня і розетки.

· Вимкнути автомат живлення ~220 В на блоці керування.

· Відірвати папір з віброграмою.

· Записати показання секундоміра.

4. Розібрати схему блоку керування:

· Вимкнутити автомат в силовій збірці;

· Від'єднати роз'єм в збірці;

· Від'єднати роз'єм на блоці керування;

· Від'єднати ШР вимикача від блоку керування;

· Від'єднати дроти, що йдуть від блоку керування до вимикача і вібрографа;

· Зняти заземлення з вимикача.

5. Визначити швидкість руху рухомого стрижня в момент увімкнення і вимкнення вимикача ВМП-10 по отриманих віброграмах (рис.4.7,4.8).

 

Увімкнення:

Рис.4.7. Віброграма процесу увімкнення.

Визначити швидкість руху рухомого контакту у момент його торкання з нерухомим контактом

= 10^-1 (м/с), а_увімк , в_увімк (мм);

= 10^-1 = 4,6 м/с;

Допускається: 4,8 ± 0,4 м/с.

Вимкнення:

Рис.4.8.Віброграма процесу вимкнення.

Визначити швидкість руху рухомого контакту у момент розриву контакту з нерухомим контактом

= 10^-1 (м/с); а_вимк , в_вимк(мм);

= 10^-1 = 3,35 м/с;

Допускається: 3,2 ± 0,4 м/с

 

Отримані показання секундоміра:

Увімкнення: 0,14 с.

Вимкнення: 0,04 с.

Допускається:

Увімкнення до 0,3 с.

Вимкнення до 0,07 с.

5. Контрольні запитання

1. Назвіть типи вимикачів,що встановлені в енергосистемах України.

2. Якими параметрами визначається ресурс працездатності високовольтних вимикачів.

3. Назвіть основні функціональні вузли вимикача ВМП-10.

4. Як впливає швидкість руху рухомих частин та часу увімкнення на показник якості функціонування вимикача.

5. Які існують методи вимірювання швидкості увімкнення і вимкнення вимикача?

6. Опишіть метод визначення швидкості руху рухомих частин вимикача ВМП-10 за допомогою вібрографа.

7. Як визначається швидкість руху рухомого контакту в момент розриву з нерухомим контактом?

Список рекомендованої літератури

1. Мандрыкин С. А., Филатов А. А. Эксплуатация и ремонт электрооборудования электрических станций и сетей. Учебник для техникумов. – М.: Энергия, 1975. – 416 с., ил.

2. Мандрыкин С. А., Филатов А. А. Эксплуатация и ремонт электрооборудования электрических станций и сетей. Учебник для техникумов. 2 – е издание, переработанное и дополненное – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 344 с., ил.

3. Васильев С. Е., Забарский Б. М., Забукрицкий Е. И., Холодовский Б. А. Справочник по наладке электроустановок и электроавтоматики. 2 – е издание, переработанное и дополненное. Наукова думка, Киев 1972.

4. Выключатели маломасляные серии ВМП-10. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ОКА.140.007. ТО.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5

ФАЗУВАННЯ силового ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ

Мета і завдання роботи

Мета роботи: опанувати методи фазування і включення на паралельну роботу з мережею силового електрообладнання електростанцій.

Завдання роботи: розглянути існуючі найбільш доступні методи фазування силового електрообладнання. Для заданого трансформатора вибрати метод і провести процедуру фазування з мережею.