Автоматические аппараты управления

Назначение и классификация

Автоматическим выключателем (автоматом) называется аппарат, предназначенный для нечастых размыканий и замыканий электрической цепи и длительного прохождения по нему тока, а также для автоматического размыкания цепей при появлении в них различных ненормальных условий; коммутация цепи происходит между механически перемещающимися контактами. Автоматы различаются по их быстродействию, которое характеризуется собственным временем срабатывания, т.е. временем от появления тока КЗ до начала расхождения контактов (до появления дуги). Обычно это время тем больше, чем больше номинальный ток, так как с его увеличением массы деталей и моменты их инерций увеличиваются быстрее, чем действующие силы. Собственное время срабатывания снижается при увеличении тока КЗ. Все это затрудняет точное разграничение небыстродействующих и быстродействующих автоматов.

Небыстродействующие автоматы. К небыстродействующим относятся наиболее распространенные автоматы переменного и постоянного тока, к которым обычно не предъявляется специальных требований о быстродействии или эти требования невысокие. Поэтому для удержания контактной системы во включенном положении всегда применяются защелки, что позволяет делать аппараты легкими и небольших размеров. Эти автоматы на номинальный ток свыше 100 А имеют собственное время срабатывания от 10 до 100 мс, и они поэтому не обладают токоограничивающим действием.

Если ток КЗ установки весьма велик (порядка 100 кА), то для облегчения коммутации цепи принимают иногда некоторые специальные меры по повышению быстродействия. В этом случае время срабатывания автомата на ток более 100 А может быть и менее 10 мс. Тогда говорят, что он является токоограничивающим. Например, имеются токоограничивающие исполнения автомата серии А3700. Это исполнение по его показателям можно было бы рассматривать и как быстродействующий автомат. Однако, исходя из конструктивных принципов, заложенных в серии, его не относят к группе быстродействующих. Автоматы на ток менее 25 А при достаточно больших токах КЗ и без специальных мер, повышающих их быстродействие, обычно являются токоограничивающими (если они имеют электромагнитный расцепитель максимального тока).

По конструктивному оформлению различают автоматы с пластмассовым корпусом и крышкой, которые у нас изготавливают на номинальные токи от 16 до 630 А включительно, и автоматы, не имеющие пластмассовых корпуса и крышки на номинальные токи от 630 до 10 000 А включительно. Первые у нас ранее назывались «установочными» по аналогии с установочными изделиями в пластмассовых оболочках, применяемыми в жилых помещениях. Вторые в отличие от первых, обычно имевшие много исполнений, отличившихся характеристиками защиты, расцепителями, приводами, назывались «универсальными». Однако в дальнейшем «установочные» автоматы стали иметь много исполнений, и эти термины устарели.

Автоматы, специально рассчитанные на установку в квартирах и удовлетворяющие всем требованиям, предъявляемым к установочным изделиям, иногда называют бытовыми автоматами.

Быстродействующие автоматы. Быстродействующие автоматы у нас изготавливают на номинальные постоянные токи 1500— 15000 А и имеют собственное время отключения при больших токах менее 5 мс. Их характерной особенностью является то, что вся конструкция подчинена требованию о повышении быстродействия, что необходимо для защиты установок, преобразующих переменный ток в постоянный, которые всегда очень чувствительны к сверхтокам (ртутные, контактные и полупроводниковые выпрямители и одноякорные преобразователи). Быстродействующие автоматы применяются также для защиты крупных подстанций с генераторами постоянного тока. Ввиду больших токов КЗ у этих автоматов обычно избегают применять защелки, для расцепления которых необходимо предварительное перемещение деталей до того, как начинается движение в направлении размыкания контактов, так как время действия механизма получается большим. Это является наиболее характерным конструктивным различием быстродействующих и небыстродействующих автоматов. Однако имеются и быстродействующие автоматы с защелкой.

Специфические требования к защите преобразовательных установок приводят ко многим другим существенным конструктивным отличиям обеих групп автоматов.

В настоящее время производится разработка серии быстродействующих автоматов с номинальными токами в диапазоне 250 — 1000 А для защиты преобразовательных установок с полупроводниковыми вентилями. Их характерное отличие от быстродействующих автоматов на большие токи — очень малое собственное время срабатывания (около 1 мс) не только при больших токах КЗ, но и при сравнительно небольших сверхтоках.

По назначению и конструкции к быстродействующим автоматам примыкают быстродействующие короткозамыкатели, служащие для создания КЗ на стороне переменного тока контактных или полупроводниковых выпрямителей для защиты их от сверхтоков. Ток КЗ в дальнейшем отключается обычным небыстродействующим выключателем переменного тока. Такие аппараты одно время разрабатывались и применялись. Однако сейчас признано нецелесообразным для защиты преобразователей делать КЗ, так как они небезопасны для установки, а защиту можно осуществить и без КЗ.

Несколько лет тому назад у нас также разрабатывались (и применялись за границей) быстродействующие разъединители, отключавшие плечи выпрямительного моста в тот период, когда по соответствующему плечу не идет ток. Однако, так как наиболее прогрессивное управление вентильным электроприводом сейчас — тиристорное, а тиристор сам может прекратить протекание тока после того, как последний снизится до нулевого значения, нужда в быстродействующих разъединителях отпала.

Для защиты тиристоров требуются вышеупомянутые автоматы до 1000 А, ограничивающие благодаря быстродействию даже небольшие токи КЗ индивидуальных трансформаторов, питающих электропривод, так как тиристор из-за малой перегрузочной способности не может пропустить даже одной полуволны тока КЗ при приемлемом по энергетическим показателям уровне реактивного сопротивления КЗ трансформатора.

Автоматы гашения поля. К третьей группе относятся автоматы гашения поля, которые отключают обмотки возбуждения генераторов при появлении КЗ в главной цепи генератора.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >