Защита электрооборудования

В выключенном положении контакты разъединителя имеют расстояние, достаточное для того, чтобы не получилось пробоя.

Реакторы служат для ограничения токов коротких замыканий. Реактор представляет собой индуктивную катушку, не имеющую стального сердечника и состоящую из нескольких витков изолиро­ванной медной проволоки большого поперечного сечения. Реакторы имеют большое индуктивное и малое активное сопротивление.

В результате уменьшения величины токов короткого замыкания при помощи реакторов оказывается возможным устанавливать на станциях и подстанциях более дешевую и простую аппаратуру, рассчитанную на меньшие токи короткого замыкания, применять Кабели и шины меньшего сечения. Это значительно снижает стои­мость распределительного устройства и повышает надежность его работы.

Разрядник представляет собой аппарат, предназначенный для защиты электротехнических устройств от перенапряжений. Пере­напряжениями называются повышения напряжения сверх номи­нального, достигающие величин, опасных для целости изоляции.

Такое  повышение напряжения создается электромагнитными процессами, связанными с грозовыми разрядами, или процессами, со­путствующими включениям, выключениям, коротким замыканиям между фазами и т. п.

Разрядник включают между проводом и землей; он служит для! соединения с землей провода, в котором возникло перенапряжение. Основной  частью  разрядника является искровой промежуток, в  котором  при  перенапряжении  возникает  электрическая  дуга.  По окончании перенапряжения дуга гаснет, и разрядник вновь не проводит тока.

Последовательно с разрядниками включают сопротивления для уменьшения тока через разрядник и для гашения дуги при снижении напряжения до номинального.

Простейшим разрядников служат два электрода, выполненные в виде рогов, разделен­ные промежутком. Более совершенным является разрядник применением нелинейных сопротивлении (например, тиритовый).

В  электроустановках  промышленных предприятий широко используют резервирование элек­троснабжения путем переключения питания потребителей с поврежденного на исправно действующий ввод. Для этого предприятие должно быть обеспечено двумя вводами от двух независимых источников электроэнергии, т. е. применяют автоматическое включение резерва АВР на стороне низкого напряжения.

АВР может устанавливаться при наличии как двух, высоко­вольтных или низковольтных вводов, так и при одном высоко­вольтном и одном низковольтном вводе.

Принципиальная схема АВР изображена на рис. 172. При на­личии напряжения на первом вводе сработает реле напряжения Рн, включив своими нормально открытыми контактами катушку электромагнита привода контактора нормальной работы Кн. Одно­временно разомкнутся нормально закрытые контакты реле Рн в цепи катушки контактора аварийного питания Ка. Таким образом, контактор Кн будет включен, а Ка — выключен, и электроснабже­ние предприятия будет осуществляться от 1-го ввода.

При прекращении подачи энергии по первому вводу (или при значительном снижении напряжения) реле Рн отпускает свои кон­такты в исходное положение, в результате чего контактор Кн отключается, а  Ка  включается, так что нагрузка получает электроэнергию от второго ввода. При восстановлении напряже­ния на первом вводе АВР переключает нагрузку вновь на первый ввод.

§ 129. ЗАЩИТА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Нарушение нормальной работы электроустановки в большинст­ве случаев приводит к коротким замыканиям, которые могут воз­никать из-за пробоя изоляции, обрывов проводов, ошибочных дей­ствий обслуживающего персонала и т. д. Как короткие замыкания, Так и длительные перегрузки приводят к чрезмерному нагреву токоведущих частей и разрушению изоляции кабелей и обмоток ма­шин и аппаратов. Для предупреждения распространения аварии повреждений участок электроустановки должен быть автоматиче­ски отключен от сети.

При аварийных режимах в электроустановках с напряжением выше 1000 в отключение произво­дится при помощи реле.

Релейной защитой называется устройство, состоящее из одного или нескольких реле, соединенных между собой по определенной схеме (рис. 173). При увеличении тока в линии 1 при коротком за­мыкании или перегрузке увели­чится ток как во вторичной обмот­ке трансформатора тока 2, так и в обмотке реле 3. Вследствие этого сердечник этого реле втягивается в катушку и замыкает контакты,

после чего включается обмотка реле 4, при срабатывании которого получит питание отключающая катушка привода выключателя 6 и обмотка реле 5, которое включает сигнализацию (звуковую и све­товую). После отключения выключателя цепь катушки 6 разомкнёт­ся и реле 3 и 4 вернутся в исходное положение. Контакты реле 5 останутся включенными (их возврат выполняется от руки, так как нет противодействующей пружины). В этой схеме основным реле является реле 3.

В качестве основных реле наиболее широко используют макси­мальные токовые реле, которые реагируют на увеличение тока в защищаемой цепи. Эти реле подразделяются на реле прямого дей­ствия (непосредственно воздействуют на отключающий механизм привода выключателя) и на реле косвенного действия (воздейст­вуют на отключающий механизм привода выключателя посредст­вом других реле и устройств).

Реле прямого действия встраивают в привод выключателя. Оно может быть мгновенного действия и с выдержкой времени. Прин­цип действия реле РТМ (реле токовое мгновенного действия) ос­нован на электромагнитных свойствах соленоида. Если по обмотке реле протекает ток, равный или больший тока срабатывания, то сер­дечник втягивается внутрь соленоида и размыкает контакты вы­ключателя. После отключения линии тока в обмотке реле нет и сердечник возвращается в исходное положение.

Реле РТВ (реле токовое с выдержкой времени)  отличается от реле РТМ тем, что его конструкция дополнена часовым механизмом, препятствующим мгновенному перемещению исполнительного органа реле.

В качестве реле косвенного действия наиболее широкое распространение имеют реле ЭТ  (электромагнитное токовое)  и ИТ (индукционное токовое).

Вспомогательные реле защиты (реле времени, промежуточный и сигнальные реле) являются электромагнитными. Реле времени служат для создания независимых выдержек времени действия за­щиты. Указательные или сигнальные реле сигнализируют о сраба­тывании отдельных элементов защиты. Промежуточные реле пред­назначены для разгрузки маломощных контактов основных реле от больших токов и для размножения воспринятого импульса по нескольким цепям.

В электроустановках с напряжением до 6—10 кв для защиты электрооборудования  широко применяют  максимальную токовую защиту, которая очень просто  осуществляется  посредством  реле прямого действия (РТМ и РТВ).

При перегрузках нет необходимости в немедленном отключении! оборудования, но о таких нарушениях нормальной работы должны быть немедленно получены сигналы. Устройства сигнализации в ряде случаев должны также показывать, в каком положении находятся контакты (включенном или выключенном) отдельных аппа­ратов.

Наиболее распространенными видами сигнализации являются сигнализация положения, аварийная и предупреждающая.

Сигнализация положения контактных систем оперативных аппаратов  (выключателей,  разъединителей,  предохранителей  и т. д.) осуществляется лампами, помещенными в специальную арматуру с цветными светофильтрами.

Предупреждающая сигнализация, оповещающая о наступлении и характере ненормального режима работы, устраивается на под­станциях с постоянным дежурством обслуживающего персонала.

Аварийная сигнализация оповещает об аварийных отключениях? выключателей или предохранителей, о прекращении подачи элек­троэнергии от внешней сети и т. д.

Для предупреждения ненормальных действий обслуживающего персонала применяется блокировка (обычно механическая или электромагнитная). Так, например, поскольку разъединители не имеют дугогасительной камеры, то их включение и отключение может производиться только при разомкнутой силовым выключате­лем цепи. Следовательно, разъединитель может включаться только до того, как будет включен, а выключаться после того, как будет выключен силовой выключатель. Блокировка исключает возмож­ность иного порядка операций по включению и отключению разъ­единителей.

Релейная защита, сигнализация и блокировка являются вто­ричными  устройствами,  получающими  питание  от  источников оперативного тока, который может быть как постоянным, так и переменным.

В электроустановках небольшой мощности обычно используют переменный оперативный ток, источником которого служат измери­тельные трансформаторы тока и напряжения.

Контрольные вопросы

1.   Какие типы электростанций существуют в СССР?

2.  Что называется энергосистемой?

3.  Каково назначение трансформаторных подстанций различного типа?

4.  Какое оборудование включает в себя трансформаторная подстанция?

5.  Каково назначение релейной защиты?

ГЛАВА  XIII

ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫ

В связи с автоматизацией производственных процессов всех отраслей промышленности большое значение приобрела промыш­ленная электроника — наука о техническом использовании электрон­ных, ионных и полупроводниковых приборов.