Устройство автоматической разгрузки типа УРГ

1.2.3 Устройство автоматической разгрузки типа УРГ

Устройство данного типа применяется с целью отключения части потребителей при перегрузке генераторных агрегатов и рассчитано для работы политическое активному или полному току.

Подключение устройства к генератору трехфазного переменного тока выполняется через типовые измерительные трансформаторы напряжения с вторичным напряжением 127В, частотой 50 Гц и через трансформатор тока с вторичным током 5 А.

Устройство УРГ обеспечивает надежную работу в условиях длительных колебаний в пределах ±3%, при кратковременных колебаниях напряжения от -25 до 13% и частоты от -6 до 4%. Мощность, потребляемая устройством, составляет не более 10 и 5 ВА соответственно от трансформаторов напряжения и тока, питающих датчик тока, и не более 40 ВА от трансформатора напряжения, питающего релейный блок.

 Предусмотрена возможность настройки на уставки срабатывания в пределах 3…5 А по полному току с точностью срабатывания по уставкам ±5% тока уставки при изменении cos φ от 0,7 до 1,0. Коэффициент возврата устройства обеспечивается в пределах 0, 85…1, 0.

Схема устройства УРГ обеспечивает три последовательные ступени срабатывания с выдержкой времени между ступенями 4…8 с и допускает перегрузки по току генераторов, также как и устройство УВР.

В качестве выходного реле датчика тока использовано реле типа РМ-4 с коммутационной способностью контактов на длительное протекание: постоянного тока 1 А напряжением 30 В; постоянного тока 0, 1 А напряжением 300 В; переменного тока 1 А напряжением 115 В и частотой до 400 Гц.

В качестве выходных реле релейного блока использованы реле РМ-4 с коммутационной способностью контактов: на длительное протекание переменного тока 5 А напряжением 380 В; включение 10 А и отключение 5 А переменного тока напряжением 380 В с коэффициентом мощности не менее 0, 6 и частотой от 50 до 400 Гц; включение 7 А и отключение 0, 6 А постоянного тока напряжением 110 В и индуктивностью, соответствующей индуктивности двух катушек контактора постоянного тока типа КМ2333; безотказную коммутацию постоянного тока 50 мА при напряжении 20 В.

Устройство УРГ состоит из двух отдельных блоков: датчика активного тока УРГ-1ДА (рис.1.13) или датчика полного тока типа УРГ-1ДП (рис. 1.14) и релейного блока УРГ-1Р (рис. 1.15).

Датчик активного тока и датчик полного тока обеспечивают срабатывание с выдержкой времени первой ступени устройства при повышении соответственно активной и полной нагрузки до заданной уставки. Релейный блок выдает сигнал на отключение потребителей электроэнергии с выдержкой времени между первой, второй и третьей ступенями срабатывания устройства.

Каждый датчик тока содержит следующие основные части (см. рис. 1.13, 1.14): измеритель активного тока ИАТ или полного тока ИПТ, с помощью которого полный ток нагрузки или его активная составляющая преобразуется в постоянное напряжение; триггер, выполненный на транзисторах VT1,VT2, обеспечивающий срабатывание устройства при заданной величине уставки; реле времени, выполненное на транзисторах VT3,VT4,VT5, для создания выдержки времени срабатывания и получения достаточно мощного выхода блока; питающий блок, состоящий из трансформатора TV и выпрямителя VD5…VD8 с фильтрующим конденсатором С3.

Датчик активного тока ИАТ (см. рис. 1.13) выполнен в виде моста на транзисторах R21…R24 с диодами VD2 и VD3. два резистора R*19 и R20 включенные в фазы В и С, и мост образуют искусственную нулевую точку трехфазной системы. Если сопротивление обоих резисторов равны, тока на диагональ моста подается напряжение, совпадающее по фазе с напряжением фазы А генератора. Построение датчика устройства УРГ аналогично измерителю устройства УВР.

Погрешности схемы измерителя активного тока частично компенсируется при настройке путем изменения сопротивления резистора R*19.

При работе устройства по полному току м измерителя снимается выпрямленное напряжение вторичной обмотки согласующего трансформатора TL, замкнутой на резистор R1 (см. рис. 1.14). это напряжение пропорционально полному току нагрузки генератора. Выходное напряжение измерителя активного или полного тока подается через стабилитрон VD1 на триггер VT1,VT2.

Триггер VT1, VT2 представляет собой, также как и в схеме устройства УВР, двухкаскадный усилитель постоянного тока, охваченный положительной обратной связью. последняя осуществляется включением общего резистора R7 в цепь эммитеров транзисторов, благодаря чему создается релейный эффект. При отсутствии перегрузки генератора транзистор закрыт, так как ток через его переход эммитер – база возникает только под действием выходного напряжения измерителя, когда оно становится больше напряжения пробоя стабилитрона, т.е. более 7, 5…8, 5 В. При открытом транзисторе VT1 база транзистора VT2 получает отрицательный потенциал с коллектора транзистора VT1 по отношению к своему эммитеру. Сопротивления резисторов выбираются так, чтобы транзистор VT2 был полностью открыт. При этом падение напряжения на резисторе обратной связи R7 является закрывающим для транзистора VT1.

По мере увеличения напряжения на выходе измерителя выше величины пробоя стабилитрона закрывающий ток в цепи базы транзистора VT1 уменьшается, а коллекторный ток увеличивается. Напряжение коллектора транзистора VT1 снижается, следовательно, уменьшается коллекторный ток транзистора VT2 и напряжение обратной связи, вычитающееся из напряжения сигнала, открывающего транзистора VT1.уменьшение напряжения обратной связи при увеличении напряжения сигнала является положительной обратной связью. Поэтому схема лавинообразно переходит во второе состояние, когда первый транзистор полностью открыт.

При уменьшении напряжения сигнала стабилитрон VD1 закрывается и схема переходит в первое состояние с открытым транзистором VT2.

При малых нагрузках генератора конденсатор С2 реле времени зашунтирован транзистором VT2 и резисторами R7 и R9. Стабилитрон VD2 не пропускает ток через переход эммитер – база транзистора VT3.

Следовательно, на переходе эммитер – база транзистора VT4 напряжение достаточно для его открывания, а поскольку транзистор VT4 открыт, тока транзистор VT5 закрыт. При этом ток, проходящий через катушку реле К, практически равен нулю.

Когда ток нагрузки генератора достигнет значения, соответствующего напряжению пробоя стабилитрона VD1, на выходе измерителя, триггер VT1,VT2 срабатывает. конденсатор С2 начинает заряжаться через резисторы R8 и R9, обеспечивая необходимую выдержку времени. Когда напряжение на конденсаторе С2 станет больше величины пробивного напряжения стабилитрона VD2, т.е. не более 7, 5…8, 5 В, транзистор VT3 открывается, шунтируя переход эммитер – база транзистора VT4. Транзистор VT5 открывается и реле К срабатывает. С уменьшением нагрузки генератора все транзисторы переходят в исходное положение. После срабатывания реле К его контакт включает питание релейного блока.

Релейный блок (см. рис. 1.15) состоит из реле К1 и двух транзисторных реле времени, которые имеют одинаковые схемы, но разные параметры для получения различного времени срабатывания. При подаче питания реле К1 срабатывает, отключая первую ступень потребителей, после чего начинают заряжаться конденсаторы С2, С3 и С4, обеспечивая выдержки времени второй и третьей ступеней отключения потребителей.

Напряжение на конденсаторе С2 реле времени второй ступени растет быстрее, чем на конденсаторах С3 и С4 реле третьей ступени. По достижении напряжения величины пробоя стабилитрона VD1 транзистор VT1 открывается, транзисторные реле на транзисторах VT2 и VT3 срабатывают и реле К2 замыкает свои контакты. Аналогично срабатывает реле К3 третьей ступени. При уменьшении нагрузки генератора контакт реле К датчика тока отпадает и схема прекращает свою работу.

Конструктивно каждый из блоков устройства УРГ выполнен в типовом корпусе брызгозащищенного исполнения аналогично устройствам УВР. Принципиально релейный блок и датчики УРГ можно совместить в одном корпусе, однако разделение блоков позволяет при необходимости увеличить число ступеней (добавить релейный блок, используя один датчик).

1.2.4 Устройство токовой защиты типа УТЗ-1М

Техническое описание

1. Устройство токовой защиты типа УТЗ-1М предназначено для выдачи сигналов при перегрузке судовых генераторов переменного тока частотой 50 Гц.

Устройство имеет две ступени выдачи сигналов. Первая ступень выдает сигнал с выдержкой времени, зависимой от тока нагрузки. Вторая ступень выдает сигнал с постоянной выдержкой времени после срабатывания первой ступени, а также независимо от первой ступени (отсечка) при превышении током нагрузки заданного максимального значения.

2. Устройство состоит из блока датчика активного тока УТЗ-ДА, предназначенного для выработки напряжения, пропорционального активному току генератора, и блока времени УТЗ-БВ, предназначенного для выдачи сигналов при повышении тока нагрузки.

3. Блок УТЗ-ДА устройства подключается к генератору трехфазного переменного тока через типовые измерительные трансформаторы напряжения с вторичным напряжением 133В, частотой 50 Гц и трансформатор тока с вторичным током 5 А.

Блок УТЗ-БВ устройства питается от однофазной сети переменного тока напряжением 133В, частотой 50 Гц.

4. Мощность, потребляемая:

а) блоком УТЗ-ДА – не более 5 ВА;

б) блоком УТЗ-БВ – не более 50 ВА.

5. Устройство обеспечивает надежную работу при условиях:

а) температуры окружающей среды от 0⁰ до ±45⁰ С;

б) относительной влажности до 98% при температуре + 40⁰С;

в) корабельной качки с наклонами до 45⁰ и периодом 7-9 с, а также при длительных наклонах в любую сторону до 45⁰;

г) вибрации с частотой до 25 Гц и ускорения 5 м/с²;

д) ударных сотрясений с ускорением 15д в вертикальном направлении и 5д – в горизонтальном;

е) морского тумана;

ж) длительных колебаний напряжения питающей сети от +6% до -10% и частоты +5% от номинальных значений, а при кратковременных колебаниях напряжения от +15% до -30% от номинальных значений не более 1, 5 с и колебаниях частоты +10% от номинального значения не более 5 с и не дает ложных срабатываний.

6. Устройство предусматривает возможность изменения уставки по активному току в пределах 2, 4-4 А при изменении cos φ от 0, 7 до 1, 0 с точностью срабатывания по уставкам +5%, а при изменении cos φ от 0, 7 до 0, 6 точность срабатывания по уставкам +10%.

7. По отсечке устройства настраивается на ток не менее 110% тока уставки, при этом верхний предел уставки отсечки должен выбираться с учетом допустимых перегрузок, оговоренных в п.12 настоящего ТО. Точность срабатывания при cos φ от 1, 0 до 0, 7 – +5%,а при cos φ от 0, 7 до 0, 6 +10%.

8. Первая ступень выдает сигнал при токе уставки с выдержкой времени, настраиваемой в пределах от 10 до 1, 5 с. Заданное время при нормальных климатических условиях (НКУ) должно находится в зоне допуска на уставку по току. В остальных условиях, оговоренных в ТУ, изменение выдержки времени не должно превышать +20%. При токах, больших тока уставки, время выдержки уменьшается.

9. При сохранении перегрузки после срабатывания первой ступени, вторая ступень выдает сигнал с постоянной выдержкой времени, настраиваемой в пределах (2-6) с +20%.

10. Вторая ступень выдает сигнал также независимо от первой ступени (отсечка) с нерегулируемой выдержкой времени не превышающей 1 сек при превышении током нагрузки заданного максимального значения.

11. Коэффициент возврата устройства, определяемый отношением тока отпускания к току срабатывания, должен быть не менее 0, 85.

12. Блок УТЗ-ДА устройства допускает следующие перегрузки по полному току:

а) в течение двух часов – 5, 5 а;

б) в течение 30 мин. – 6, 225 а;

в) в течение 5 мин. – 7, 5 а.

13. В качестве выходных элементов первой и второй ступеням блока УТЗ-БВ устройства использованы электромеханические реле.

14. Сопротивление электрической изоляции токоведущих частей относительно корпуса:

а) при температуре окружающей среды +25⁰ до +10⁰С и относительной влажности 95+3% - не менее 20 Мом;

б) при температуре окружающей среды +40⁰+2⁰С и относительной влажности 95+3% - не менее 1 Мом.

15. Иллюстрационные чертежи блоков устройства приведены в приложениях 1 и 2 (л ).

16. Исполнение блоков устройства – брызгозащищенное.

17. Рабочее положение блоков устройства – вертикальное.

18. Устройство рассчитано на непрерывную работу в течение 5000 час. Общий срок службы устройства 25000 час, но не более пяти лет с момента дачи устройства заказчику. Между периодами непрерывной работы допускается подрегулировка устройства и замена вышедших из строя блоков.

Описание общее и основных узлов.

Устройство осуществляет непрерывный контроль по активному току и выдает сигнал при достижении контролируемой величины тока уставки.

Блок датчика тока устройства (рис. 1.16 ) состоит из:

а) тороидального трансформатора напряжения Тр1 с двумя первичными обмотками, каждая из которых намотана на отдельный сердечник, и четырьмя вторичными, охватывающими оба сердечника;

б) тороидального согласующего трансформатора Тр2, первичная обмотка которого подключена к выходной обмотке трансформатора тока фазы; вторичная имеет вывод от средней точки;

в) четырех транзисторов ПП1…ПП4, выполняющих роль ключей.

При нагруженном генераторе и cos φ=1 (при активной нагрузке) напряжения на вторичных обмотках трансформатора напряжения Тр1 (Uф) совпадают по фазе с напряжением на вторичной обмотке согласующего трансформатора Тр2 (U=Iф).

Допустим, что в данный момент (участок Ов рис. 1.16) на концах вторичных обмоток 12 и 14 трансформатора Тр1 имеется отрицательный потенциал. В этом случае транзисторы ПП1 и ПП2 открыты, т.к. отрицательные напряжения приложены к их базам. Транзисторы ПП3 и ПП4 при этом закрыты – к их базам приложен положительный потенциал.

При наличии напряжения на вторичной обмотке согласующего трансформатора Тр2 по цепи 5 Тр2 («+») – диодный мост Д5…Д8 – 2в (2П2) – «+4ОВ» - нагрузка датчика – «- 40В» - Iв (IП2) – резистор R9 – 6 Тр2 («-») потечет ток прямого направления.

В цепи полуобмотки 6-7 Тр2 тока не будет т.к. транзисторы ПП3 и ПП4 закрыты.

В следующий полупериод (участок вс рис.1.16) откроются транзисторы ПП3 и ПП4 (7 и 9 Тр1 – отрицательный потенциал), а транзисторы ПП1 и ПП2 закроются.

В этом случае со вторичной обмотки трансформатора Тр2 потечет ток по цепи: 7 Тр2 («+») - диодный мост Д9…Д12 – транзисторы ПП3 и ПП4 – диодный мост Д9…Д12 – 2в (2П2) – «+4ОВ» - нагрузка датчика – «-4ОВ» - Iв (1П2) – резистор R9 – 6 Тр2 («-») также в прямом направлении.

При активной нагрузке (cos φ=1) напряжение на нагрузке (Uвых) датчика имеет форму двухполупериодной пульсации (рис.1.16).

Среднее значение напряжения на нагрузке равно:

При cos y<1 напряжения на вторичных обмотках трансформатора напряжения Тр1 (Uф) не совпадают по фазе с напряжением на вторичной обмотке согласующего трансформатора Тр2 (U=Iф).

На участке od (рис. 1.17 и 1.18) ток и напряжение находятся в противофазе. На концах вторичных обмоток 12 и 14 трансформатора Тр1 имеется отрицательный потенциал – транзисторы ПП1 и ПП2 открыты.

В этом случае (для участка od) ток со вторичной обмотки Тр2 потечет по цепи: 6 Тр2 («+») – резистор R9 – Iв (1П2) – «-» - нагрузка датчика – «+» - 2в (2П2) – диодный мост Д5…Д8 – 5 Тр2 («-») в обратном направлении.

На участке dв ток и напряжение находятся в фазе. Транзисторы ПП1 и ПП2 открыты.

Ток со вторичной обмотки Тр2 потечет по цепи: 5 Тр2 («+») – диодный мост Д5…Д8 – транзисторы ПП1 и ПП2 – диодный мост Д5…Д8 – 2в (2П2) – «+» - нагрузка датчика – «-» - Iв (1П2) – резистор R29 – 6 Тр2 («-») в прямом направлении.

Аналогично для участков ве и ес, но только при этом открыты транзисторы ПП3 и ПП4.

Для участка ве: 6 Тр2 («+») – резистор R9 – Iв (1П2) – «-» - нагрузка датчика – «+» - 2в (2П2) - диодный мост Д9…Д12 - транзисторы ПП3 и ПП4 - диодный мост Д9…Д12 – 7 Тр2 («-») – ток обратного направления.

При cos y<1 среднее значение напряжения на нагрузке датчика (Uвых датчика) будет меньше, чем при cos y=1 (рис. 1.17 и 1.18)

Таким образом, напряжение на нагрузке датчика пропорционально активному току.

Характеристика выхода датчика приведена на рис.1.19

Блок времени УТЗ-БВ (рис 1.20) состоит из:

а) трансформатора питания с тремя выпрямителями стабилизированного источника питания;

б) четырех эммитерных повторителей;

в) трех триггеров Шмита;

г) двух формирователей выдержки времени;

д) двух выходных триодных тиристоров;

е) двух электромеханических реле;

ж) магнитного усилителя.

Магнитный усилитель служит для разделения входов и усиления сигнала, поступающего в формирователь выдержки времени.

Магнитный усилитель УМ является однокаскадным, одноконтактным усилителем с выходом на постоянного токе, с внешней отрицательной обратной связью (обмотка обратной связи WI-2).

При отсутствии тока в обмотке управления W3-4, поле, создаваемое обмоткой смещения W5-6, запирает магнитный усилитель. При появлении тока управления магнитный усилитель открывается и выдает сигнал на первый формирователь выдержки времени.

Характеристика выхода магнитного усилителя приведена на рис. 1.19

Величину минимального тока, при котором срабатывает УТЗ-1М, и начальную выдержку времени можно изменять. Эти параметры устанавливаются перед включением устройства в работу.. величина минимального тока срабатывания устанавливается потенциометром R1, начальная выдержка времени при этом токе – потенциометр R3, а минимальный ток отсечки – потенциометром R7.

При достижении выходным напряжением блока УТЗ-ДА величины, достаточной для пробоя стабилитрона Д22, последний пробивается и на вход первого триггера Шмита (на базу транзистора ПП2) через первый эммитерный повторитель (транзистор ПП1) поступает сигнал. Триггер изменяет свое состояние (транзистор ПП2 открывается, а транзистор ПП3 закрывается) и с выхода его поступает сигнал на второй эммитерный повторитель (транзистор ПП4).

Отрицательный потенциал, снимаемый с эммитерного повторителя (с резистора R19), запирает диод Д7; таким образом, заряд конденсатора С4 и С5 проходит по цепи первого формирователя выдержки времени под действием суммы напряжения UI, снимаемого с потенциометра R3, и напряжения U2, снимаемого с резистора R19, через стабилитрон Д5, Д6, конденсатор С4 или С5, резистор R4.

Конденсатор С4 или С5 стремится зарядиться до напряжения, равного сумме напряжений UI и U2, с постоянной времени:

Т=С4(R19+R4+RД5+RД6)

Но при достижении на конденсаторе величины напряжения, равной напряжению U2, диод Д7 открывается и заряд конденсатора прекращается. Таким образом, конденсатор заряжается по начальному участку экспоненты до напряжения выхода второго эммитерного повторителя.

При изменении величины тока нагрузки генератора изменяется напряжение UI, при этом время заряда конденсатора С4 или С5 до постоянного напряжения U2 тока изменяется (рис. 1.21).

Чем больше ток нагрузки генератора, а, следовательно, больше и напряжение UI, тем меньше выдержка времени устройства (рис.1.21).

Стабилитроны Д5 и Д6 включены в схему для смещения характеристики выдержки времени устройства по оси токов.

Зависимость выдержки времени срабатывания первой ступени от тока нагрузки показана на рис. 1.22, где сплошными линиями показаны характеристики при максимальной постоянной времени

RC=[R*4+R₁₉+R_завII (R₂+R_зас)] (C₄+C₅),

R^*₄=20ком; R₁₉=5, 6ком; R₂=510ом,

R_зав, R_зас – величина, зависимая от положения движка потенциометра R₃, С4=50 мкф, С5=100 мкф (приложение 6), а пунктирными – характеристики при минимальной постоянной времени

RC=[R*4+R₁₉+R_завII (R₂+R_зас)] C₄

R^*₄=7, 5ком

Параметром характеристик является положение движка потенциометра R₃.

Для задания наклона рабочей характеристики поступают следующим образом: из точки уставки по активному току (Iуст, tуст) проводятся кривые характеристики (пользуясь методом интерполяции) при максимальной и минимальной постоянной времени. Между построенными характеристиками можно задать вторую точку рабочей характеристики при токе большем тока уставки.

Примеры

1.Уставка по активному току Iуст= 3, 2а, выдержка времени срабатывания первой ступени при токе уставки 3, 2а – tуст=6 сек (точка I).

При токе -3, 6а выдержка времени срабатывания первой ступени может быть задана в пределах от 2, 9 (точка 2) до 5, 45 сек (точка 3).

Похожие работы

Устройства РВК

Скачать

106060

17

24

... ; 12+φг)+ 2|S11Г0|cos(φ2+2φ12+2φг+ φ11)], (5.6) а условием баланса будет:  (5.7) 6 РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА РВК На рисунке 6.1 представлена структурная схема устройства, предназначенного для контроля электрической толщины радиопрозрачных диэлектрических стенок методом свободного пространства на отражение с использованием модулирующего ...

Скрытность и защита кораблей по физическим полям

Скачать

32332

0

0

... Л.С.Гуменюк, Б.А.Ткаченко, А.И.Карась, А.Ф.Барабанщиков, Г.А.Шевченко, А.В.Курленков, Я.И.Криворучко, А.В.Романенко, А.И.Игнатов, М.П.Гордяев, Н.Н.Демьяненко. Полигон сыграл значительную роль в совершенствовании защиты кораблей по физическим полям. Он был оснащен новейшими образцами измерительной техники. В его состав входили уникальные сооружения и в их числе магнитный стенд, построенный в конце ...

Модернизация двигателя мощностью 440 квт с целью повышения их технико-экономических показателей

Скачать

236533

25

764

... : мм2. Принимаем: – число сопловых отверстий. Диаметр сопла форсунки: мм. Заключение В соответствии с предложенной темой дипломного проекта “Модернизация главных двигателей мощностью 440 кВт с целью повышения их технико-экономических показателей” был спроектирован дизель 6ЧНСП18/22 с учётом современных технологий в дизелестроении и показана возможность его установки на судно проекта 14891. ...