Технические характеристики электрооборудования автоматизированного цеха

 

 

                                                Содержание.

 

                 1.  Технические характеристики электрооборудования автоматизированного     цеха.

2. Выбор схемы электроснабжения автоматизированного цеха.

3.    Расчет электрических нагрузок электрооборудования автоматизированного цеха.

4.    Выбор источника света и осветительных приборов. Расчет освещения.

5. Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения цеха.
6. Монтаж осветительных щитков, силовых шкафов.
7. Испытание и наладка двигателя приточного вентилятора.
8. Эксплуатация, неисправности и ремонт двигателей приточного вентилятора цеха.
9. Организация технического обслуживания электрооборудования цеха.

1. Ремонт силового трансформатора.

10. Техническая документация электрохозяйства автоматизированного цеха.
11. Электробезопасность и охрана труда при ремонте силового трансформатора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      1.  Назначение релейной защиты.

 
   Нормальная работа электроустановок и потребителей электроэнергии нарушается при возникновении повреждений и ненормальных режимах, которые сопровождаются возрастанием тока и снижением. В этом случае возможны повреждения оборудования и нарушения синхронизма в электроэнергетической системе (ЭЭС). В связи с этим возникает необходимость в создании и применении различных автоматических устройств, защищающих ЭЭС и ее элементы от опасных последствий повреждений и ненормальных режимов. Большинство повреждений в ЭЭС приводит к возникновению различного вида коротких замыканий (к.з.) - наиболее опасных и тяжелых видов повреждений, которые сопровождаются значительным возрастанием тока, снижением напряжения и сопротивления. Ток короткого замыкания (Iкз), протекая по элементам ЭЭС, может вызвать разрушения, размеры которых тем больше, чем больше величина Iкз и время его протекания. Последнее следует из электродинамического и термического действия. 
Снижение напряжения при к.з. нарушает работу потребителей и может вызвать оста  
новку асинхронных двигателей, что приводит к расстройству технологического процесса на предприятиях. Снижение напряжения может вызвать нарушение устойчивости в ЭЭС и привести к дальнейшему тяжелому развитию аварии. 
Релейная защита (РЗ) представляет собой автоматическое устройство, предназначенное для защиты ЭЭС и ее элементов от опасных последствий повреждений и ненормальных режимов. РЗ производит автоматическую ликвидацию аварии (при возникновении ненормальных режимов) или ее локализацию (отключение поврежденного элемента). 
 
В ЭЭС действие РЗ тесно связано с устройствами автоматики, предназначенными для быстрого автоматического восстановления нормального режима и питания потребителей. Например, устройство АПВ силового трансформатора запускается при срабатывании его  
максимальной токовой защиты и блокируется при срабатывании основных защит трансформатора (дифференциальной и газовой). 
РЗ должна удовлетворять следующим требованиям: 
   Селективность (избирательность) - основное требование к РЗ. Заключается в спо  
собности РЗ отключать при к.з. только поврежденный элемент, хотя ток к.з. протекает и по другим неповрежденным элементам ЭЭС. Для различных типов защит селективность обеспечивается различными способами. При селективной работе РЗ не происходит излишних отключений оборудования и потребителей, тем самым минимизируется ущерб от аварийной ситуации. 
    Быстродействие - способность работать с минимально допустимой выдержкой вре  
мени. Без выдержки времени могут работать только защиты, обладающие абсолютной селективностью (дифференциальные, высокочастотные, первые ступени токовых защит – токовые отсечки). Для сетей с уровнем номинального напряжения 110-220 кВ предельное время отключения коротких замыканий составляет 0,3-0,5 с, а для сетей 330-500 кВ - 0,15 с. Такие жесткие ограничения по скорости отключения коротких замыканий в сетях высокого напряжения определяются в первую очередь условиями обеспечения динамической устойчивости в энергосистеме. На низких напряжениях (6-35 кВ) время отключения к.з. может достигать нескольких секунд. Быстродействие РЗ находится в противоречии с их селективностью. 
   Чувствительность - способность РЗ реагировать на те отклонения от нормального режима, которые возникают в результате повреждения.  
    Надежность - способность зашиты безотказно действовать в пределах установленной для нее зоны и не работать ложно в режимах, при которых действие РЗ не предусматривается. Иначе говоря, при функционировании РЗ не должно быть случаев отказов и ложной работы. Для повышения надежности работы РЗ используются устройства диагностики - тестового контроля и функционального диагностирования. Кроме того, повышению надежности способствует и перевод РЗ на новую современную элементную базу -  
интегральные микросхемы и микропроцессорную технику. Последнее улучшает и характеристики РЗ с точки зрения ее быстродействия и чувствительности, уменьшает вес и габариты устройств РЗ, сокращает потребление электроэнергии, облегчает ремонт и эксплуатацию устройств РЗиА.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Проверка и настройка релейной защиты     

 
   Основными видами повреждений в трансформаторах являются: 
   замыкания между фазами внутри бака (корпуса) трансформатора и на наружных выводах обмоток; 
   замыкания в обмотках между витками одной фазы (так называемые витковые замыкания); 
   замыкания па землю обмоток или их наружных выводов (однофазные замыкания); 
   повреждения изоляции между листами стали магнитопровода, приводящие к появлению местного нагрева и «пожару стали». 
   Ненормальные режимы работы трансформаторов обусловлены внешними короткими замыканиями (КЗ) и перегрузками, повышением напряжения, а также понижением уровня масла в баке, которое может произойти, например, вследствие его повреждения. 
 
В соответствии с правилами устройств электроустановок (ПУЭ) и руководящими указаниями по релейной защите (РУ по РЗ) на понижающих трансформаторах с высшим номинальным напряжением 110-220 кВ устанавливаются следующие защиты: 
   дифференциальная токовая защита; 
   газовая защита; 
максимальные токовые защиты (МТЗ) с комбинированным пуском по напряжению от КЗ; 
 
максимальная токовая защита от перегрузки.

Виды проверок, их периодичность, объем

Для того чтобы обеспечить правильную и надежную работу устройств релейной защиты, необходимо периодически производить их проверку. Периодичность проверок устанавливается с учетом ответственности объекта, состояния аппаратуры, квалификации обслуживающего персонала и других факторов, характерных для каждого конкретного случая.  
Существуют следующие виды проверок.  
Проверка при новом включении, которая выполняется при вводе в эксплуатацию устройства релейной защиты или электроавтоматики, а также при их реконструкции и производится в наиболее полном объеме.  
Полная плановая проверка, объем которой, как правило, значительно меньше объема проверки при новом включении и устанавливается для каждого устройства на основании опыта эксплуатации. Задача полной плановой проверки — убедиться в исправном состоянии устройства и неизменности настройки его основных параметров. Полная плановая проверка должна проводиться, как правило, 1 раз в 2—3 года. Первая плановая проверка обычно выполняется через 1 год после нового включения.  
Частичная плановая проверка, предназначенная для дополнительной проверки элементов или устройств, имеющих пониженную надежность или находящихся в особо тяжелых условиях (подверженных запылению и загрязнению, воздействию высоких и низких температур, сырости, химических осадков и пр.). Частичные плановые проверки производятся в промежутках между полными, а их периодичность и объем определяются местными службами релейной защиты.  
Дополнительная проверка, которая выполняется при необходимости изменений уставок, частичных изменений схемы, выяснения причин излишних срабатываний или отказов устройства и т. п.  
Опробование отключения и включения выключателей или другой аппаратуры, установленной в первичной цепи. Опробование выполняется с целью проверки исправности коммутационной аппаратуры, а также цепей релейной защиты.  
Кроме проверок, персонал служб релейной защиты должен производить периодически (1 раз в несколько месяцев) осмотры устройств релейной защиты, 'автоматики, цепей управления и сигнализации. Осмотры производятся с целью проверки соответствия состояния аппаратуры, накладок, испытательных блоков и др. режиму работы электрооборудования.  
Проверки защиты должны производиться по возможности на отключенном силовом оборудовании. Допускается производство проверок защиты и на включенном оборудовании. Если при этом проверяемая защита является единственной или если остающиеся в работе защиты не обеспечивают быстрого и надежного отключения коротких замыканий, то на время проверки должны включаться временные защиты. В качестве таковой может быть использована защита шиносоединительного или обходного выключателя, через который включается оборудование с проверяемой защитой или же специально смонтированная для этой цели защита.  
В ряде случаев при отключении для проверки основной быстродействующей защиты можно улучшить оставшуюся в работе резервную защиту изменением ее уставок, например снижением тока срабатывания и выдержки времени, даже допуская при этом в отдельных случаях возможность ее неселективного действия.  
Проверка устройств релейной защиты состоит из следующих основных этапов:  
а) вывод защиты из работы и принятие необходимых мер, обеспечивающих ее безопасность;  
б) предварительная проверка неизменности уставок и общего состояния защиты;  
в) внешний и внутренний осмотры реле и проверка механической части всей аппаратуры;  
г) проверка правильности монтажа и маркировки цепей;  
д) испытание и проверка изоляции;  
е) проверка правильности выбора предохранителей и автоматов для цепей оперативного тока;  
ж) проверка измерительных трансформаторов тока и напряжения, проверка предохранителей и автоматов, установленных во вторичных цепях напряжения;  
з) проверка уставок и электрических характеристик аппаратуры;  
и) проверка взаимодействия всех элементов схемы устройства и действия на выключатели и другую коммутационную аппаратуру;  
к) проверка аппаратуры и цепей управления;  
л) проверка устройства в полной схеме первичным током от постороннего источника, током нагрузки или током короткого замыкания;  
м) ввод защиты в работу и оформление необходимой документации.

Вывод защиты из работы

Для того чтобы обезопасить работу по проверке того или иного устройства релейной защиты и не допустить ложного отключения присоединения, защита которого проверяется, или других присоединений, панели защит которых расположены по соседству с проверяемым устройством, следует соблюдать необходимые меры предосторожности.  
Проверка должна производиться специально обученным персоналом.  
Перед началом проверки оперативный персонал подготавливает рабочее место. Для этого релейная защита и вторичные цепи, на которых будет производиться проверка, выводятся из работы, и с них снимается питание (отключающими устройствами, ключами, рубильниками, накладками, предохранителями, автоматами и т. п.). Панели защит, соседних с проверяемой, ограждают щитами или занавешивают специальными шторами как с передней, так и с задней стороны. В случае, если на одной панели с проверяемой находится и другая защита, то реле и ряд зажимов защиты, остающейся в работе, следует выделить или оградить таким образом, чтобы предотвратить ошибку персонала при проверке. Место работы должно быть обозначено плакатами «Работать здесь».  
После допуска к работе персонал службы релейной защиты продолжает подготовку рабочего места, чтобы максимально обезопасить проверку и не допустить ложного отключения оборудования, находящегося в работе. Для этого выполняется следующее.  
Все цепи отключения и включения на панели, находящейся в проверке, должны быть отсоединены на измерительных зажимах и изолированы, даже в том случае, если выходные цепи были предварительно отключены оперативным персоналом с помощью ключей и накладок.  
Отсоединяются и также изолируются или закрываются изоляционным материалом все цепи, связывающие проверяемое устройство с другими панелями, цепи напряжения и постоянного тока.  
В процессе проверки переменное напряжение и оперативный ток на проверяемое устройство следует подавать от предохранителей или автоматов, установленных специально для проверок. Это необходимо для того, чтобы короткие замыкания, которые при проверке могут возникнуть в проверяемых цепях, не отразились на защитах, остающихся в работе.  

    3. Проверка механической части реле.

 

 

 

   Надежность работы реле и устойчивость их электрических характеристик в значительной степени зависят от исправности и правильности регулировки механической части. Поэтому все реле как при новом включении, так и во время полных плановых проверок подвергаются тщательному осмотру, проверке состояния и регулировке механической части. Наиболее полная проверка реле производится при новом включении, а также при обнаружении явных неисправностей, когда в лабораторных условиях производится полная разборка реле. При плановых и дополнительных проверках, как правило, не производят разборку реле.  
При проверке реле, установленных на панели, крышка снимается только с проверяемого реле, чтобы не повредить и не засорить механизмы других реле.  
Во время наладки, регулировки и ремонта всех реле защиты и автоматики выполняют ряд основных операций независимо от типа и конструкции реле.  
а) Производится проверка подпятников реле. В случае необходимости их приходится промывать, чистить, заправлять, проверять целость камня в подпятниках, где они имеются. Для этого необходимо поочередно вывернуть каждый подпятник и осмотреть его и ось в лупу. Если подпятники выполнены на камнях, то их рабочая поверхность осторожно прощупывается острой иглой. При наличии царапин или других дефектов подпятник заменяют.  
б) Проверяется отсутствие погнутостей подвижных осей реле. Рабочие концы осей должны иметь заданный угол заточки, быть заточены на плоскость либо иметь сферический конец. Рабочая часть оси должна иметь полированную поверхность без царапин или других повреждений. При обнаружении неисправностей концы оси правят, рабочую поверхность полируют. Ось реле должна свободно поворачиваться в подпятниках, иметь требуемые люфты.  
в) Проверяется состояние спиральных пружин и безмоментных спиральных токоподводов. Пружины должны быть чистыми, без следов окисления, витки их должны располагаться перпендикулярно оси, не должны касаться друг друга и иметь по всему ходу пружины равномерный зазор.  
г) Контактные поверхности подвижного и неподвижного контактов чистят, полируют, поскольку на грязных или окисленных контактных поверхностях образуется непроводящий слой, который препятствует образованию электрической цепи. Производится совместная настройка подвижного и неподвижного контактов. При этом регулируются расстояние между подвижным и неподвижным контактами; угол встречи плоскостей подвижного и неподвижного контактов; точка касания подвижного контакта к неподвижному; совместный ход контактов после замыкания; жесткость контактных пружин.  
д) Осматриваются обмотки реле. Обмоточный провод не должен иметь следов подгара и механических повреждений. Если обмотки закрыты кабельной бумагой, кембриковой лентой или другой изоляцией и на них нет никаких повреждений, то снимать эту изоляцию не следует. Обмотки должны быть надежно закреплены на магнитопроводе и не иметь возможности по нему перемещаться.  
е) При ремонте реле производится частичный или полный перемонтаж его внутренних соединений.  
ж) В случае нарушения изоляции токоведущих частей относительно корпуса или недостаточной прочности изоляции она восстанавливается или усиливается.  
з) Зубчатые и червячные передачи реле подвергаются чистке, правятся зубья, снимаются заусенцы, регулируется совместная работа.  
и) Проверяется состояние ламелей или штырей и винтов к ним.  
к) Проверяется надежность закрепления неподвижных элементов реле.  
л) Проверяется, достаточен ли и равномерен ли зазор между подвижной частью реле (якорем, барабанчиком, диском) и полюсами магнитной системы..  
м) Проверяется надежность паек.  
н) Проверяется отсутствие пыли и грязи внутри реле. Механизм и все детали реле тщательно очищаются от пыли мягкой волосяной кисточкой или полотняной тряпочкой, намотанной на деревянную палочку.-  
о) Проверяется целость стекла и плотность его прилегания к кожуху, а также плотность прилегания кожуха к цоколю реле, наличие и состояние уплотнений.  
п) Проверяется при надетом кожухе исправность устройств, укрепленных на кожухах реле, а именно устройства завода флажка указательного реле, устройства для регулировки заданной уставки на реле и т. п.  
При выявлении неисправностей реле подлежит ревизии, регулировке или ремонту. Особо следует отметить, что разборка реле без достаточных на то оснований может принести вред, особенно если она выполняется недостаточно квалифицированным персоналом.  
Проверка механической части реле прямого действия. Проверка состояния механической части реле прямого действия производится при снятой крышке привода и состоит из следующих операций.  
Проверяется правильность сборки и регулировки механической части привода путем отключения привода при подъеме рычажка валика автоматического отключения. Если привод отрегулирован хорошо, отключение происходит плавно, без заеданий, при небольшом усилии.  
Для более точной оценки качества регулировки привода применяется специальное устройство, измеряющее усилие, необходимое для отключения выключателя.  
Проверяется правильность установки, отсутствие перекосов и надежность крепления реле к приводу.  
Проверяется состояние выводов и катушки реле и токового переключателя.                      

 

4.Проверка и настройка индукционных  реле.

 

 

 

   Индукционные реле тока 
Особенностью индукционных реле серии РТ (рис. 1) является сочетание в них двух видов защиты: токовой отсечки мгновенного действия и чувствительной токовой защиты с зависящей от тока выдержкой времени (рис. 2). Реле могут работать только на переменном токе. Технические данные реле приводятся в табл. 1 Реле РТ-85, РТ-86 и РТ-95 могут работать в схемах защит на оперативном переменном токе. 
Ревизия механической части. Винт уставки тока срабатывания (переключения отпаек электромагнита) должен завинчиваться до конца без проворачивания во всех гнездах, плотно прилегая плоскостью головки к металлической планке. Регулировочный винт уставки отсечки должен хорошо тормозиться упорной пластиной. Рамка должна свободно качаться и иметь вертикальный люфт около 1 мм, а диск должен легко вращаться, имея люфт в подпятниках 0,3—0,5 мм. 
 
Рис. 1. Схема электрических соединений индукционных реле: а — РТ-81, РТ-82, РТ-91; б — РТ-83, РТ-84; в — РТ-85, РТ-95: г — РТ-86

Таблица 1 Пределы уставок индукционных элементов

Тип реле	Диапазон токов срабатывания, А	Выдержка времени (в независимой части), с
РТ-81/1	4; 5; 6; 7; 8; 9; 10	0,5±0,1 - 4±0,25
РТ-81/2	2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5	0,5±0,1 - 4±0,25
РТ-82/1	4; 5; 6; 7; 8; 9; 10	2±0,5 - 16±1
РТ-82/2	2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5	2±0,5 - 6±1
РТ-83/1	4; 5; 6; 7; 8; 9; 10	1±0,1 - 4±0,25
РТ-83/2	2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5	1±0,1 - 4±0,25
РТ-84/1	4; 5; 6; 7; 8; 9; 10	4±0,5 - 6±1
РТ-84/2	2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5	4±0,5 - 16±1
РТ-85/1	4; 5; 6; 7; 8; 9; 10	0,5±0,1 -  4±0,25
РТ-85/2	2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5	0,5±0,1 -  4±0,25
РТ-86/1	4; 5; 6; 7; 8; 9; 10	4±0,5 - 6±1
РТ-86/2	2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5	4±0,5 - 6±1
РТ-91/1	4; 5; 6; 7; 8; 9; 10	0,5±0,1 -  4±0,25
РТ-91 /2	2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5	0,5+0,1 -  4±0,25
РТ-95/1	4; 5; 6; 7; 8; 9; 10	0,5±0,1 - 4±0,25
РТ-95/2	2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5	0,5±0,1 - 4±0,25

При вращении диска должен быть равномерный зазор не менее 0,3 мм между диском и полюсами постоянного магнита и электромагнита. Якорь элемента отсечки должен поворачиваться без заеданий (люфт в осевом направлении 0,1—0,2 мм), а правый конец его должен при срабатывании прилегать всей плоскостью среза к основному магнитопроводу. 
Проверяется свободное вращение сектора и зацепление червяка диска с сектором при повороте рамки с диском от руки при любом положении поводка, регулирующего время срабатывания (при любой уставке времени срабатывания). Проверяется чистота контактов и расстояние между подвижными и неподвижными контактами. Расстояние в разомкнутом состоянии должно составлять 2—3 мм, а для сигнальных контактов— не менее 1,5 мм. Провал контактов 0,8—1 мм. 
Коэффициент возврата всех реле — не менее 0,8, мощность, потребляемая реле при токе, равном току уставки, — не более 10 В-А, а у реле РТ-91 и РТ-95 — не более 30 В-А. Уставка электромагнитного элемента отсечки зависит от индукционного элемента и связана с последней соотношением  
Проверка электрических характеристик.  
При проверке следует выбирать Rд>52 реле. Особенно важно соблюдать это условие при проверке работы индукционного элемента. За 
ток срабатывания индукционного элемента принимают ток, при котором червяк входит в надежное зацепление с зубчатым сектором. Если механическая часть реле исправна, то ток начала вращения диска должен быть не более 0,25 /ср. 
Срабатывание должно быть четким: если рамка начала движение, то движение должно закончиться вхождением в зацепление червяка с зубчатым сектором. «Плавание» рамки при токе срабатывания недопустимо. Если наблюдается плавание, то следует подогнуть стальную скобу, которая расположена внизу рамки, так, чтобы при срабатывании конец скобы приблизился к электромагниту. При этом уменьшится коэффициент возврата реле.

 
Рис. 2. Временные характеристики индукционных реле: 
а — РТ-81, РТ-83, РТ-85; в — РТ-82, РТ-84, РТ-86; 9 —РТ-91, РТ-95. Уставки на время срабатывания: 1 — 0,5 с; 2—1,0 с; 3 — 2 с; 4— 3 с; 5 — 4 с ; I — 2 с; 2 — 4 с; 3 — 8 с; 4 - 12 с; 5 -16 с  
Если ток срабатывания индукционного элемента отличается более чем на 5 % от заводской шкалы, то следует регулировать ток срабатывания изменением натяжения возвратной пружины рамки реле, которая расположена внизу рамки. 
Коэффициент возврата реле должен быть не менее 0,8. Желательно при наладке реле отрегулировать kB выше номинального (0,85—0,87).   
Ток возврата можно регулировать (в малых пределах) упорным винтом подвижной рамки. Проверка токов срабатывания и возврата производится не менее 5 раз на каждой уставке. 
Особенностью проверки отсечки (элемента без замедления при срабатывании) является то, что для проверки требуются большие токи, при которых реле перегружается и обмотка его перегревается. Поэтому источник тока при этих проверках необходимо подключать кратковременно. Рекомендуется пользоваться при проверке тока срабатывания «импульсным» (максимальным) амперметром и, быстро увеличивая ток до срабатывания отсечки, отключать ток сразу после срабатывания реле. 
Если нет импульсного амперметра, то измерения можно проводить и с помощью обычного амперметра, кратковременно подключая источник тока и каждый раз ступеньками увеличивая ток до срабатывания реле. После срабатывания нужно несколько уменьшить подводимое напряжение, чтобы убедиться в пороге надежного срабатывания (не менее пяти раз подряд). Во избежание перегрева реле после каждого опыта следует дать реле возможность остыть.