3-3. УПРАВЛЕНИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ
Схема со световым контролем цепей управления. На рис. 3-9 показана схема, позволяющая, кроме контроля предохранителен, осуществлять постоянный контроль целости цепей управления. Без такого контроля обрыв цепей управления из-за загрязнения или плохой регулировки контактов, отхода или обрыва проводов может оказаться незамеченным персоналом, и в нужный момент схема откажет в действии.
Контроль цепей здесь осуществляется путем включения сигнальных ламп последовательно с электромагнитом отключения и промежуточным контактором привода. Поскольку нормально через блок-контакты выключателя подготовлена к действию только одна цепь, а именно цепь включения при отключенном выключателе и цепь отключения — при включенном, контроль осуществляется только в подготовленной цепи, т. е. в цепи «последующей» операции. Подача команды на включение или отключение производится путем закорачивания сигнальной лампы контактами ключа управления или реле, в результате чего на обмотки исполнительных органов подается полное напряжение.
В инертном состоянии схемы напряжение на этих обмотках ограничено сопротивлением сигнальной лампы и добавочным сопротивлением, включенным последовательно с лампой. Добавочное сопротивление устанавливается с целью предотвратить возможное ложное срабатывание привода в случае закорачивания лампы.
Рассмотрим работу схемы на рис. 3-9 при всех положениях ключа управления и выключателя.
Рис. 3-9. Схема управления и сигнализации выключателя со световым контролем цепей управления.
а, б — цепи управления и сигнализации; в — диаграмма ключа управления.
Если выключатель отключен, ключ КУ находится в положении «отключено» (О). Контакты 10—11 КУ замкнуты, лампа «отключено» ЛЗ горит ровным светом и контролирует целость цепи включения и предохранителей. Контакты 14—15 КУ замкнуты в цепи лампы ЛК, которая при несоответствии, т. е. при автоматическом включении, будет мигать.
При положении ключа КУ «предварительно включено» (B1) его контакты 9—10 замкнуты. Лампа ЛЗ горит мигающим светом.
При повороте ключа в положение «включить» (В2) замыкаются его контакты 5—8, подающие импульс на включение и закорачивающие лампу ЛЗ, которая гаснет. Выключатель включается и его блок- контакт В размыкает цепь включения. Одновременно от другого замы кающего блок-контакта В в цепи отключения загорается ровным светом лампа «включено» ЛК через замкнутые контакты 13—16 КУ.
Выключатель включен, ключ КУ находится в положении «включено» (В). Лампа ЛК горит ровным светом и контролирует целость цепи отключения и предохранителей. Контакты 9—10 КУ замкнуты в цепи лампы ЛЗ, которая при несоответствии, т. е. при автоматическом отключении, будет мигать.
В положении ключа «предварительно отключено» (Ο1) контакты 13—14 КУ замкнуты, лампа ЛК горит мигающим светом. Подача импульса на отключение выключателя производится при повороте ключа в положение «отключить» (О2) замыканием его контактов 6—7. Закороченная при этом лампа ЛК гаснет. Выключатель отключается и его блок-контакт В размыкает цепь отключения.
Другой блок-контакт В в цепи включения замыкает цепь лампы ЛЗ через замкнутые контакты 10—11 КУ. Лампа ЛЗ загорается ровным «светом. Обрыв цепи сигнализируется погасанием соответствующей лампы, а так как нормально горит одна из ламп, при обрыве не будут гореть обе лампы. Таким образом, назначение сигнальных ламп в схеме тройное; сигнализация положения выключателя, контроль целости цепей управления и предохранителей, а также сигнализация несоответствия. Для связи между постом управления и приводом при этой схеме требуются четыре провода (отмеченные знаком X на рис. 3-9).
Иногда световой контроль выполняется только для цепи отключения. Такое исполнение схемы светового контроля не может быть рекомендовано, так как при наличии автоматического включения, например АВР, цепь включения является не менее ответственной, чем цепь отключения; поэтому отказ от контроля цепи включения, не давая никаких упрощений в схеме, нецелесообразен.
Недостатками схемы являются отсутствие звукового сигнала при обрыве цепей и то, что цепи сигнализации не отделены от цепей управления.
В схеме со световым контролем лампы ЛЗ, ЛК и добавочные сопротивления к ним должны подбираться таким образом, чтобы даже при закорачивании любой лампы:
а ) напряжение на зажимах обмоток электромагнита или контактора было недостаточным для их срабатывания;
б ) ток, длительно проходящий через эти обмотки, не приводил к их перегреву.
Напряжение на лампах должно быть таким, чтобы обеспечить горение их с накалом, хорошо видимым глазом, т. е. не ниже 60% номинального напряжения лампы.
Такой режим работы ламп, созданный за счет падения напряжения в добавочных сопротивлениях и обмотках привода, повышает срок службы ламп.
По данным заводов длительный ток в обмотках привода не должен превышать 15% номинального.
Исходя из этих условий, ориентировочный расчет схемы производится следующим образом. Обозначим:
Uс — номинальное напряжение сети;
Uн.л — номинальное напряжение лампы;
Uл — напряжение на лампе;
Νл — мощность лампы;
/н — номинальный ток обмотки;
/о — ток в цепи обмотки;
Rл — сопротивление лампы;
R д — сопротивление добавочное;
Ro — сопротивление обмотки.
в цепи отключения
Характеристики арматур для сигнальных ламп, изготовленных союзными заводами, приведены в табл. 3-1.
Таблица 3-1
Легко убедиться, что эти арматуры удовлетворяют указанным выше условиям.
Схема со звуковым контролем цепей управления. Световой контроль может оказаться недостаточно эффективным для крупных станций с большим количеством панелей, где погасание ламп в случае обрыва цепи может длительно оставаться незамеченным.
Инженерами Теплоэлектропроекта И. Д. Клингофом и З. Б. Шапиро была предложена схема со звуковым контролем цепей управления.
Схема с таким контролем изображена на рис. 3-10 и отличается от предыдущей тем, что вместо ламп для контроля цепей последовательно с обмотками привода включаются промежуточные реле: РПВ, контролирующее цепь отключения, и РПО, контролирующее цепь включения. При нормальном состоянии цепей управления цепь обмотки одного реле замкнута и контактная система подтянута, а цепь обмотки другого разомкнута. При обрыве цепи обмотки обоих реле оказываются обесточенными. Это свойство схемы используется для получения звукового сигнала обрыва цепи. В цепь сигнала вводятся последовательно размыкающие контакты обоих реле. Сигнал обрыва цепи должен выполняться с выдержкой времени во избежание ложных сигналов при подаче команды, когда соответствующее реле положения закорачивается и до завершения операции обмотки обоих реле оказываются обесточенными.
Наличие реле в цепях управления позволяет отделить цепи управления от цепей сигнализации и выполнить последние через контакты реле контроля, так как положение реле косвенно отображает положение выключателя: при включенном выключателе подтянута контактная система реле РПВ, а при отключенном — РПО.
Схема сигнализации показана на рис. 3-10,6 и выполнена с двумя лампами аналогично схеме на рис. 3-6,б, с той лишь разницей, что блок- контакты выключателей заменены контактами реле контроля.
Лампы сигнализации положения выключателя питаются от шинок сигнализации ±ШС, т. е. цепи сигнализации не имеют никакой связи, с цепями управления. Благодаря этому в режиме нормальной работы лампы ЛЗ и ЛК могут быть погашены снятием питания с шинки ( + ) ШС. Для проверки исправности ламп на шинку (+) ШС ключом П подается «плюс», и лампы ЛЗ и ЛК загораются.
При наличии несоответствия (при автоматическом отключении) питание на шинку (+) ШС подается контактами реле центральной сигнализации РП. На всех присоединениях лампы загораются ровным светом. Лампы присоединения, на котором произошла автоматическая операция, мигают, так как его ключ находится в положении несоответствия.
При перегорании предохранителей ΙΠΡ, 2ПР контактами реле- РПВ и РПО через шинку 2ШЗП запускается то же реле РП, которое подает питание на шинку ( + ) ШС. Лампы на всех присоединениях загораются ровным светом. На присоединении, потерявшем питание, загорится индивидуальное табло СТ «обрыва цепи», а лампы ЛЗ и ЛК погашены.
Шинки оперативного тока, как правило, секционированы, и при нарушении нормального режима загораются лампы сигнализации положения лишь того участка присоединений, на котором произошло нарушение. Для этого на каждом участке предусмотрено свое реле РП, контакт которого изображен на рис. 3-10,6.
Во всех случаях нарушения нормального режима работы присоединения одновременно с индивидуальным световым сигналом подается общий звуковой сигнал, что значительно облегчает условия эксплуатации и обеспечивает большую оперативность персонала.
Применение ключа КСВФ позволяет осуществить сигнализацию положения с помощью одной лампы, встроенной в этот ключ. В этом случае положение выключателя определяется по положению светящейся рукоятки ключа, вписанной в мнемоническую схему (вертикальное положение — включено, горизонтальное — отключено). Схема такой сигнализации выполняется аналогично схеме на рис. 3-7, с той лишь разницей, что блок-контакты выключателей заменяются контактами реле РПО и РПВ.
Для связи между постом управления и приводом при схеме со звуковым контролем требуются три провода (отмеченные знаком X на рис. 3-10,а).
Назначение добавочных сопротивлений в цепях реле РПО и РПВ в этой схеме такое же, как и в схеме со световым контролем цепей управления, и выбор их производится аналогичным образом.
Реле контроля выбираются из условия, чтобы напряжение на зажимах реле было выше напряжения срабатывания:
Схема с ключом без фиксации положений. Ранее рассмотренные схемы управления выключателем предусматривают применение ключей с фиксацией положений «включено» и «отключено». Рукоятка ключа при этом отображает в мнемонической схеме положение выключателя. Сигнализация автоматических переключений осуществляется на принципе несоответствия положений ключа и выключателя: звуковая и световая сигнализация при аварийном отключении и световая при автоматическом включении. Для прекращения мигания ламп сигнализации необходимо вручную квитировать ключ управления, т. е. привести его в положение, соответствующее положению выключателя.
Развитие автоматизации и телемеханизации привело к возможности отказа от постоянного дежурства на ряде энергообъектов и выдвинуло новые требования к схемам управления. Телеуправление позволило производить оперативные переключения на значительном расстоянии от объекта. Некоторые оперативные переключения производятся устройствами автоматики. Все это, учитывая отсутствие на объекте постоянного дежурства персонала, который мог бы производить квитирование ключей, вызвало необходимость применения ключей управления без фиксации положений.
После подачи командных импульсов такой ключ возвращается в нейтральное положение. При применении этих ключей по-иному решается вопрос о сигнализации автоматических переключений.
Простейшим решением может быть сигнализация от выходных реле автоматики и релейной защиты. Однако при этом сигнализация не действует при самопроизвольном отключении выключателя, затрудняется отыскивание переключившегося выключателя. Другим, более удачным решением является установка реле фиксации включенного положения выключателя. Таким реле является двухпозиционное реле типа РП-352. Это реле позволяет создать цепь несоответствия при аварийном отключении выключателя (рис. 3-11). При включении выключателя от контакта реле РПВ срабатывает реле фиксации РП и подготавливает цепи сигнализации аварийного отключения: звуковую — через шинку ШЗС и световую — через шинку мигания ( + ) ШМ. При подаче оперативной команды на отключение подается импульс от ключа КУ на возврат реле РП, что исключает аварийный сигнал.
В целях упрощения сигнализация обрыва цепи не имеет индивидуального светового сигнала. При обрыве появляется общий звуковой сигнал, выполненный с выдержкой времени. Присоединение, имеющее обрыв цепи, определяется по погасанию обеих ламп положения.
Краткая характеристика применения схем управления. Анализ рассмотренных схем позволяет сделать следующие выводы:
1. При наличии постоянного дежурного персонала на объекте и сравнительно небольшом количестве присоединений следует отдать предпочтение схемам со световым контролем цепей управления и ключам с фиксированными положениями.
2. При большом количестве присоединений следует применять схему со звуковым контролем цепей управления. Хотя эта схема сложнее и дороже, она в данном случае вполне оправдывает себя, так как значительно облегчает ориентацию, повышает надежность, обеспечивает большую оперативность дежурного персонала, дает возможность легко обеспечить телесигнализацию положения выключателем от контактов реле РПО и РПВ.
Рис. 3-11. Схема управления и сигнализации выключателя с ключом без фиксации положений а — цепи управления; б — цепи сигнализации.
После производства операции телемеханически дежурному необходимо ключ управления привести в положение соответствия.
- При отсутствии постоянного дежурного персонала следует применять схему со звуковым контролем цепей управления с ключами без фиксации положений, так как мнемоническая сигнализация на объекте в данном случае не является необходимой.
Эта схема наиболее приемлема для телемеханизированных объектов, так как при телеуправлении ключи не нужно приводить в положение соответствия. При этом блокировка аварийной сигнализации также производится телемеханически.
