VI. УСТРОЙСТВА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ, ЗАЩИТЫ И КОНТРОЛЯ
1. БЛОКИ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ
Блок управления БУ. Дистанционное управление пускателями серии ПВИ и станциями управления на напряжение до 660 В осуществляется с помощью блока управления БУ. Этот же блок предназначен для предварительного контроля изоляции отходящих от аппаратов присоединений, блокировки, препятствующей подаче напряжения на присоединение со сниженным сопротивлением изоляции, ограничения частоты включений электроприемника.
На рис. 15 приведена принципиальная электрическая схема блока БУ, который состоит из трех функциональных узлов: устройства дистанционного управления (выходной элемент —электромагнитное реле К3), устройства предварительного контроля изоляции (выходной элемент — электромагнитное реле, К2) и реле времени (выходной элемент —электромагнитное реле К1).
На схеме штриховыми линиями показаны внешние цепи и элементы с трехпроводным вариантом схемы управления. В качестве одной из жил дистанционного управления используется заземляющая жила кабеля, питающего электроприемник. Кроме функции управления, т. е. включения реле К3 при нажатии кнопки «Пуск», удержания этого реле во включенном положении при отключении кнопки «Пуск» и отключения реле КЗ при нажатии кнопки «Стоп», устройство дистанционного управления обеспечивает следующие защитные функции:
1) контроль заземляющей цепи управляемой машины (невозможность включения машины в случае увеличения сопротивления цепи заземления свыше 15—20 Ом и отключения ее при увеличении сопротивления заземляющей цепи свыше 100 Ом);
- нулевую защиту;
- искробезопасность цепи управления;
- невозможность самопроизвольного включения при повреждениях: в ли
нии управления (защиту от потери управляемости при замыкании или обрыве жил управления), а также при повреждениях элементов (самоконтроль исправности элементов).
Схема работает следующим образом. Реле К3 питается от феррорезонансного стабилизатора напряжения, состоящего из конденсатора С2 и трансформатора Тр, ко вторичной обмотке которого на напряжение 18 В (зажимы III, IV) подключена обмотка реле К3. Указанная обмотка трансформатора Тр намотана частично константановым проводом и имеет сопротивление 110 Ом. Когда контакт КМ3 управляемого контактора отключен, обмотка реле К3 обтекается переменным током, а среднее значение тока в ней равно нулю. Поэтому реле К3 постоянного тока типа РП-2И в рассматриваемом режиме отключено.
При нажатии кнопки «Пуск» ток в один полупериод питающего напряжения проходит через обмотку реле К3, а диод V, установленный в посте управления, заперт. Во второй полупериод диод V открывается и шунтирует обмотку реле К3, а ток в обмотке этого реле поддерживается в том же направлении, что и в предыдущем полупериоде, за счет ЭДС самоиндукции. Это приводит к увеличению среднего значения тока в реле до значения, при котором оно четко срабатывает. Срабатывание реле приводит к замыканию его контакта К3.1 в цепи питания электромагнитного контактора, который, включаясь, замыкает свой контакт КМ3 в цепи управления.
Отпускание кнопки «Пуск» и размыкание ее контакта в цепи управления приводит к тому, что среднее значение тока в обмотке реле КЗ снижается, так как во второй полупериод эта обмотка шунтируется цепью, состоящей из последовательно соединенных контакта КМ3, резистора R и диода V. Однако сопротивление резистора выбирается таким, чтобы ток в обмотке реле КЗ был достаточен для удержания этого реле во включенном состоянии.
В случае нажатия кнопки «Стоп» цепь, шунтирующая обмотку реле, отключается и через обмотку реле протекает переменный ток, среднее значение которого равно нулю. Это приводит к отключению реле К3. Очевидно, к отключению этого реле и невозможности его включения приводит обрыв жилы управления в цепи кнопки «Пуск» либо замыкание этой жилы с заземляющей жилой кабеля. В последнем случае диод V и обмотка реле К3 шунтируются. Пробой или обрыв обмоток питающего трансформатора Тр и реле К3, а также конденсаторов С2 и С3 и диода V приводит к снижению либо к исчезновению тока (среднего значения) в обмотке реле К3. Таким образом, возможные повреждения элементов устройства не могут привести к самопроизвольному включению реле К3. К снижению тока в обмотке реле К3 приводит и повышение сопротивления в цепи заземляющей жилы, что дает возможность обеспечить контроль этого сопротивления настройкой реле таким образом, чтобы это реле отключалось при возрастании сопротивления цепи заземления свыше 100 Ом.
Если напряжение в сети уменьшилось ниже допустимого значения, то стабилизатор напряжения выйдет из режима феррорезонанса. При этом напряжение на обмотках трансформатора Тр резко снизится и реле К3 отключится. Повторное включение реле К3 возможно лишь после нажатия кнопки «Пуск». Таким же образом схема будет работать и при снижении напряжения до нуля, этим достигается нулевая защита.
Устройство ВРУ предварительного контроля изоляции состоит из выпрямительного моста V2 и реле К2, обмотка которого зашунтирована диодом V3. Питается ВРУ от вторичной обмотки трансформатора Тр (зажимы VI, VII или VIII). Один зажим выпрямителя V2 присоединен к заземлители), а второй— через контакты реле времени К1.1, кнопку «Проверка БРУ» и вспомогательный контакт контактора КМ2 — к фазе сети. При высоком сопротивлении изоляции отходящей линии реле К2 отключено и позволяет реле КЗ включиться. Если же сопротивление изоляции между фазами силовой цепи и землей при отключенном контакторе КМ снижается ниже 30 кОм, то ток в цепи обмотки реле К2 достигает значения тока срабатывания этого реле. В результате срабатывают реле К2, а включение реле КЗ оказывается невозможным. При этом загорается лампа 11 сигнализации о срабатывании устройства предварительного контроля изоляции.
Проверка работоспособности производится нажатием кнопки «Проверка ВРУ», расположенной вне блока БУ. В этом режиме ток проходит через обмотку реле К2 и резистор R2. При исправном БРУ реле срабатывает. После включения контактора КМ и подачи напряжения на отходящее присоединение измерительная цепь БРУ размыкается контактом КМ2 контактора. Исключение влияния обратной ЭДС управляемого двигателя после его отключения на уставки БРУ обеспечивается реле времени, собранным на реле К1, диоде VI, резисторе R1 и конденсаторе С1.
Реле К1, так же как и весь блок, питается от источника переменного напряжения 36 В. При выключенном контакторе реле К1 отключено. После включения контактора его замыкающий контакт КМ1 подключает схему реле времени к источнику питания, и реле К1 включается. В этом режиме через диод VI и резистор R1 заряжается конденсатор С1. После отключения контактора его вспомогательный контакт КМ1 размыкается. Однако реле К1 некоторое время удерживается током разряда конденсатора С/ через резистор R1 и обмотку реле K1. Время удержания реле К1 во включенном положении (больше 3с) выбирается достаточным для снижения ЭДС управляемого двигателя практически до нуля. Лишь после этой выдержки реле К1 отключается и своим контактом Κ1·1 замыкает измерительную цепь БРУ.
Блок управления БУ-1140 применяется в электромагнитных пускателях серии ПВ на напряжение 1140 В, состоит из устройств дистанционного управления и предварительного контроля изоляции и выполняет те же функции, что и блок БУ. Принципиальная электрическая схема блока БУ-1140 приведена на рис. 16.
Устройство управления такое же, как и в блоках БУ, и состоит из электромагнитного реле КЗ, конденсаторов С5, С7 и резисторов R9, R10. Оно имеет те же характеристики, что и устройство управления блока БУ.
Собрано устройство предварительного контроля изоляции на двух электромагнитных реле и имеет две уставки: предупредительную, которая равна или больше 250 кОм, и аварийную, которая равна или больше 90 кОм. Измерение сопротивления изоляции производится мостовой схемой, плечами которой являются резисторы R1, R2, R6, R5 и контролируемое сопротивление изоляции.
Зажим К блока присоединяется к заземлителю, а зажим Т — через размыкающий вспомогательный контакт контактора к фазе отходящей силовой цепи. Измерительный мост питается через выпрямитель V1.1 от феррорезона некого стабилизатора напряжения, состоящего из конденсатора С6 и трансформатора Тр1. К диагонали измерительного моста через резистор R5 и диод V4 присоединен вход усилителя на транзисторах V2-3, включенных по схеме составного транзистора для увеличения коэффициента усилителя. Нагрузкой усилителя являются обмотки реле К1 и К2.
Питание феррорезонансного стабилизатора напряжения и исполнительной части схемы производится переменным напряжением 36 В от трансформатора
- ( .
Рис. 16. Принципиальная электрическая схема блока управления БУ-1140.
собственных нужд аппарата, в который встроен блок. Это напряжение подается на клеммы Л, М блока. Выпрямительный моет V1.2 присоединяется к клеммам Л, М через размыкающий контакт кнопки S4G возврата схемы в исходное положение.
Если сопротивление изоляции отходящего присоединения выше предупредительной уставки, то напряжение на диагонали измерительного моста имеет полярность, при которой усилитель заперт, и, следовательно, реле К1 и К2 отключены. Когда сопротивление изоляции отходящего присоединения снижается до уровня предупредительной уставки, напряжение на диагонали измерительного моста меняет полярность и открывает усилитель. Реле К2 при этом срабатывает и своим замыкающим контактом К2.1 шунтирует резистор R6. Мост перестраивается так, что он будет уравновешен при сопротивлении изоляции сети, равном аварийной уставке устройства.
В случае, если сопротивление изоляции отходящего присоединения выше аварийной уставки, то напряжение на диагонали измерительного моста меняет знак, усилитель закрывается, а реле К1 остается отключенным и своим контактом К1.1, включенным в цепь дистанционного управления, позволяет включить реле К3. Реле К2, включаясь, замыкает свой контакт К2.2 и удерживается во
включенном положении. Одновременно загорается сигнальная лампа, присоединенная к клеммам А, В блока, сигнализируя о том, что сопротивление изоляции отходящего присоединения близко к аварийному и в ближайшее время присоединение может быть заблокировано. Устройство же управления при срабатывании реле К2 продолжает функционировать нормально.
Однако, если сопротивление изоляции снизилось до значения, меньшего сопротивления аварийной уставки, то напряжение иа диагонали моста не меняет знак после замыкания контакта K2.1, усилитель остается открытым. В этом режиме включается реле К1 и размыкает свой контакт K1.1, разрывая тем самым цепь управления реле К3 и блокируя аппарат, в который встроен блок Одновременно загорается сигнальная лампа, присоединенная к клеммам А, Б блока. Цепь ее питания включается замыкающим контактом K1.2.
Рис. 17. Принципиальная электрическая схема реверсивного блока управления БУР.
После срабатывания реле К2 удерживается во включенном положении током, проходящим от выпрямителя V1.2 через свой замыкающий контакт независимо от состояния сопротивления изоляции отходящего присоединения, даже если это сопротивление стало выше предупредительной уставки устройства. В таком случае реле К2 можно вернуть в исход· ное (отключенное) положение нажатием кнопки S4G, размыкающей своим контактом цепь питания выпрямителя V1.2.
Реверсивный блок управления БУР предназначен для дистанционного управления реверсивными электроприем никами и предварительного контроля изоляции отходящего присоединения. Применяется он во взрывозащищенных электромагнитных пускателях ПВИР-250 и в станциях управления на напряжение
660 В.
Принципиальная электрическая схема блока БУР приведена на рис. 17.
Как видно из этой схемы, устройство предварительного контроля изоляции такое же, как а блоках БУ. Состоит оно из двух одинаковых схем, таких же как схема управления блока БУ.
При нажатии кнопки «Вперед», расположенной на посту управления (на схеме пост управления не показан), срабатывает реле К 1.1. Своим контактом K1.2 оно включает контактор, подающий напряжение на электроприемник с прямым чередованием фаз. Нажатие кнопки «Стоп» поста управления приводит к отключению реле К1.1 или K2.1 в зависимости от того, какое из них было включено, нажатие кнопки «Назад» — к срабатыванию реле К2.1. Своим контактом К2.2 оно включает контактор, изменяющий чередование фаз на выводе аппарата. Стабилитроны УД1-2, включенные параллельно первичной обмотке трансформатора, предназначены для среза пиков напряжения на трансформаторе при коммутации цепи питания стабилизатора и обеспечения тем самым искробезопасности цепи дистанционного управления.
Блок дистанционного управления БДУ предназначен для дистанционного управления шахтными машинами и механизмами дистанционного отключения и контроля цепей заземления, применяется в электромагнитных пускателях ПВИ-32 и станциях управления КУУВТ-350 и КУУВ-350. В дальнейшем БДУ должен заменить блоки БУ, Б У-1140, БИЗ и ДО во всех аппаратах управления и защиты напряжением до 1200 В. Техническая характеристика блока приведена в табл. 23.
Обеспечивает блок нормальную работу при колебаниях напряжения питания в пределах 0,65—1,1 номинального; четкое включение при снижении напряжения питания до 65 % номинального и защиту от самопроизвольного включения при кратковременном повышении напряжения питания до 1,5 номинального.
23. Технические характеристики блоков БДУ и БКИ
Блок БКИ контроля изоляции предназначен для предварительного контроля изоляции отходящего от аппарата присоединения и применяется в пускателях ПВИ-32, станциях управления КУУВТ-350, а в дальнейшем будет применяться во всех аппаратах управления и защиты напряжением до 1200 В. Техническая характеристика блока БКИ приведена в табл. 23.
Рис. 18. Принципиальная электрическая схема блока БКИ контроля изоляции.
Блок обеспечивает нормальную работу при колебаниях напряжения питания в пределах 0,85—1,1 номинального значения. Принципиальная электрическая схема блока БКИ приведена на рис. 18.
Принцип действия схемы основан на сравнении постоянного измерительного тока с постоянным эталонным. Переменное напряжение питания, равное 36 В, подается на клеммы 2, 12 штепсельного разъема ХР блока.
Клемма 20 этого разъема присоединяется к заземляющему зажиму, а клемма 10 через размыкающий вспомогательный контакт контактора — к фазе сети. Измерительный ток, выпрямленный диодом VД3 и сглаженный конденсатором С2, проходит через заземлитель, землю, сопротивление изоляции отходящего присоединения, резисторы R8, R7, R5, R4. Далее этот ток проходит либо через база-коллекторный переход транзистора VT3, либо через вход усилителя на транзисторах VT1, VT2.
Эталонный ток, выпрямленный диодом и сглаженный конденсатором, протекает через база-эмиттерный переход транзистора VT3 и резисторы R6, R10, R9.
Если сопротивление изоляции контролируемого присоединения превышает значение сопротивления предупредительной уставки блока, то измерительный ток становится меньшим эталонного, поэтому он проходит через база коллекторный переход транзистора VT3, минуя вход усилителя. Транзисторы VТ1 и VT2 в этом случае закрыты, а реле K1.1 отключено.
В случае если сопротивление изоляции контролируемого присоединения оказалось меньшим значения предупредительной, но большим аварийной уставки блока, то измерительный ток будет превышать значение эталонного. В результате через вход усилителя потечет разностный ток, который откроет усилитель, а реле К1.1 сработает. При этом оно переключит свои контакты К1.3 в цепи управления аппаратом и цепи сигнализации о срабатывании блока и замкнет контакт К1.2, шунтирующий резистор R10 в цепи эталонного тока. В результате эталонный ток повысится и станет больше измерительного, усилитель с некоторой выдержкой времени закроется, а реле К1.1 отключится. Затем цикл повторится.
Таким образом, реле К1.1 в рассматриваемом режиме будет периодически включаться и отключаться, а лампа сигнализации — мигать. Блок будет позволять включать аппарат во время паузы, когда реле К1.1отключено.
Когда же сопротивление изоляции контролируемого присоединения снизится до значения сопротивления аварийной уставки, то измерительный ток будет превышать эталонный и при зашунтированном резисторе R10. В этом режиме усилитель будет постоянно открыт, реле K1.I — включено, а цепь управления аппаратом заблокирована контактом К 1.3 этого реле. О блокировании аппарата подаст сигнализацию лампа, которая при этом будет гореть постоянно.
Уставки блока регулируются с помощью резисторов R2, R3, изменяющих подаваемое
в цепь эталонного тока напряжение.
