Схема световой и звуковой сигнализации на реле ртд 12
Опубликовано: 05.05.2024
Здесь представлены и рассматриваются простые схемы световой и звуковой сигнализации для устройств и приборов КИП и А.
Внимание! Так как все схемы работают под напряжением 220 Вольт, опробование и наладка должна производиться квалифицированным персоналом с соответствующей группой допуска по электробезопасности.
Простая схема световой и звуковой сигнализации
Схема общей сигнализации, показанная на рисунке 1 содержит минимальное количество коммутационных элементов.
Рисунок 1. Простая схема световой и звуковой сигнализации КИП и А
S1. Si – нормально разомкнутые контакты реле приборов, замыкающиеся при достижении уставок приборов значений, при которых должна срабатывать сигнализация.
SB1 – Кнопка «Опробование». Имитирует срабатывание сигнализации. При нажатии загорается лампочка E1 и слышен звук сирены / звонка B1.
SB2 – Кнопка «Съем звука». Служит для отключения звука сигнализации. Световая сигнализация при этом продолжает работать.
K1.1 – нормально разомкнутый контакт реле K1.
K1.2 – нормально замкнутый контакт реле K1.
K1 – электромагнитное реле / пускатель, с рабочим напряжением 220 вольт переменного тока на катушке, с одним нормально замкнутым и одним нормально разомкнутым контактами.
E1 – лампа накаливания 220 вольт – световая сигнализация.
B1 – сирена / звонок, с рабочим напряжением 220 вольт переменного тока – звуковая сигнализация.
Принцип действия сигнализации
Контакты реле приборов S1. Si ( их может быть неограниченное количество), запараллелены между собой и с кнопкой «Опробование» сигнализации.
При замыкании любого из них загорается лампочка «E1» световой сигнализации, а также через нормально замкнутый контакт K1.2 реле K1, напряжение 220 вольт подается на сирену / звонок звуковой сигнализации.
Если сигнализация включена, а нужно отключить звук, - нажатием кнопки «Съем звука», напряжение подается на катушку реле K1. При его срабатывании размыкается цепь питания сирены (контакт K1.2), звук отключается. Само же реле подхватывается через контакт K1.1.
Если контакт прибора, вызвавший включение сигнализации размыкается, то соответственно выключается сигнализация – и световая, и звуковая. Реле K1 приводится в исходное состояние.
При использовании лампочки и сирены большой мощности, через коммутационные контакты S1. Si реле приборов может проходить большой ток, что может привести к их подгоранию и выходу из строя. Поэтому, при реализации данной схемы необходимо следить за тем, чтобы суммарный ток лампочки и сирены не превышал предельно допустимый паспортный ток для выходных устройств (реле) приборов.
Буферизированная схема световой и звуковой сигнализации
Схема общей сигнализации, представленная на рисунке 2 по принципу действия соответствует схеме сигнализации представленной выше.
Рисунок 2. Буферизированная схема световой и звуковой сигнализации
Но здесь добавлено промежуточное буферное реле K1 (
220 вольт), исключающее выход из строя контактов реле выходных устройств приборов.
При замыкании контакта реле выходных устройств приборов, через катушку реле / пускателя K1 проходит сравнительно небольшой ток, в большинстве случаев не превышающий предельно-допустимый паспортный. В то же время замыкающий, силовой контакт этого реле / пускателя, может коммутировать достаточно большую мощность для подключения лампочки и сирены свето-звуковой сигнализации.
Триггерная схема световой и звуковой сигнализации
Предыдущие две схемы сигнализации работают таким образом, что при превышении каких либо уставок загорается лампочка и включается звук, а при переходе в нормальный режим, - и свет и сирена отключаются.
В некоторых случаях может быть необходимо включении сигнализации на длительное время даже при кратковременном превышении уставок технологических параметров.
Схема такой сигнализации изображена на рисунке 3.
Рисунок 3. Триггерная схема световой и звуковой сигнализации
Принцип действия аналогичен предыдущей схеме, за исключением того, что в реле K1 добавлен нормально разомкнутый контакт самоподхвата K1.1 и кнопка сброса (выключения) сигнализации SB2.
Даже при кратковременном превышении параметра уставок приборов (замыкании контактов S1. Si), реле K1 сработает и заблокируется контактом K1.1.
Сбросить его в исходное состояние (выключить сигнализацию) можно разорвав цепь питания его катушки вручную кнопкой SB2.
Схема световой и звуковой сигнализации на реле РТД12
Схема звуковой сигнализации на реле РТД12 показана на рисунке 4.
Если предыдущие схемы идеально подходят реализации для одноканальной сигнализации, то при подключении нескольких приборов не всегда может быть удобно определять каким именно прибором вызвано включение сигнализации. Схема, приведенная ниже работает таким образом, что при срабатывании сигнализации от неограниченного числа приборов включается общая звуковая сигнализация – сирена и загорается одна или несколько лампочек, указывающая на канал (прибор, устройство) от которого сработала сигнализация.
Рисунок 4. Схема световой и звуковой сигнализации на реле РТД12
K1 – реле опробования сигнализации . Напряжение катушки =
220 вольт.
K2 – реле включения / отключения звуковой сигнализации. Напряжение катушки =
220 вольт.
B1 – звонок / сирена
220 вольт.
S1. Si – контакты реле уставок приборов (может быть неограниченное количество)
E1. E2 – лампочки накаливания
220 вольт, 10 Вт
VD1. VDi - диоды типа Д226Г или более современные, на напряжение не менее 400 вольт.
SB1, SB2 – кнопки «опробование сигнализации» и «съем звука».
R1 – резистор 2.2 кОм, мощностью не менее 10 Вт.
Особенность схемы заключается в том, что при замыкании одного из контактов реле выходных устройств приборов, фаза
220 Вольт подается через соответствующую лампочку канала на вход реле РТД12, вызывая его включение. При этом лампочка горит и включается звуковая сигнализация.
Если лампочка неисправна, то не происходит включение реле, и соответственно не сработает ни звуковая, ни световая сигнализация. Чтобы избежать этого, требуется периодически проверять работу сигнализации, исправность лампочек. Для этих целей предназначена кнопка SB1 - «опробование сигнализации». При ее нажатии срабатывает реле K1, загораются все исправные лампы сигнализации, а также включается сирена / звонок звуковой сигнализации.
Отключение звука производится кнопкой SB2 - «съем звука».
Настоящим техническим описанием и инструкцией по эксплуатации следует руководствоваться при изучении, монтаже и эксплуатации двустабильных реле тока серий РТД-11 и РТД-12.
Реле общего назначения для нужд народного хозяйства и для поставок на экспорт в страны с умеренным и тропическим климатом.
В техническом описании и инструкции по эксплуатации приведено описание принципиальной схемы, принцип работы, методика настройки и проверки электрических параметров, а также общие указания по монтажу и эксплуатации.
Реле предназначены для применения в различных схемах аварийной и предупреждающей сигнализации в качестве аппарата, реагирующего на изменение тока в электрических цепях постоянного тока напряжением до 220 В или переменного тока напряжением до 220 В частотой 50 или 60 Гц.
Реле серии РТД-11 предназначены для работы в энергетических установках с постоянным оперативным током напряжением 46, 60, 110, 220 В, а реле серии РТД-12 с переменным оперативным напряжением 110, 127 и 220 В.
Климатическое исполнение реле для нужд народного хозяйства н поставок на экспорт в страны с умеренным климатом – УХЛ категории 4, а в страны с тропическим климатом – О категории 4 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Все элементы реле РТД-11 и РТД-12 смонтированы на цоколе первого (минимального) габарита и защищены от внешних воздействий кожухом второго (по высоте), габарита в унифицированной системе оболочек Сура. На цоколе установлен вводной трансформатор тока и две металлические скобы, к которым крепятся лицевая плата и печатная плата с полупроводниковыми элементами, реле, конденсаторами и резисторами.
Рисунок 1. Схема электрическая принципиальная реле тока РТД-11
Реле серий РТД-11 и РТД-12 по своему принципу действия относятся к измерительным органам, реагирующим на изменение тока в электрических цепях.
Схемы включают в себя блоки формирования импульсов, реагирующие органы, блоки временной задержки и выходные исполнительные органы.
Блок формирования импульсов реле РТД-11 состоит из трансформатора тока ТА1, нагруженного на резистор и КС - цепь, подключенную только при питании реле от выпрямительных блоков, двух пиковых детекторов (VD3, С3, R5 и VD4, С2, R4) и двух дифференцирующих цепей (VD5, С4, R11, и VD6, C5, R10).
Реагирующий орган представляет собой триггер, выполненный на операционном усилителе А1, с положительной обратной связью (R18, С9, С8).
Порог срабатывания триггера регулируется с помощью резистора R15.
Блок временной задержки, исключающий ложную работу реле при подаче питания, выполнен на двух транзисторах VT1 и VT2. Транзистор VT1 совместно с резисторами R20, R21 обеспечивает задержку подачи питания на реагирующий орган, а транзисторный ключ, выполненный на транзисторе VT2, обеспечивает быстрый разряд конденсатора С12 в пери питания реле.
Выходной исполнительный орган включает выходной транзистор VTЗ, работающий в ключевом режиме, и выходное реле KL1.
При ступенчатом увеличении постоянного тока, протекающего через первичную обмотку трансформатора ТА1, на вторичной обмотке формируется импульс отрицательной полярности, который после преобразования поступает на вход реагирующего органа и переводит его в сработанное состояние. При снятии входного сигнала на вторичной обмотке формируется импульс положительной полярности, который переводит реагирующий орган и реле в исходное состояние.
Блок формирования импульсов, реле РТД-12 состоит из трансформатора тока, нагруженного на нелинейную нагрузку, пикового детектора (VD3, R3, С1) и дифференцирующей цепи (С2, VD4, R6), Реагирующий орган и блок временной задержки реле РТД-12 выполнены аналогично реле РТД-11, Порог срабатывания триггера регулируется с помощью резистора R10.
Питание реле РТД-12 осуществляется через выпрямительный мост VS1.
Резисторы схемы питания образуют делители, обеспечивающие питания реле от источников с разным уровнем напряжения. В схеме питания выходного исполнительного органа, выполненного аналогично реле РТД-11, включены дополнительно конденсаторы С10 и С11, исключающие вибрацию выходного реле.
При ступенчатом увеличении переменного тока на вход реагирующего органа поступает сформированный отрицательный импульс тока, который переводит реагирующий орган в сработанное состояние. Возврат реле в исходное состояние обеспечивается только с помощью внешнего контакта, подключаемого параллельно цепи питания реле через токоограничивающий резистор.
Рисунок 2. Схема электрическая принципиальная реле тока РТД-12
Реле выпускаются полностью отрегулированными и не требуют перед включением в работу специальной настройки и регулировки.
При включении в схему реле серии РТД-11 необходимо следить, чтобы положительный полюс цепей (плюс) подводился к зажимам 21 и 11.
При перемене полярности зажимов токовой обмотки трансформатора (зажимы 19 и 21) реле будет срабатывать не при нарастании силы тока в цепи, а при ступенчатом уменьшении тока в цепи обмотки дифференцирующего трансформатора.
Первичная обмотка входного трансформатора реле включается последовательно с другими устройствами и поэтому желательно подбирать рабочий ток этих устройств примерено равным току срабатывания реле.
При включении реле типа РТД-11-01-15 на напряжение 110 В, а реле типа РТД-01-11 на напряжение 48 В положительный полюс цепей необходимо подключать к зажиму 13.
При использовании реле серии РТД-11 в схемах сигнализации, питаемых от блоков питания типа БПН-1002, зажимы реле 5 и 7 необходимо замкнуть накладкой.
При включении в схему оперативного тока определенного уровня реле серии РТД-12 необходимо следить за правильностью подключения цепей питания, т.к. выбор режима питания для серии РТД-12 зависит от положения накладки, подключаемой к зажимам 5, 7 и 9. При включении реле серии РТД-12 на напряжение питания необходимо следить, чтобы накладки на зажимах 5, 7 и 9 были установлены в нужное положение.
Реле РТД-11 и РТД-12 устанавливаются на вертикальной плоскости в соответствии с инструкцией по установке реле конструктива Сура на панели.
Перед установкой реле в эксплуатацию необходимо убедиться в отсутствии дефектов и механических повреждений, которые могут появиться при транспортировании и хранении.
Необходимо предохранять реле от попадания металлической стружки под кожух реле.
После отключения напряжения питания прикосновение к токоведущим частям, расположенным под кожухом реле, допускается только через 1 мин. после снятия напряжения.
Место установки реле должно быть защищено от попадания воды, масла, эмульсии, от непосредственного воздействия солнечной радиации.
Каждый контактный зажим допускает присоединение одного или двух внешних алюмомедных проводников сечением от 1 до 2,5 мм 2 или двух медных проводников сечением до 1,5 мм 2 .
Рисунок 3. Схема электрическая подключения реле
а – реле РТД-11; б – реле РТД-12
Схема сигнализации работает следующим образом: при замыкании контактов сигнальных органов схемы аварийной или предупредительной сигнализации загорается сигнальное табло HL1 и срабатывает реле РТД, которое своим контактом включает промежуточное реле KL1. Срабатывая реле KL1 самоудерживается с помощью своих контактов, замыкает цепь звонка НА1 и возвращает реле РТД в исходное состояние. Съем звукового сигнала осуществляется путем воздействия на реле KL2, контакты которого возвращают реле KL1 в исходное состояние, а контакты реле KL1 в свою очередь разрывают цепь звонка. После возврата реле KL1 схема готова к приему нового сигнала. В схеме сигнализации должна быть предусмотрена кнопка SB1, с помощью которой на реле подается контрольный ток.
Необходимо учитывать, что при применении реле в схемах сигнализации, питающихся от выпрямительного блока типа БПН-1002, максимальное число принимаемых сигналов не должно превышать 20.
В тех случаях, когда не требуется возврата реле РТД-11 в исходное состояние после снятия одного сигнала, то необходимо путем изменения положения движка потенциометра R15 так настроить реле, чтобы ток возврата реле был более 0,05 А.
Реле РТД-12 в схеме сигнализации на переменном оперативном токе работает аналогично.
Одним из достоинств реле серии РТД-12 является то, что оно не требует установки дополнительного реле напряжения, так как содержит блок временной задержки, исключающий ложную работу реле при подаче и снятии напряжения (в схемах сигнализации, в которых применялось реле типа РИС-ЭЗМ, для исключения ложной работы реле при понижениях напряжения использовалось реле напряжении).
При необходимости изменения чувствительности реле регулировка и настройка реле по импульсу тока срабатывания производится с помощью переменного подстроенного резистора R15 для реле серии РТД-11 (при максимальном значении входного тока) и R10 для реле серии РТД-12 (при отсутствии входного тока). Затем проверяется уставка по импульсу тока срабатывания для реле серии РТД-11 (при отсутствии входного тока), а для реле серии РТД-12 при максимальном значении входного тока. Отклонения тока срабатывания от уставок не должны превышать значений погрешности реле, нормированных для этих уставок.
Настройка реле должна проводиться при номинальном напряжении питания.
Содержание
1. Введение
2. Назначение
3. Технические данные
4. Устройство и работа реле
5. Указания по монтажу и эксплуатация
6. Маркирование
7. Измерение параметров регулирование и настройка
8. Контрольно - измерительные приборы
9. Гарантии изготовителя
Рисунок 4. Габаритные, установочные размеры и масса реле
Приложение
Рисунок 1. Установка реле с задним присоединением проводов.
Рисунок 2. Установка реле с передним присоединением проводов с бобышками, выступающими за габарит цоколя.
Рисунок 3. Установка реле с передним присоединением проводов с бобышками, не выступающими за габарит цоколя.
Цель работы – исследование основных принципов построения схем светозвуковой сигнализации электростанций и подстанций.
На электростанциях и подстанциях предусматривается шесть видов сигнализации:
1. Световая сигнализация положения коммутационных аппаратов выполняется двух ламповой: одна – включено (как правило, красная), другая - отключено (как правило, зелёная), либо трехламповая – красная, зеленая и белая при аварийном отключении.
2. Светозвуковая сигнализация аварийного отключения и автоматического включения обеспечивается центральным звуковым сигналом (сиреной), миганием сигнальной лампы положения того аппарата, который автоматически переключился.
3. Светозвуковая аварийная технологическая сигнализация осуществляется с помощью индивидуальных световых табло и центрального звукового сигнала (звонка).
4. Светозвуковая предупредительная сигнализация об отклонении от нормального режима выполняется аналогично технологической аварийной сигнализации, но звонком другого тембра.
5. Светозвуковая вызывная сигнализация выполняется с помощью центрального звукового сигнала сирены и светового табло, по которому определяется РУ или щит, куда вызывается дежурный, и запоминающего устройства (блинкера), установленного в соответствующем пункте объекта, по которому определяется непосредственная причина вызова.
6. Командная сигнализация со звуковым вызовом и световыми фиксированными командами. Команда должна фиксироваться одновременно и в пункте подачи и в пункте приёма команды и сниматься из пункта приёма.
При выполнении работы основное внимание нужно уделить исследованию принципов получения сигнала на срабатывание сигнализации, а также требованиям, предъявляемым к схемам сигнализации, и схемным решениям, обеспечивающим выполнение этих требований.
Одним из принципов получения сигнала на срабатывание сигнализации является принцип несоответствия между положением ключа управления и положением управляемого этим ключом выключателя.
В условиях эксплуатации наличие соответствия (несоответствия) дежурный персонал может установить визуально, т.е. определить путём осмотра, в каком положении находится ключ управления, в каком – управляемый аппарат.
Для автоматического соответствия (несоответствия) необходимо информацию о положениях указанных аппаратов преобразовать в электрические величины. Например, в ток который протекает в контрольной цепи при включенном состоянии выключателя (вспомогательный контакт выключателя замкнут) и не протекает при выключённом выключателе (вспомогательный контакт разомкнут). Очевидно, что при использовании вспомогательного размыкающего контакта ток в контрольной цепи будет отсутствовать при включённом выключателе.
Таким образом, можно выбрать такие контакты ключа управления и вспомогательные контакты выключателя, что цепь несоответствия будет замыкаться только при автоматическом отключении выключателя релейной защитой (ключ управления в положении “Включено”).
При выполнении лабораторной работы необходимо обеспечить выполнение основных требований, предъявляемых к схемам сигнализации:
1. Должна быть обеспечена возможность повторного действия звукового сигнала при появлении новой неисправности, даже если не устранена неисправность по ранее полученным сигналам, а звуковой сигнал снят дежурным или автоматически.
2. Световой сигнал должен сниматься лишь после ликвидации причины появления сигнала.
3. Должна предусматриваться возможность периодической проверки исправности звуковой сигнализации и всех ламп сигнальных табло.
На рисунке 13.1 приведена схема звуковой сигнализации аварийного отключения с центральным съёмом сигнала, а на рисунке 13.2 схема светозвуковой предупредительной сигнализации с автоматическим съёмом звукового сигнала. Главным элементом аварийной и предупредительной сигнализации, позволяющим выполнять вышеприведённые требования, является реле импульсной сигнализации (РИС) типа РИС-Э2М или РТД. В данной работе используются оба реле, схема которых приведена на рисунках 13.1, 13.2 и 13.3.
В реле РИС при изменении величины постоянного тока, протекающего через первичную обмотку трансформатора TV, во вторичной обмотке появляется импульс тока, открывающий тиристор VS . Таким образом, схему сигнализации необходимо составлять так, чтобы величина тока в первичной обмотке TV изменялась скачком при каждом поступлении сигнала на срабатывание сигнализации. Также следует помнить, что закрыть тиристор VS можно путём снятия с него питания или разрыва цепи анодного питания.
В настоящее время, кроме рассмотренного РИС, в схемах сигнализации электрических станций и подстанций используются и другие виды реле, выполненные на современной элементной базе. К ним относятся реле типа РТД. Для ознакомления с ним далее приводится краткое техническое описание.
Реле тока двустабильное серий РТД-11 и РТД-12 применяется в различных схемах аварийной и предупреждающей сигнализации в качестве органа, реагирующего на изменение тока в электрических цепях. Реле серии РТД-11 работают от сети постоянного тока напряжением 48, 60, 110, 220В, серии РТД-12 – от сети переменного тока напряжением 110, 127, 220В частотой 50 и 60Гц.
Основные технические данные
| Реле типа | Величина импульса тока срабатывания, А: |
| РТД-11-01, РТД-12-0,1 | 0,05 |
| РТД-11-04 | 0,2 |
| РТД-12-02 | 0,12 |
| Количество принимаемых сигналов: |
| РТД-11-01 |
| РТД-11-04 |
| РТД-12 |
Время срабатывания не более, с ………………………………………………….0,1
Количество замыкающих контактов ………………………………………………1
Потребляемая мощность в режиме ожидания, Вт (В*А) …………………..…. 3,8
Схема реле РТД-11 (рисунок 13.3) включает блок формирования импульсов, реагирующий орган, блок временной задержки и выходной исполнительный орган.
Блок формирования импульсов реле РТД-11 состоит из трансформатора тока ТА1, нагруженного на резистор и RC – цепь, подключаемую только при питании реле от выпрямительных блоков, двух пиковых детекторов (VD3, C3, R5 и VD4, C2, R4) и двух дифференцирующих цепей (VD5, C4, R8, R11 и VD6, C5, R9, R10). Реагирующий орган представляет собой триггер, выполненный на операционном усилителе А1, с положительной обратной связью (R18, C9, С8 ). Порог срабатывания триггера регулируется с помощью резистора R15.
Блок временной задержки, исключающий ложную работу реле при подаче питания выполнен на двух транзисторах VT1 и VT2. Транзистор VT1 совместно с резисторами R20, R21 задерживает подачу питания на реагирующий орган, а транзисторный ключ выполненный на транзисторе VT2 обеспечивает быстрый разряд конденсатора С12 в цепи питания реле.
Выходной исполнительный орган включает выходной транзистор VT3, работающий в ключевом режиме, и выходное реле KL1. При ступенчатом увеличении постоянного тока, протекающего через первичную обмотку трансформатора ТА1, на вторичной обмотке формируется импульс отрицательной полярности, который после преобразования поступает на вход реагирующего органа и переводит его в сработанное состояние. При снятии входного сигнала на вторичной обмотке формируется импульс положительной полярности, который переводит реагирующий орган и реле в исходное состояние.
На рисунке 13.4 приведена схема узла электрической системы 6 - 35кВ, модель которого смонтирована на лабораторном стенде. Сборные шины получают питание от системы по линии W1 через выключатель Q1. Потребители получают питание с шин по линиям W2 и W3, с выключателями соответственно Q2 и Q3. схемы дистанционного управления выключателями смонтированы на стенде. Тип ключей SA1, SA2, SA3 – КМОВФ. На рисунке 13.4 также указаны виды релейной защиты и автоматики, которыми оборудованы выключатели Q1, Q2, Q3. Рядом с ключом каждого выключателя установлены клеммы, подключённые к контактам ключа управления (9-10, 13-16, 17-20) и к вспомогательным контактам выключателей (1-2, 3-4). При возникновении двухфазного к.з. (замыкание клеммы А и С) срабатывает соответствующая максимальная токовая защита (МТЗ), которая отключает свой выключатель. Выключатель Q1 кроме МТЗ оборудован автоматическим повторным включением (АПВ), действующим после его отключения МТЗ.
При составлении схемы цепи несоответствия между положением ключа управления и положения управляемым этим ключом выключателя необходимо учитывать, что у ключа отсутствует контакты, которые находятся в замкнутом состоянии только в положении “Включено”. В связи с этим включают последовательно два контакта ключа с различными диаграммами. Контакты выбирают таким образом, чтобы полученная цепь была замкнута только в положении ключа “Включено”, что исключает ложную работу сигнализации при включении или отключении выключателя ключом управления.
Цепи несоответствия (рисунок 13.1) собираются в ходе выполнения работы и подключаются к шинке звуковой сигнализации аварийного отключения ЕНА и шинке питания цепей сигнализации +ЕН. Для сборки схемы предупредительной сигнализации необходимо контакты указательных реле подключить к общим точкам пар ламп, установленных в табло с соответствующими надписями, и к шинке питания цепей сигнализации +ЕН, а также подключить соответствующие контакты ключа опробования ламп SA4.
На рисунке 13.5 приведены принципиальные схемы дистанционного управления выключателями Q1, Q2, Q3. Здесь же показано подключение выходных цепей МТЗ и АПВ.
Порядок выполнения работы
1. Собрать схемы звуковой сигнализации аварийного отключения выключателей Q1, Q2, Q3 с центральным съёмом сигнала и светозвуковой предупредительной сигнализации с автоматическим съёмом звукового сигнала. См. рис. 13.1 и 13.2.
2. Путём снятия диаграммы ключей управления SA1, SA2, SA3 (контакты 9-10, 13-16, 17-20) выбрать требуемые контакты для схем сигнализации.
3. Среди вспомогательных контактов 1-2, 3-4 выключателей Q1, Q2, Q3 найти замыкающие и размыкающие.
4. Проставить на схемах сигнализации номера контактов ключей управления SA1, SA2, SA3, ключа опробования ламп SA4, вспомогательных контактов выключателей Q1, Q2, Q3 и контактов указательных реле.
5. Собрать цепи несоответствия (рисунок 13.1) и подключить к шинам +ЕН и ЕНА.
6. Подключить контакты указательных реле МТЗ, АПВ, защит от замыканий на землю и контакты ключа SA4 к соответствующим шинам (рисунок 13.2).
7. Проверить кнопкой опробования исправность звуковой сигнализации аварийного отключения и ключом опробования SA4 – работу светозвуковой предупредительной сигнализации.
8. Проверить работу светозвуковой сигнализации при срабатывании МТЗ, АПВ и защит от замыканий на землю.
Содержание отчёта
2. Схемы аварийной и предупредительной сигнализации.
3. Диаграммы ключей управления и ключа опробования ламп.
4. Предложения студента по применению новых схемных решений, новой элементной базы и т.д. для дальнейшего совершенствования схем светозвуковой сигнализации.
5. Выводы по результатам выполненной работы.
Контрольные вопросы
1. Какие виды сигнализации применяются на подстанциях и электрических станциях?
2. Назначение различных видов сигнализации?
3. Требование к схемам сигнализации?
4. Какими схемными решениями обеспечивается выполнение требований к схемам сигнализации?
5. Какие принципы получения сигнала на срабатывание сигнализации применяются в схемах сигнализации?
6. Принцип действия РИС?
7. С какой целью выполняется опробование ламп?
8. Принцип действия РТД?
9. Принцип получения задержки времени на срабатывание при включении питания реле РТД.
Лабораторная работа №14
ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
Общие сведения
В вакуумных выключателях контакты расходятся в среде с давлением 10 -6 мм рт. ст. При таком вакууме дугогасительный промежуток имеет очень высокую электрическую прочность - приблизительно 30 кВ/мм,что создает возможность гашения дуги без дутьевого устройства за время 0,01-0,02 с. Все это дает возможность создать выключатели с малым износом контактов, которые работают при минимальном техническом обслуживании на протяжении нескольких десятков лет. Это определяет перспективность развития и широкого применения вакуумных выключателей. Ионы, которые образуются под действием высокой температуры, двигаются к электродам, создавая вблизи их соответствующие объемные заряды. Поток электронов направляется к аноду и производит его бомбардировку. Высвобождаемые из анода позитивные ионы двигаются к катоду и разрушают его. Эти процессы определяют срок службы контактов.
Следует отметить, что высокие значения напряженности электрического поля являются также причиной возникновения дуги в вакууме благодаря автоэлектронной эмиссии.
Малая плотность среды обусловливает очень высокую скорость диффузии зарядов из-за большой разницы плотностей частиц в разряде и в вакууме. Быстрая диффузия частиц, высокая электрическая прочность вакуума позволяют эффективно гасить дугу в вакуумном выключателе.
Для работы вакуумного выключателя имеет большое значение дегазация контактов, потому что адсорбированные ими газы при разогреве выделяются и ухудшают вакуум. С целью удаления газовых включений из контактов их, перед монтажом, нагревают на протяжении нескольких часов до красного каления.
При работе выключателя распыленные материалы контактов осаждаются на поверхности изоляционного цилиндра, что создает возможность перекрытия изоляции. Для защиты цилиндра от паров металла электроды защищаются специальными металлическими экранами 8, 9 (рис. 14.1). При отсутствии экранов электрон, разгоняясь в электрическом поле по длинному пути, приобретает высокую энергию и при столкновении с молекулой может вызывать ее ионизацию. Благодаря экранам 8 и 9 электрическое поле разбито на два небольших участка. Возможность перекрытия внутри камеры резко снижается.
При переменном токе после прохождения тока через нуль происходит быстрое рассасывание зарядов в результате диффузии, и через 10 мкс между контактами восстанавливается электрическая прочность вакуума. Быстрое нарастание электрической прочности промежутка после прохождения тока через нуль является большим достоинством вакуумных выключателей.
Для вакуумной дуги характерный обрыв (срез) тока при подходе к нулевому значению. При уменьшении тока падает давление паров металла, дуга становится неустойчивой и гаснет. Резкие уменьшения тока могут вызывать перенапряжения, опасные для отключаемого оборудования. Ток среза зависит как от параметров отключаемой цепи, так и от свойств материала контактов. Вольфрам обладает устойчивостью к свариванию и износу, но имеет большое электрическое сопротивление. Эти противоречия устраняются, если часть контактной поверхности выполнена из дугостойкого металла (молибден), а другая часть - из материала с высоким давлением паров (сурьма). Хорошие результаты дает специальная металлокерамика. Наличие вакуума ухудшает охлаждение контактов. Однако за счет увеличения размеров подводящих шин 12(см. рис. 14.1), усовершенствования конструкции ДУ и подбора контактных материалов удается довести допустимые длительные токи до необходимых значений.
В вакуумной дугогасительной камере контактный стержень 4 с контактным наконечником 1 жестко укреплен в металлическом фланце 6 пластмассового корпуса 10. Контактный стержень подвижного контакта 5 связан с сильфоном 7, выполненным из нержавеющей стали. Сильфон 6 представляет собой эластичную цилиндрическую гармошку. Поэтому стержень 5 имеет возможность осевого перемещения. Наружная полость сильфона связана с атмосферой, поэтому подвижный контакт 3 нажимает на неподвижный контакт 1 с силой, ровной произведению площади сильфона Sc на атмосферное давление. Допустим Sc = 100 см 2 , тогда контактное нажатие 1000 Н, что достаточно для пропускания небольшого номинального тока. При больших номинальных токах и для получения необходимой динамической стойкости ставится дополнительная пластинчатая пружина 2, что создает необходимое нажатие контактов. Металлические экраны 8 и 9 служат для выравнивания электрического поля между контактами с целью повышения электрической прочности. Экран 8 защищает также изоляцию 10 от напыления парами металла, образующихся при гашении дуги. Касание контактов происходит по всей поверхности (в шести точках), что позволяет снизить переходное сопротивление и уменьшить их температуру. Следует отметить, что тепло, выделяемое в контактах и контактных стержнях, отводится в основном теплопроводностью к нижнему фланцу и шинам 12, соединенным с контактами 3 и 1. Из-за высокого вакуума отдача тепла в радиальном направлении идет только за счет излучения.
По своему назначению сигнализация делится на рабочую, предупреждающую и аварийную.
При нарушении режима работы схема сигнализации может обеспечивать подачу звукового и светового сигналов. Звуковой сигнал служит для привлечения внимания обслуживающего персонала и выполняется, как правило, общим для всех световых сигналов. Звуковой сигнал снимается дежурным персоналом, а световой - остается включенным до устранения причины, вызвавшей появление сигнала.
Различают схемы сигнализации без повторности действия и с повторностью действия звукового сигнала.
В схемах без повторности действия звукового сигнала при замыкании любого из сигнальных контактов загорается соответствующий световой сигнал и подается звуковой сигнал. Если после отключения звукового сигнала соответствующий ему световой сигнал еще сохраняется, то замыкание других сигнальных контактов вызывает лишь появление дополнительных световых сигналов без звука.
В схемах с повторностью действия звукового сигнала замыкание любого из сигнальных контактов, независимо от состояния остальных контактов, вызывает появление соответствующего светового и одновременно с ним звукового сигналов.
Рекомендуется выбирать следующий цвет световой сигнализации:
- красный цвет - аварийное состояние;
- зеленый цвет - нормальное состояние;
- желтый цвет - предупредительный сигнал;
- белый цвет - разные производственные сигналы.
При выборе напряжения питания сигнальных ламп необходимо учитывать, что уменьшение напряжения питания сигнальных ламп на 10 % по сравнению с номинальным, увеличивает срок службы ламп в 3 раза. Как показывает практика, световой поток сигнальных ламп может быть уменьшен без ущерба для визуального восприятия на 30-50 % от номинального, что соответствует уменьшению напряжения питания ламп на 25 %. Поэтому в схемах сигнализации целесообразно последовательно с лампами включать сопротивление, либо выбирать лампы на напряжение, несколько превышающее номинальное (например, на 60 В при напряжении 48 В).
На рис. 35 приведена схема световой и звуковой сигнализации без повторности действия звукового сигнала.
При замыкании одного из технологических контактов (1TK, 2ТК, 3ТК и т.д.) срабатывают промежуточные реле РП, включающие своими «3» контактами соответствующие сигнальные лампы. Одновременно включается звуковая сигнализация, которая может бить отключена нажатием на кнопку отключения сигнала (КОС). При этом включается реле отключения сигнала (РОС), которое своими «Р» контактами выключает звуковой сигнал.
Для проверки исправности звуковой и световой сигнализации применяются кнопки проверки звука (КПЗ) и кнопка проверки световой сигнализации (КПС).
На рис. 36 приведен пример схемы звуковой и световой сигнализации с повторностью действия. В отличии от схемы рис. 35 здесь для каждого технологического сигнала имеется свое реле отключения сигнала (1POC, 2РОС) и общее реле (PC).
Схема работает следующим образом. Например, при срабатывании технологического контакта 2ТК включается реле 2РП, которое своими «3» контактами подключает сигнальную лампу 2ЛС и звуковой сигнал. Для отключения звукового сигнала нажимают на кнопку КОС, включается РС, которое своими «3» контактами включает 2РОС, последнее блокирует «3» контакт PC и отключает своими «Р» контактами звуковой сигнал, световой сигнал (как и в схеме рис. 13) остается включенным до размыкания соответствующего технологического контакта (2ТК).
В случае замыкания первого технологического контакта (1TK) происходит загорание сигнальной лампы 1ЛС, и включается звуковой сигнал, который можно снова отключить кнопкой КОС.
Рис. 35. Схема световой и звуковой сигнализации без повторности действия
Звукового сигнала
Рис. 36. Схема звуковой и световой сигнализации с повторностью
Центральная сигнализация (энергообъекта) - это комплекс технических средств, обеспечивающих оперативный сбор информации о состоянии оборудовании энергообъекта. На данном этапе развития устройств центральной сигнализации используются микропроцессорные, микроэлектронные и электромеханические устройства. Центральная сигнализация подразделяется на две категории важности, аварийная центральная сигнализация и предупредительная.
С ее помощью дежурный персонал следит за положением установленных на подстанции коммутационных аппаратов, при дистанционном управлении – получает сведения о правильном выполнении поданных команд. Сигнализация обращает внимание оператора на отклонение режима работы оборудования от заданного: на перегрузку, перегрев или переохлаждение, повышение или понижение напряжения и частоты, замыкание на землю в сетях или обмотках электроаппаратов и т. д.
Предупредительная сигнализация
Предупредительная сигнализация оповещает оперативный персонал о ненормальном режиме работы или состоянии оборудования, при котором оно может продолжать работу, но развитие которого может привести к отключению либо с развитием процесса, либо через определённую выдержку времени, на которую настроено устройство защиты данного оборудования.
Предупредительная сигнализация без выдержки времени
Для событий, которые фиксируются схемой сигнализации без выдержки времени, характерным признаком является то, что сигнал о ненормальном состоянии оборудования придётся квитировать (сбрасывать) непосредственно на оборудовании. Т.е. выходной канал схемы сигнализации оборудования сбрасывается только на месте.
Предупредительная сигнализация с выдержкой времени
Для событий, которые фиксируются схемой сигнализации с выдержкой времени, характерным признаком является то, что сигнал о ненормальном состоянии оборудования может квитироваться (сбрасываться) самостоятельно, при возврате какой либо величины измеряемого параметра к нормальному состоянию, например температура оборудования, уровень масла в маслованнах подшипников агрегатов, снижение давления в системе подачи сжатого воздуха и т.д. Т.е. при достижении ненормального состояния системы автоматического управления могут вернуть значение измеряемого параметра к заданной величине.
Кроме того, выдержка времени устанавливается на сигналах, где возможно появление ложного или очень кратковременного сигнала.
Аварийная сигнализация
Аварийная сигнализация предупреждает оперативный персонал об аварийном состоянии оборудования. Как правило, аварийная сигнализация срабатывает при отключении оборудования действиями защит. Аварийная сигнализация имеет более высокий приоритет перед предупредительной.
Аппаратная реализация центральной сигнализации
На данный момент на энегообъектах используются устройства центральной сигнализации на электромеханической базе (реализуется с использованием реле РИС-Э3М), на микроэленной базе и на базе микропроцессорных терминалов (например, устройство центральной сигнализации Сириус-ЦС).
Описание работы схемы сигнализации на базе электромеханики
При срабатывании (замыкании) выходного реле сигнализации на контролируемом оборудовании, в схеме сигнализации начинает протекать электрический ток, который зажигает лампы табло и приводит к срабатыванию реле импульсной сигнализации. Реле импульсной сигнализации (на примере реле РИС-Э3М) устроено таким образом, что оно фиксирует изменение тока в цепи ровно на величину тока, протекающего через лампы табло, поэтому при наличии уже "выпавшего" сигнала, и сбросе (квитировании) схемы центральной сигнализации, приход следующего сигнала фиксируется также, как и первый сигнал, оповещая оперативный персонал о том, что произошло другое событие, которое требует вмешательства.
alt="Реле РИС-Э3М" width="214" height="300" />
Внешний вид реле РИС-Э3М
Принцип работы схемы центральной сигнализации на базе электромеханического реле показан на рисунке ниже:
Схема подключения реле РИС-Э3М
Как видно из схемы подключения, при замыкании контакта K1F загорается лампа H1 и срабатывает чувствительный орган реле РИС-Э3М, которое включает промежуточное реле K1H, включающее звонок или гудок центральной сигнализации. Кнопкой S схема центральной сигнализации возвращается в исходное (не сработанное состояние). При поступлении нового сигнала реле РИС-Э3М срабатывает повторно.
Центральная сигнализация на базе микроэлектронных компонентов
Реализация центральной сигнализации с применением устройств на базе микроэлектронных компонентов схожа по принципу работы с работой схемы на базе электромеханических реле, только в качестве чувствительного анализирующего органа выступает электронная схема.
Реле импульсной сигнализации РТД-12
РТД-12 расшифровывается как "реле токовое двухстабильное".
Центральная сигнализация на базе микропроцессорной техники
Микропроцессорные устройства центральной сигнализации предназначены для построения систем центральной сигнализации на объектах энергосистем, оснащенных как микропроцессорными, так и электромеханическими устройствами релейной защиты и автоматики. Устройства имеют специальное исполнение, обеспечивающее наиболее полный функционал при построении «цифровых подстанций» и развертывании «Smart Grid».
Сириус-ЦС - микропроцессорное устройство центральной сигнализации
Читайте также: