Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Резкое падение давления в напорном трубопроводе. Защита от сухого хода.

Изменение давления в трубопроводе, вызванное резким повышением или уменьшением скорости движения капельной жидкости за малый промежуток времени, называют гидравлическим ударом. Этот колебательный процесс возникает в трубопроводе при быстром открытии или закрытии задвижки, при внезапной остановке насосов или турбин, при нарушении стыка или разрыве стенок трубы. При возрастании скорости потока давление уменьшается и может снизиться до давления парообразования. Последующая конденсация пара также приводит к гидравлическому удару. Возникающее повышение давления может привести к разрушению трубопровода в наиболее слабых местах. Диаметр всасывающего трубопровода должен быть достаточно большой для избегания кавитации. Кавитация - это процесс парообразования и последующего схлопывания пузырьков пара с одновременным конденсированием пара в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков или каверн), заполненных паром самой жидкости, в которой возникает. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости. Допустимое рабочее давление в трубопроводе 2,2-2,3кг/м³, D=1000мм. Реле давления , представленное на рисунке 2.2. — это небольшой прибор, который управляет работой насосной станции. Он измеряет давление воды в системе и на основании полученных данных включает или выключает насос. При понижении давления в системе реле включает насос, и гидроаккумулятор наполняется. Когда давление достигает максимального значения, заданного при настройке прибора, насос отключается. Когда количество воды убывает и давление достигает минимального значения, прибор включается и цикл повторяется.

1-корпус; 2-подсоединительный фланец; 3-гайка регулировки разницы давлений; 4-гайка регулировки давления отключения; 5,6- клеммы для электрических подключений; 7-клеммы для подключения "заземления"; 8-муфты для зажима кабеля.

Рисунок 2.2.- Реле давления

Гидроаккумулятор - сосуд, работающий под давлением, который позволяет накапливать энергию сжатого газа или пружины и передавать её в гидросистему потоком жидкости, находящейся под давлением. Гидроаккумулятор предназначен для поддержания постоянного давления в системе водоснабжения, предохраняет насос от частого включения, что способствует увеличению ресурса насоса, снижает вероятность появления гидроударов в системе, при отключении напряжения в сети выдает свой запас воды.

"Сухой ход" - это режим работы насоса, во время которого через насос не прокачивается вода. Такой режим - крайне нежелательный и аварийный, он сокращает срок службы насоса. Вода, которую перекачивает насос, является одновременно и смазывающей и охлаждающей жидкостью. Без неё насос перегревается, при длительной работе в режиме «сухого хода» рабочие элементы насоса могут деформироваться, а двигатель сгореть. Чтобы обеспечивать долгую и надёжную работу насоса и все системы подачи воды в целом, этого нельзя допускать. Для защиты насоса от сухого хода используется автоматика: датчики сухого хода, реле сухого хода (реле давления) , поплавковые датчики и т.п. Они отключат насос при сухом ходе. Самая первая и очевидная причина – это отсутствие воды. Либо низкое давление воды (ниже критического значения - обычно считается 0,5 бар и меньше).

Суть работы датчика на основе реле давления заключается в том, что при сухом ходе насоса подача воды прекращается, и давление падает. Падение давления воды ниже критического (обычно ниже 0,5 бар) может означать только одно – воды нет. Срабатывает реле сухого хода и насос выключается, едва начав работать всухую. Подключение реле давления перед насосом – то есть на его всасывающий патрубок – не даст нужного результата, потому что при всасывании насос создаёт разряжение, и давление там будет нулевое, что приведёт к срабатыванию реле сухого хода.

Короткое замыкание в статоре двигателя и роторной цепи двигателя.

Короткое замыкание -электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Ток при коротком замыкании может превысить номинальный ток в цепи во много раз. В таких случаях цепь должна быть разорвана раньше, чем температура проводов достигнет опасных значений.

Причины возникновения коротких замыканий .

Основной причиной возникновения коротких замыканий является нарушения изоляции электрооборудования.

Нарушения изоляции вызываются:

• перенапряжениями (особенно в сетях с изолированными нейтралями );

• прямыми ударами молнии;

• старением изоляции;

• механическими повреждениями изоляции, проездом под линиями негабаритных механизмов;

• неудовлетворительным уходом за оборудованием.

Часто причиной повреждений в электрической части электроустановок являются неквалифицированные действия обслуживающего персонала.

Последствия коротких замыканий следующие:

• механические и термические повреждения электрооборудования;

• возгорания в электроустановках;

• снижение уровня напряжения в сети, ведущее к уменьшению вращающего момента электродвигателей, их торможению, снижению производительности или даже к опрокидыванию их;

• выпадение из синхронизма отдельных генераторов, электростанций и частей электрической системы и возникновение аварий, включая системные аварии;

• электромагнитное влияние на линии связи, коммуникации и т.п.

Номинальные токи двигателей, установленных на КНС-5А:

I_ном=90А (СДН -2-16-36-8у3)

I_ном=81А(АДЧР-630-6,0-8УЗ)

В машинном зале КНС-5А установлены два синхронных двигателя марки СДН -2-16-36-8у3- предназначены для насосов, дымососов. Степень защиты у двигателей СДН — IP00. Возбуждение и управление пуском и остановом двигателей осуществляется от тиристорных возбудителей типа ТЕ8-320 с напряжением питающей сети 380 В переменного тока; Три асинхронных двигателя марки АДЧР-630-6,0-8УЗ-Р2. Электродвигатели асинхронные трехфазные с короткозамкнутым ротором типа АДЧР предназначены для работы в составе частотно-регулируемого привода. Двигатели допускают правое и левое направление вращения. Изменение направления вращения осуществляется только из состояния покоя. При работе без преобразователя частоты пуск двигателей прямой и обеспечиваться как при номинальном напряжении сети так и при снижении напряжения сети за время пуска до 0,8 Uном при среднем моменте статических сопротивлений за время пуска 0,3 Мном. С климатическим исполнением У3- для эксплуатации в районах с умеренным климатом с категорией размещения 3 (в закрытых помещениях с естественной вентиляцией). Температура воздуха рабочая : максимальная +40°С, минимальная -10°С; Предельная рабочая температура воздуха : средняя +10°С, максимальная +45°С, минимальная -10°С. Степень защиты - IP44.

Степень защиты IP00 означает , что от соприкосновения и попадания твердых посторонних сил и от проникновения воды ,специальная защита отсутствует. Степень защиты - IP44 означает, что электротехническое оборудование может ограниченно эксплуатироваться на улице ( в местах, в защищенных от прямого воздействия струй воды и пылевых потоков), а также в помещениях с повышенной влажностью. В данном случае от токов короткого замыкания установим датчик тока. Датчики тока предназначены для измерения постоянного или переменного токов с гальванической развязкой силовой цепи и цепей контроля.

Однофазное замыкание статорной цепи на землю.

Электрическое замыкание на землю- аварийное электрическое соединение токоведущей части непосредственно с землей или проводящими конструкциями соединенные с землей. Токоведущая часть - проводник, предназначенный для пропускания тока, при нормальной эксплуатации.

Видом повреждения менее опасным чем многофазные КЗ, является однофазное замыкание обмотки статора на землю, так как сети, от которых питаются электродвигатели, как правило выполняются с изолированными нейтралями. В таких сетях напряжение 3-10 кВ, токи однофазного замыкания на землю не велики ( обычно не превосходят 20-30 А). Если в изоляции обмоток статора имеются ослабленные места, то в режиме однофазного замыкания на землю в сети, когда напряжение на неповрежденных фазах возрастает до значения линейного, возможны пробои изоляции статорной обмотки и возникновение двойного замыкания на землю (одна точка замыкания – в сети, а другая – в одной из фаз статорной обмотки). Чаще всего функции защиты от двойных замыканий на землю выполняет защита от однофазных замыканий. В данном случае будем использовать устройство защитного отключения (УЗО). Защитное отключение — это система быстродействующей защиты, автоматически (за время не более 0,2 с) отклю­чающая электроустановку при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током. Защитное отклю­чение применяется в тех случаях, когда невозможно или трудно осуществить защитное заземление или зануление, либо когда высока вероятность прикосновения людей к неизоли­рованным токоведущим частям электроустановок.

3. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

Задачами управления электроприводами являются: осуществление пуска, регулирование скорости, торможение, реверсирование рабочей машины, поддержание ее режима работы в соответствии с требованиями технологического процесса, управление положением рабочего органа машины. При этом должны быть обеспечены наибольшая производительность машины или механизма, наименьшие капитальные затраты и расход электроэнергии. Конструкция рабочей машины, вид электропривода и система его управления связаны между собой. Поэтому выбор, проектирование и исследование системы управления электроприводом должны осуществляться с учетом конструкции рабочей машины, ее назначения, особенностей и условий работы.Кроме основных функций системы управления электроприводами могут выполнять некоторые дополнительные функции, к которым относятся сигнализация, защита, блокировки и пр. Обычно системы управления одновременно выполняют несколько функций.

Системы управления электроприводами делят на различные группы в зависимости от главного признака, положенного в основу классификации.

По способу управления различают системы ручного, полуавтоматического (автоматизированного) и автоматического управления.

Ручным называется управление, при котором оператор непосредственно воздействует на простейшие аппараты управления. Недостатками такого управления являются необходимость расположения аппаратов вблизи электропривода, обязательное присутствие оператора, низкие точность и быстродействие системы управления. Поэтому ручное управление находит ограниченное применение. Управление называется полуавтоматическим, если его осуществляет оператор путем воздействия на различные автоматические устройства, выполняющие отдельные операции. При этом обеспечивается высокая точность управления, возможность дистанционного управления, снижается утомляемость оператора. Однако при таком управлении ограничено быстродействие, так как оператор может затрачивать время на принятие решения о требуемом режиме управления в зависимости от изменившихся условий работы. Управление называется автоматическим, если все операции управления осуществляются автоматическими устройствами без непосредственного участия человека. В этом случае обеспечиваются наибольшие быстродействие и точность управления системы автоматического управления по мере развития средств автоматики получают все большее распространение.

По роду выполняемых в производственном процессе основных функций системы полуавтоматического и автоматического управления электроприводами можно разделить на несколько групп. К первой группе относятся системы, обеспечивающие автоматические пуск, остановку и реверсирование электропривода. Скорость таких приводов не регулируется, поэтому они называются нерегулируемыми. Такие системы применяются в электроприводах насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров, лебедок вспомогательных механизмов и т. п. Ко второй группе относятся системы управления, которые кроме выполнения функций, обеспечиваемых системами первой группы, позволяют регулировать скорость электроприводов. Подобного рода системы электроприводов называются регулируемыми и применяются в грузоподъемных устройствах, транспортных средствах и пр. К третьей группе относятся системы управления, обеспечивающие кроме вышеуказанных функций возможность регулирования и поддержания определенной точности, постоянства различных параметров (скорости, ускорения, тока, мощности и т.д.) при изменяющихся производственных условиях. Такие системы автоматического управления, содержащие обычно обратные связи, называются системами автоматической стабилизации. К четвертой группе относятся системы, которые обеспечивают слежение за сигналом управления, закон изменения которого заранее не известен. Такие системы управления электроприводами называют следящими системами. Параметрами, за которыми обычно осуществляется слежение, являются линейные перемещения, температура, количество воды или воздуха и пр. К пятой группе относятся системы управления, обеспечивающие работу отдельных машин и механизмов или целых комплексов по заранее заданной программе, называемые программными системами. Первые четыре группы систем управления электроприводами обычно входят как составные части в систему пятой группы. Кроме того, эти системы снабжаются программными устройствами, датчиками и другими элементами. К шестой группе относятся системы управления, которые обеспечивают не только автоматическое управление электроприводами, включая системы первых пяти групп, но и автоматический выбор наиболее рациональных режимов работы машин. Такие системы называются системами оптимального управления или самонастраивающимися. Они обычно содержат вычислительные машины, которые анализируют ход технологического процесса и вырабатывают командные сигналы, обеспечивающие наиболее оптимальный режим работы. Иногда классификацию систем автоматического управления осуществляют по типу применяемых аппаратов. Так, различают системы релейно-контакторные, электромашинные, магнитные, полупроводниковые. Важнейшей дополнительной функцией управления является защита электропривода.

К системам автоматического управления предъявляются следующие основные требования: обеспечение режимов работы, необходимых для осуществления технологического процесса машиной или механизмом, простота системы управления, надежность системы управления, экономичность системы управления, определяемая стоимостью аппаратуры, затратами энергии, а также надежностью, гибкость и удобство управления, удобство монтажа, эксплуатации и ремонта систем управления. По необходимости предъявляются дополнительные требования: взрывобезопасность, искробезопасность, бесшумность, стойкость к вибрации, значительным ускорениям и пр.

Для защиты электродвигателей от междуфазных замыканий применяется: - токовая отсечка без выдержки времени, отстроенная от пусковых токов при выведенных пусковых устройствах, для электродвигателей мощностью 2 МВт и более, имеющих действующую на отключение защиту от однофазных замыканий на землю, а также для электродвигателей мощностью менее 2 МВт не удовлетворяет требованиям чувствительности или когда двухрелейная отсечка оказывается целесообразной по исполнению комплектной защиты. При отсутствии защиты от однофазных замыканий на землю токовая отсечка электродвигателей мощностью 2 МВт и более должна выполняться трехрелейной с тремя трансформаторами тока. Допускается защита в двухфазном исполнении с дополнением защиты от двойных замыканий на землю, выполненная с помощью трансформатора тока нулевой последовательности и токового реле; -продольная дифференциальная токовая защита ‒ для электродвигателей мощностью 5 МВт и более, а также менее 5 МВт, если установка токовых отсечек не обеспечивает выполнения требований чувствительности; продольная дифференциальная защита электродвигателей при наличии защиты от замыканий на землю должна иметь двухфазное исполнение, а при отсутствии на двигателе защиты от замыкания на землю ‒ трехфазное, с тремя трансформаторами тока. Допускается защита в двухфазном исполнении с дополнением защиты от двойных замыканий на землю, выполненной с помощью трансформатора тока нулевой последовательности и токового реле. Для электродвигателей мощностью 5 МВт и более, выполненных без шести выводов обмотки статора, должна предусматриваться токовая отсечка. Чувствительность защит от междуфазных замыканий должна проверяться при КЗ на вводах питания электродвигателя (в коробке подключения машины). Для обеспечения надѐжной работы коэффициент чувствительности защит от междуфазных замыканий должен быть не менее 2,0.

4 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение короткого замыкания (КЗ) в сети или элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения (СЭС) необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ. При возникновении КЗ имеет место увеличение токов в фазах СЭС или электроустановок по сравнению с их значением в нормальном режиме работы. В свою очередь, это вызывает снижение напряжений в системе, которое особенно велико вблизи места КЗ.

В трехфазной сети различают следующие виды КЗ: трехфазные, двухфазные, однофазные и двойное замыкание на землю.

Трехфазные КЗ являются симметричными, так как в этом случае все фазы находятся в одинаковых условиях. Все остальные виды КЗ являются несимметричными, поскольку при каждом из них фазы находятся не в одинаковых условиях и значения токов и напряжений в той или иной мере искажаются. Расчетным видом КЗ для выбора или проверки параметров электрооборудования обычно считают трехфазное КЗ. Однако для выбора или проверки уставок релейной защиты и автоматики требуется определение и несимметричных токов КЗ. Расчет токов КЗ с учетом действительных характеристик и действительных режимов работы всех элементов СЭС сложен. Поэтому для решения большинства практических задач вводят допущения, которые не дают существенных погрешностей:

• не учитывается сдвиг по фазе ЭДС различных источников питания, входящих в расчетную схему;

• трехфазная сеть принимается симметричной;

• не учитываются токи нагрузки;

• не учитываются емкости, а следовательно, и емкостные токи в воздушной и кабельной сетях:

• не учитывается насыщение магнитных систем, что позволяет считать постоянными и независящими от тока индуктивные сопротивления во всех элементах короткозамкнутой цепи;

• не учитываются токи намагничивания трансформаторов.

В зависимости от назначения расчета токов КЗ выбирают расчетную схему сети, определяют вид КЗ, местоположение точек КЗ на схеме и сопротивления элементов схемы замещения.

Характеристики

Список файлов ВКР