книги / Электромонтер по обслуживанию буровых установок
..pdfДля кратковременного режима работы применяют трубча тые резисторы ПЭ (невлагостойкие) и ПЭВ (влагостойкие не регулируемые и регулируемые), имеющие теплоемкие каркасы из жаропрочного керамического материала (рис. 62,6).
Более мощные резисторы выполняют в виде рамочных эле ментов из константана (рис. 62, в), состоящих из стальной пла стины с надетыми на нее фарфоровыми полуцилиндрами, на ко торые наматываются проволока или лента. Отводы от прово лочных элементов выполняют при помощи зажимных винтов. Сила тока рамочных элементов 1,2—1,4 А.
Пусковые резисторы НФ для мощных электродвигателей вы полняют в виде ленточных фехралевых элементов (рис. 62, г), которые комплектуют в ящики, рассчитанные на силу тока 24—215 А.
Резисторы, рассчитанные на большую силу тока, выполняют из литых зигзагообразных чугунных пластин с отверстиями на обоих концах (рис. 62, 5). Чугунные элементы собирают на изо лированных стержнях в ящики.
Для слаботочных цепей применяют металлопленочные теп лостойкие резисторы МЛТ. Пределы значений сопротивлений при мощности 1 и 2 Вт — 8,2—10 МОм соответственно.
По способу охлаждения выпускают резисторы с воздушным и масляным охлаждением. Масляные резисторы обладают бо лее высокой теплоемкостью и большей тепловой инерцией.
Для защиты электроприемников от коротких замыканий, пе регрузки и других аварийных режимов применяются специаль ные аппараты.
К ним относятся плавкие предохранители и автоматические выключатели. В плавкие предохранители встраивается медная или цинковая пластина — плавкая вставка, которая включена последовательно в защищаемую цепь. Когда сила тока в цепи достигнет значения выше допустимого, плавкая вставка рас плавляется. Время расплавления зависит от силы тока — чем больше сила тока, тем быстрее плавится вставка.
По конструкции различают предохранители в открытых фар форовых трубках, разборные и насыпные (рис. 63). В фарфоро
вых предохранителях |
(рис. 63, а) |
плавкая вставка 1 помещена |
|||||
в фарфоровую трубку 2, откры |
|
||||||
тую с обоих концов. В разбор |
|
||||||
ных предохранителях (рис. 63, б) |
|
||||||
цинковая |
вставка |
1 |
фигурной |
|
|||
формы |
помещена |
в |
фибровую |
|
|||
трубку (патрон) 2, плотно за |
|
||||||
крытую |
колпачками 4. |
Детали 3 |
|
||||
служат |
для |
присоединения |
пре |
|
|||
дохранителей |
к |
электрической |
|
||||
цепи. При |
перегорании плавкой |
|
|||||
вставки и образовании дуги не |
|
||||||
которое |
количество фибры |
раз- |
Рис. 63. Предохранители |
||||
лагается, образуя газы, способствующие быстрому гашению дуги. Эти предохранители выпускают на номинальную силу тока от 15 до 1000 А. В насыпных предохранителях (рис. 63, в) па раллельно включенные медные или серебряные плавкие вставки 2 круглого сечения размещены внутри фарфоровой изоляцион ной трубки 1 с мелкозернистым кварцевым песком 5.
Возникающая при плавлении вставки электрическая дуга соприкасается с мелкими зернами песка, интенсивно охлажда ется, деионизируется и поэтому быстро гаснет. Предохранители насыпного типа ограничивают силу тока короткого замыкания. Их выпускают на силу тока до 600 А*
Для защиты асинхронных короткозамкнутых двигателей от токов перегрузки и короткого замыкания применяют инерцион ные предохранители. Номинальную силу тока плавкой вставки /вот предохранителя выбирают так, чтобы она превышала но минальную силу тока защищаемого токоприемника. При крат ковременных эксплуатационных перегрузках (пуск электродви гателей) плавкая вставка не должна перегорать. Ток плавкой вставки выбирается по формуле
•^вст ^ |
1 у max./k, |
(75) |
где |
/у т ах — максимальный ток |
(пусковой ток двигателя |
ит. п.); k — коэффициент, учитывающий инерционную способ ность плавких вставок; при небольшой частоте пусков и малой длительности разгона двигателя (до 5 с) /г=2,5; при большой частоте пусков и времени разгона более 5 с k= 1,6-5-2.
Для защиты асинхронных электродвигателей с короткозамк нутым ротором от перегрузки применяют тепловые реле, биме таллический элемент которых представляет собой двухслойную пластинку из металлов с разными температурными коэффици ентами линейного расширения. При нагреве слой термоактив ного металла существенно расширяется, в то время как другой слой почти не изменяется. Если один конец биметаллической пластины жестко закрепить, то другой свободный конец ее бу дет изгибаться. Измерительным органом теплового реле явля ется биметаллический элемент, который при нагреве изгибается
ипереводит контактную систему в отключенное или включенное состояние.
На рис. 64, а представлена схема теплового реле. Биметал лическая пластина 1 упирается в верхний конец пружины 7. Нижний конец пружины давит на выступ пластмассовой ко лодки 4, которая может поворачиваться. В положении, изобра
женном на рисунке, движение пластины 1 и верхнего конца пружины 7 влево ограничено упором 8, а вправо — упором 2. Сила пружины 7 воздействует на выступ колодки 4 так, что
укрепленный на ней контакт 5 замкнут с неподвижным контак том 6.
При повышенной силе тока в нагревательном элементе (НЭ) биметаллическая пластина 1 нагревается, и ее нижний ко-
122
Рис. 64. Аппараты защиты
нец перемещается в направлении стрелки А. В результате пру жина 7 действует на колодку 4 так, что контакты 5 и 6 разом кнутся. Реле может вернуться в исходное положение самопро извольно, когда биметаллическая пластина остынет. В других вариантах реле не имеет самовозврата, и переход его в исход ное положение осуществляется кнопкой ручного возврата 3. Тепловые реле выпускают однополюсными типа ТРП и двухпо люсными типа ТРИ. Последние, как правило, встраиваются в магнитные пускатели.
Автоматические выключатели (автоматы) применяют в це пях постоянного и переменного тока для защиты, автоматиче ского отключения цепей при коротких замыканиях, перегруз ках, а также при нечастых переключениях в силовых цепях и цепях управления. Автоматы выполняют функции рубильника, плавкой вставки и теплового реле.
Простейшая схема автомата приведена на рис. 64, б. Авто мат коммутирует электрическую цепь, присоединяемую к выво дам А и Б. В указанном положении автомат отключен и цепь разомкнута. Чтобы включить автомат, надо вращать вручную по часовой стрелке рукоятку 3.
Рычаги 4 и 5, перемещаясь, будут переворачивать основную деталь 6 вокруг оси О по часовой стрелке. Контакты 7 и 8 ав томата замыкаются, после чего подвижные контакты остаются в крайне правом положении, зафиксированном специальной за щелкой, и удерживаются ею.
Отключающая пружина 2 растягивается до предела при включении автомата. При подаче команды на отключение она отводит деталь 6 и отключает автомат. Когда по катушке элек тромагнитного расцепителя 1 протекает ток короткого замыка-
ния, на его якорь действует электромагнитная сила, переводя щая рычаги 4 и 5 вверх за мертвую точку (если рычаги 4 и 5 переведены вверх за мертвую точку, то жесткая связь между приводной и подвижной системами нарушается), в результате чего автомат пружиной 2 отключается автоматически. При этом контакты 7 и 8 размыкаются, и возникающая дуга выдувается в дугогасительную камеру 9 и гасится в ней.
Система рычагов 4 и 5 выполняет функции механизма сво бодного расцепления, который позволяет автомату отключаться
влюбой момент времени, в том числе и в процессе включения.
Вавтоматах, в которых встраиваются тепловые элементы, ана логичные тепловому реле для защиты электроустановки от пе регрузки, последние также действуют на механизм свободного расцепления, выключая автомат.
Автоматы с одним электромагнитным элементом расцепи теля защищают установку только от токов короткого замыка ния. Их выбирают по номинальному току главной цепи, при чем должно быть обеспечено условие /н>/р, где /н — номиналь ная сила тока; /р— расчетная сила тока цепи.
Уставку токовой отсечки /у (силу тока, при которой сраба тывает электромагнитный элемент расцепителя) выбирают из
условия
7 у А / max» |
(76) |
где /шах — максимальный (пусковой) ток токоприемника. Силу тока срабатывания для автомата с тепловым элемен
том расцепителя /н расц выбирают из условия
7н.расц— 1»2 /р , |
(77) |
где /р — рабочий ток.
При этом тепловые элементы расцепителя не срабатывают в течение 1 ч при силе тока нагрузки, составляющей 1,1/н расц- Срабатывание происходит не более чем через 30 мин при силе тока нагрузки, составляющей 1,35 /н расц и через 1—10 с, если сила тока нагрузки в 6 раз больше / н Расц.
На буровых установках получили распространение автоматы серии А-3100 и АП-Д.
Станции управления представляют собой объединенное об щей конструкцией комплектное устройство, предназначенное для дистанционного управления какой-либо электрической установкой. Станции управления разделяются на блоки управ ления (БУ) и панели управления (ПУ). Блок управления пред ставляет собой такую станцию управления, на которой аппа раты смонтированы на одной изоляционной плите без рамы. Панель управления представляет собой станцию управления, на которой аппараты смонтированы на нескольких изоляцион ных плитах, укрепленных на общей раме из уголковой стали. Станции управления подразделяются на следующие типы:
а24
станцию управления типовую — станцию, которой присвоено обозначение в соответствии с нормалью электротехники ОАА.608.001—66 «Станция управления. Обозначение типов»;
станцию |
управления |
нормализованную |
(унифицирован |
|
ная) — типовую станцию |
управления, изготовляемую |
всеми |
||
предприятиями — изготовителями станций управления |
по чер |
|||
тежам головной организации калькодержателя; |
управления ин |
|||
станцию |
управления нетиповую — станцию |
|||
дивидуального исполнения, не имеющую типового обозначения; шкаф управления нетиповой — неполный шкаф управления, в который встроена нетиповая панель управления; кроме того,
на двери шкафа могут быть установлены аппараты; блок без монтажа — типовой блок управления, не имеющий
соединений между аппаратами.
Все станции управления, выпускаемые заводами электро промышленности, имеют номенклатурные обозначения, состоя щие из двух частей. Слева от разделительного знака — обо значение серии станции управления; справа —обозначение типового индекса станции управления, характеризующего но минальные электрические параметры станции управления (ве личину, исполнение по напряжению силовой цепи, конструктив ное исполнение, напряжение цепи управления, исполнение по току). Обозначение серии станций управления состоит из букв и цифр.
Первая буква обозначает конструктивное исполнение стан ций управления: П — панель управления; Б — блок управления.
Вторая буква — категория |
станции управления в |
зависимости |
||||
от области |
применения: |
А — сельское |
хозяйство; |
Б — целлю |
||
лозно-бумажная |
промышленность; |
В — гидроэнергетические |
||||
установки; |
Г — горнодобывающая и нефтяная промышленность |
|||||
(уголь, нефть, |
руда); Д — доменные, |
сталеплавильные |
цехи; |
|||
И — общественные сооружения, коммунальные установки; |
К — |
|||||
крановые и подъемно-транспортные сооружения; Л — текстиль
ная, полиграфическая |
промышленность; |
М — морские уста |
||
новки; |
П — прокатные |
цехи; |
С — станки; |
Т — термические и |
закалочные электропечи; X — химическая промышленная, Ш — |
||||
шинная, |
резинотехническая |
промышленность; Э — энергетика, |
||
насосные установки, топливоподача, подстанции. Для нормали зованных (унифицированных) станций управления вторая буква в обозначении серии независимо от области применения всегда «у», (унифицированная) либо «Н» (нормализованная).
Третья буква обозначает условно завод-изготовитель, на
пример А — Александрийский электромеханический |
завод; |
Р(В) — Чебоксарский электроаппаратный завод (ЧЭАЗ) |
и т. п. |
Для унифицированных нормализованных станций управления третья буква в обозначении серии независимо от завода-изго-
товителя не пишется.
Цифры после букв указывают: первая и вторая цифры — класс станции управления с подразделением на группы в зави-
симости от основной электрической характеристики электро привода; третья и четвертая — порядковый номер схемы стан ции управления в данной группе данного класса.
Станции управления, выпускаемые заводами электропро мышленности, делятся на девять классов.
Класс 1. Станции управления, регулируемые двигателями постоянного тока с параллельным возбуждением.
Класс 2. Станции управления двигателями постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением.
Класс 3. Станции управления статическими преобразовате. лями и двигателями постоянного тока, питающимися от стати ческих преобразователей.
Класс 4. Станции управления генераторами постоянного и переменного тока и двигателями постоянного тока, питаемыми от генераторов (система Г—Д).
Класс 5. Станции управления асинхронными электродвига телями трехфазного тока с короткозамкнутым ротором.
Класс 6. Станции управления асинхронными двигателями трехфазного тока с фазным ротором.
Класс 7. Станции управления синхронными машинами. Класс 8. Станции защиты, ввода, переключения, измерения,
регулирования и контроля систем постоянного и переменного тока.
Класс 9. Станции совместного управления цепями постоян ного и переменного тока и вспомогательные станции для раз ных систем.
Обозначение типового индекса станций управления состоит из трех цифр и двух букв, расположенных справа от раздели тельного знака. Так, цифра на первом месте обозначает вели чину станции управления, определяемую током аппарата, яв ляющегося в этой цепи минимальным. Зависимость между ве личиной станции и током аппарата следующая:
Величина |
Ток, А |
Величина |
Ток, А |
|
Нулевая |
< 25 |
(20) |
Пятая |
<400 (600) |
Первая |
<63 (40) |
Шестая |
<630 (1500) |
|
Вторая |
< 1 0 0 |
|
Седьмая |
<1000 (2500) |
Третья |
<160 (150) |
Восьмая |
<1500 (6000) |
|
Четвертая |
<250 |
(300) |
Девятая |
>2500 |
В скобках указаны величины токов для станций управле
ния, которые выпускаются еще в настоящее время по старой нормали.
Цифра на втором месте обозначает напряжение силовой цепи станции управления, а на четвертом месте — напряжение цепи управления (табл. 11).
Силовая цепь |
Цепь управле ния |
Напряжение,
В
Силовая цепь |
Цепь управле ния |
Напряжение,
В
0 |
0 |
При отсутствии |
5 |
5 |
500 |
|
|
силовой цепи |
6 |
6 |
600, 660 |
|
|
и цепей управ |
7 |
— |
750 |
1 |
1 |
ления |
8 |
— |
825 |
<110, 127, 133 |
9 |
— |
900 и выше |
22 220, 230, 240
33 380, 400, 415
4 |
4 |
440 |
На третьем месте в типовом индексе помещается заглавная |
||
буква алфавита |
(А, Б, В и т. д.), характеризующая модифика |
|
цию данной станции. Под модификацией понимается такое не значительное конструктивное или схемное изменение станции, которое не меняет ее основного назначения. На пятом месте с типовым индексом помещается также заглавная буква алфа вита, определяющая исполнение станции управления данной величины по номинальным токам защитных аппаратов (кату шек максимальных реле, нагревательных элементов тепловых реле, уставок автоматов и т. д.).
На буровых установках применяются станции управления для управления электроприводами лебедки ротора, бурового насоса, вспомогательными механизмами. Схемы этих станций рассмотрены в гл. IX.
§ 3. МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ АППАРАТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ
Монтаж и эксплуатация аппаратуры управления проводятся в соответствии с требованиями основных руководящих доку ментов: «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правил техники безопасности при эксплуата ции электроустановок потребителей» (ПТЭ и ПТБД) и «Пра вил устройства электроустановок» (ПУЭ).
Монтаж аппаратуры управления
При монтаже электрических аппаратов выполняются следую щие основные правила:
перед установкой все аппараты подвергаются внешнему ос мотру, с их поверхности снимается смазка;
в соответствии с крепежными отверстиями на корпусах ап паратов производится разметка панелей и рам, на которых бу дут установлены эти аппараты;
при установке рубильников верхнее положение рукоятки должно соответствовать включенному положению, а нижнее — отключенному, кроме того, необходимо следить за тем, чтобы
образующаяся при отключении дуга не повреждала другие ап параты;
после установки контакторов и пускателей проверить, чтобы отклонение основной аппаратуры от вертикального положения было не более 5°;
при монтаже ящиков сопротивлений соединения между ящи ками выполняют голыми проводами и шинами;
подводимые к аппаратам многожильные и одножильные про вода сечением более 10 мм2 должны иметь специальные нако нечники;
после монтажа металлические кожухи аппаратов заземлить; после монтажа пускатели и контакторы проверяются на соответствие основных конструктивных параметров техническим
условиям и в случае несоответствия — подвергаются |
регули |
ровке и наладке. |
сводится |
Проверка контакторов и пускателей в основном |
|
к следующему: |
|
измеряют зазор между контактами при полностью разомк нутом контакторе и максимальный «прогиб» неподвижных кон тактов (провал контактов) при полностью замкнутом контак торе. Кроме того, измеряют динамометром нажатие главных контактов. Сила начального и конечного нажатия зависит от жесткости пружины, первоначальной величины ее сжатия и провала контактов. Если полученные величины не соответст вуют техническим условиям, то производят регулировку изме нением начального нажатия пружины и величины провала кон тактов;
при включенном контакторе с подсветкой переносной лампы проверяют щупом линию касания подвижного контакта с не подвижным. Ее длина должна быть равна 80—90 % рабочей ширины контакта;
проверяют крепление катушки на сердечнике магнитопровода контактора. Катушка не должна легко проворачиваться или иметь зазоры, так как это может вызвать вибрацию и порчу изоляции в момент включения;
проверяют и регулируют напряжение (ток) втягивания электромагнитов, т. е. минимальную величину, при которой якорь будет полностью притянут. В соответствии с требова ниями ПУЭ контактор должен четко включаться при 90 % но минального напряжения катушки;
измеряют мегомметром на 1000 В сопротивление изоляции главной цепи и цепей управления. Величина сопротивления изоляции должна быть не ниже 0,5 МОм;
испытывают в течение 1 мин напряжением 1000 В изоляцию главной цепи и цепей управления. Если проверку сопротивле ния изоляции проводили мегомметром на 2500 В, необходи мость в испытании повышенным напряжением отпадает.
Проверка магнитных пускателей почти не отличается от рассмотренной выше проверки контакторов. Однако, регулируя
128
в^ 220В
Рис. 65. Схемы испытаний:
тонового реле: а — от |
сети постоянного тока; б —- от |
сети переменного тока: в — тепло |
вого реле; РТ — реле |
тепловое; МП — магнитный пускатель; ТТ —трансформатор тока; |
|
Пр — предохранитель; |
А — автомат; РНО — регулятор |
напряжения; РЭ — реле электро |
магнитное; Тр — трансформатор; АТр — автотрансформатор
контакторную часть реверсивных магнитных пускателей, необ ходимо дополнительно проверить работу механической и элект рической блокировок, которые не допускают одновременного включения контакторов. Электрическую блокировку проверяют включением каждого из двух контакторов с последующей по дачей напряжения в цепь второго контактора. Если блоки ровка выполнена правильно, то включение второго контактора не произойдет. Механическая блокировка при включенном ре версивном магнитном пускателе должна обеспечивать невоз можность включения его второго контактора и отсутствие ка сания любого подвижного контакта с неподвижным при одно временном включении от руки обоих контакторов. Кроме того, при Проверке контакторов необходимо отрегулировать пуско вые кнопки и тепловую защиту.
После окончания монтажа необходимо также провести про верку и наладочные работы релейной аппаратуры и автоматов.
Электромагнитное реле напряжения постоянного тока на страивают таким образом, чтобы оно включалось при напря жении не выше 80 % номинального. Напряжение «отпадания» регулируют натяжением, пружины.
Токовые реле постоянного тока настраиваются на ток сра батывания путем регулирования его реостатом. В зависимости от величины тока применяют различные схемы, представленные
на ри^. 65, а, б.
Для настройки токовых реле переменного тока используют нагрузочные или сварочные трансформаторы.
Напряжение или ток втягивания реле регулируют измене нием1 натяжения отключающей (возвращающей) пружины при помоги регулировочной гайки, воздушного зазора между
якорем и сердечником регулировочным винтом, толщины немаг нитной прокладки (грубая регулировка) или натяжения отклю чающей (возвращающей) пружины при помощи регулировоч ной гайки (плавная регулировка). Если требуется высокий коэффициент возврата, регулировку лучше вести при несколько ослабленной пружине, уменьшая зазор между якорем и сердеч ником реле.
Для регулирования реле напряжения или тока необходимо иметь набор немагнитных прокладок. Грубая регулировка на пряжения «отпадания» выполняется подбором немагнитных прокладок, тонкая — изменением натяжения пружины. В элект ромагнитных реле времени выдержка на «отпадание» достига ется замедленным спадом магнитного потока (магнитным демп фированием). Увеличение выдержки времени электромагнит ных реле можно получить уменьшением воздушного зазора
между |
якорем и сердечником (толщины немагнитной про |
кладки) |
или натяжения пружины. |
Для |
настройки тепловых реле под напряжением применяют |
схему, показанную на рис. 65, в. Предварительно в течение 24 ч через контакты пускателя и нагреватели тепловых реле пропу скают номинальный ток (катушка пускателя находится под номинальным напряжением). Затем силу тока повышают до 1,2 /н и проверяют время срабатывания реле. Если через 20 мин с момента повышения силы тока реле не сработало, следует постепенным снижением уставки найти такое положе ние, при котором оно сработает. Затем необходимо понизить силу тока до номинальной, дать аппаратуре остыть и вновь по вторить опыт при 1,2 /н.
Если при первоначальной проверке реле сработает слиш ком быстро (менее чем за 10 мин), силу тока следует снизить до номинальной, увеличить уставку и после проверки аппарата повторить опыт.
К наладочным работам по автоматическим выключателям серии А-3100 относятся проверка тепловых и электромагнитных расцепителей и испытание изоляции выключателей. Уставка ав томатов А-3100 не регулируется. Она устанавливается на за- воде-изготовителе, и крышка автомата опечатывается.
Для регулировки уставки автомата АП-50 применяется ры чаг на механизме свободного расцепителя. Тепловой элемент после срабатывания расцепителя остывает примерно за 2 мин.
Эксплуатация аппаратуры управления
Эксплуатация аппаратуры управления заключается в органи зации планово-предупредительного ремонта. Во время планово предупредительного ремонта аппаратура через определенные промежутки времени подвергается профилактическим осмотрам и ремонтам. Длительность этих промежутков определяется осо бенностями конструкции аппаратов и условиями эксплуатации.
130