Ele-prof.ru

Электро отопление
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Е) Схема с двумя системами шин и тремя выключателями на двецепи

Е) Схема с двумя системами шин и тремя выключателями на двецепи

В распределительных устройствах 330 — 750 кВ применяется схема с двумя системами шин и тремя выключателями на две цепи. Как видно из рис. 2.7, на шесть присоединений необходимо девять выключателей, т. е. на каждое присоединение «полто­ра» выключателя (отсюда происходит второе название схемы; «полутор­ная», или «схема с 3/2 выключателя на цепь»).

Рис. 2.7. Схема с 3/2 выключателя

Каждое присоединение включено через два выключателя. Для отклю­чения линии W1 необходимо отключить выключатели Q1, Q2, для отключения трансформатора Т1 — Q2, Q3.

В нормальном режиме все выклю­чатели включены, обе системы шин находятся под напряжением. Для ре­визии любого выключателя отключают его и разъединители, установленные по обе стороны выключателя. Ко­личество операций для вывода в ревизию — минимальное, разъединители служат только для отделения выключателя при ремонте, никаких опера­тивных переключений ими не производят. Достоинством схемы является то, что при ревизии любого выключателя все присоединения остаются в ра­боте. Другим достоинством полуторной схемы является ее высокая на­дежность, так как все цепи остаются в работе даже при повреждении на сборных шинах. Так, например, при КЗ на первой системе шин отключатся выключатели Q3, Q6, Q9, шины останутся без напряжения, но все присо­единения сохранятся в работе. При одинаковом числе источников питания и линий работа всех цепей сохраняется даже при отключении обеих систем шин, при этом может лишь нарушиться параллельная работа на стороне повышенного напряжения.

Схема позволяет в рабочем режиме без операций разъединителями производить опробование выключателей. Ремонт шин, очистка изолято­ров, ревизия шинных разъединителей производятся без нарушения работы цепей (отключается соответствующий ряд шинных выключателей), все цепи продолжают работать параллельно через оставшуюся под напряже­нием систему шин.

Количество необходимых операций разъединителями в течение года для вывода в ревизию поочередно всех выключателей, разъединителей и сборных шин значительно меньше, чем в схеме с двумя рабочими и об­ходной системами шин.

Для увеличения надежности схемы одноименные элементы присоеди­няются к разным системам шин: трансформаторы T1, ТЗ и линия W2 — к первой системе шин, линии W1, W3 — трансформатор Т2 — ко второй си­стеме шин. При таком сочетании в случае повреждения любого элемента или сборных шин при одновременном отказе в действии одного выключате­ля и ремонте выключателя другого присоединения отключается не более одной линии и одного источника питания.

Так, например, при ремонте Q5, КЗ на линии W1 и отказе в работе вы­ключателя Q1 отключаются выключатели Q2, Q4, Q7, в результате чего кроме поврежденной линии W1 будет отключен еще один элемент — Т2. После отключения указанных выключателей линия W1 может быть от­ключена линейным разъединителем и трансформатор Т2 включен выклю­чателем Q4. Одновременное аварийное отключение двух линий или двух трансформаторов в рассмотренной схеме маловероятно.

В схеме на рис. 2.7 к сборным шинам присоединены три цепочки. Если таких цепочек будет более пяти, то шины рекомендуется секционировать выключателем.

Недостатками рассмотренной схемы являются:

отключение КЗ на линии двумя выключателями, что увеличивает общее количество ревизий выключателей;

удорожание конструкций РУ при нечетном числе присоединений, так как одна цепь должна присоединяться через два выключателя;

снижение надежности схемы, если количество линий не соответствует числу трансформаторов. В данном случае к одной цепочке из трех выключателей присоединяются два одноименных элемента, поэтому возможно аварийное отключение одновременно двух линий; усложнение цепей релейной защиты; увеличение количества выключателей в схеме.

Благодаря высокой надежности и гибкости схема находит широкое применение в РУ 330 — 750 кВ на мощных электростанциях.

На узловых подстанциях такая схема применяется при числе присоеди­нений восемь и более. При меньшем числе присоединений линии вклю­чаются в цепочку из трех выключателей, как показано на рис. 2.7, а транс­форматоры присоединяются непосредственно к шинам, без выключателей, образуя блок трансформатор — шины [3].

Оперативные переключения на подстанциях — Последовательность основных операций

Последовательность основных операций и действий при отключении и включении электрических цепей
Операции с коммутационными аппаратами, установленными в одной электрической цепи, выполняются в последовательности, определяемой назначением этих аппаратов и безопасностью операций для лиц, выполняющих переключения. Кроме того, при правильной последовательности операций предупреждается возникновение аварийных режимов в работе электроустановок, а также повреждений электрооборудования и нарушений электроснабжения потребителей.
При отключении электрической цепи, имеющей выключатели, первой выполняется операция отключения выключателей, при этом разрывается цепь тока и снимается напряжение только с отдельных элементов электрической цепи (линии электропередачи, трансформатора и т.д.). Вводы выключателей могут оставаться под напряжением со стороны сборных шин. Если электрическая цепь выводится в ремонт, то для безопасности работ она отключается и разъединителями. Практикой установлена последовательность отключения разъединителей: сначала отключают линейные (трансформаторные), а затем шинные разъединители. При включении электрической цепи сначала включают шинные на соответствующую систему шин, затем линейные (трансформаторные) разъединители.
Очередность операций с линейными и шинными разъединителями объясняется необходимостью уменьшения последствий повреждений, которые могут иметь место при ошибках персонала. Допустим, что по ошибке отключают под нагрузкой линейные разъединители. Возникшее при этом КЗ устранится автоматическим отключением выключателя линии. Отключение же под нагрузкой шинных разъединителей вызовет отключение сборных шин, и последствия будут более тяжелыми.
В РУ 6-10 кВ закрытого типа, где линейные (кабельные) разъединители располагаются невысоко от пола и не отгорожены от коридора управления сплошной защитной стенкой, операции с ними небезопасны для персонала (например, при ошибочных действиях под нагрузкой). В этом случае целесообразно при отключении линии первыми отключить не линейные, а шинные разъединители, расположенные на большем расстоянии от оператора.
При включении электрической цепи в работу операции с выключателями выполняются в последнюю очередь во всех случаях.
Автоматические устройства (АПВ, АВР и др.) обычно выводятся из работы перед отключением выключателя, на который они воздействуют, а вводятся в работу после включения выключателя. Целесообразно придерживаться единой последовательности операций с автоматическими устройствами, чтобы избежать ошибок.
Включение и отключение электрических цепей (как, впрочем, и другие виды переключений на подстанциях) не исчерпываются знанием очередности операций и умением правильно подавать команды на включение и отключение коммутационных аппаратов. Помимо собственно операций с коммутационными аппаратами необходимы проверки (или выполнение так называемых проверочных действий). Проверки отличаются от операций тем, что выполнением операции изменяется схема электроустановки, режим ее работы, а проверочными действиями схема и режим не изменяются, но дается информация о них. Проверки открывают также возможность безошибочного выполнения каждой последующей операции.
К проверочным действиям относятся проверки режимов работы подстанций и отдельных видов оборудования, проводимые до начала переключений, а также в процессе их выполнения. По результатам таких проверок судят о возможности выполнения переключений; предупреждается возникновение утяжеленных режимов работы оборудования (перегрузок, отклонений значений напряжения от номинального и т.д.).
В процессе переключений должны проверяться нагрузки отключаемых (включаемых) электрических цепей, действительные положения коммутационных аппаратов, стационарных заземлителей (заземляющих ножей), а также отсутствие напряжения на токопроводящих частях перед их заземлением.
Лучшим методом проверок действительных положений коммутационных аппаратов и стационарных заземлителей являются визуальные осмотры положений их контактных систем или осмотры на месте их сигнальных устройств. Аппарат (стационарный заземлитель) каждой фазы должен осматриваться отдельно, независимо от фактического положения аппаратов других фаз и наличия механических связей между ними. Дистанционные включения и отключения выключателей должны контролироваться по показаниям приборов.
Особо отметим, что проверки положений выключателей на месте их установки являются обязательными, если после отключения выключателей должны выполняться операции с разъединителями или отделителями данных электрических цепей.
Проверяется на месте установки, включен ли шиносоединительный выключатель перед началом операций с шинными разъединителями при переводе электрических цепей с одной системы сборных шин на другую. В КРУ отключенное положение выключателя проверяется перед каждой операцией перемещения тележки в шкафу КРУ из рабочего в испытательное положение и наоборот.
Проверку положения выключателя по показаниям сигнальных ламп мнемосхемы и измерительных приборов (амперметров, вольтметров, ваттметров) допускается производить при отключении выключателя электрической цепи без проведения в дальнейшем операций с разъединителями, отключении выключателя электрической цепи с последующим проведением операций с разъединителями при помощи дистанционного привода (здесь имеется в виду, что выключатель и разъединители имеют блокировку, исключающую проведение ошибочной операции), включении под нагрузку линии, трансформатора, при подаче и снятии напряжения с шин. В перечисленных случаях нет необходимости проверять действительное положение выключателя на месте его установки (это затрудняет работу персонала), если по сигнальным лампам и измерительным приборам видно, что операция с выключателем состоялась.
Проверка отсутствия напряжения на токопроводящих частях перед их заземлением является ответственным проверочным действием персонала. На практике все случаи наложения заземлений под напряжением явились результатом отказа от предварительной проверки отсутствия напряжения на заземляемом оборудовании. Такие проверки предусмотрены ПТБ.
Вывод в ремонт линии (рис. 9.1) с учетом проверочных действий проводят в такой последовательности: проверяют возможность отключения линии по режиму работы участка сети (подстанции); на подстанции А отключают выключатель линии и по амперметру проверяют отсутствие нагрузки на линии; на подстанции Б проверяют отсутствие нагрузки на линии и отключают ее выключатель. Затем в РУ проверяют отключенное положение выключателя линии и отключают ее линейные разъединители, проверяют отключение каждой фазы разъединителей; на подстанции А в РУ проверяют, что выключатель линии находится в отключенном положении, после чего отключают линейные разъединители и проверяют положение каждой фазы разъединителей.
Схема включенной в работу линии 110 кВ
Рис. 9.1. Схема включенной в работу линии 110 кВ
После проверки отсутствия напряжения на линии накладывают необходимые защитные заземления с обеих ее сторон. При включении стационарных заземлителей проверяют положение заземлителя каждой фазы.
Перейдем к рассмотрению последовательностей операций с коммутационными аппаратами, устройствами защиты и автоматики при отключении и включении электрических цепей без упоминания проверочных действий, чтобы не перегружать текст частым их повторением. Будут называться лишь характерные проверочные действия, на выполнение которых обращается особое внимание читателей.
При переключениях в реальных условиях выполнение всех проверочных действий должно быть обязательным, а наиболее важные из них (например, проверка отсутствия напряжения на токопроводящих частях перед их заземлением) следует записывать в бланках переключений. Условимся, что координация действий персонала при выполнении операций на смежных подстанциях будет проводиться соответствующим диспетчером.
Отключение и включение воздушных и кабельных линий электропередачи. Последовательность операций при отключении линии (рис. 9.2): отключить устройство АПВ и выключатель линии, линейные, а затем шинные разъединители. При включении линии сначала включают шинные разъединители на соответствующую систему шин, затем линейные разъединители, выключатель и АПВ линии.
Схема присоединения линии 10 кВ
Рис. 9.2. Схема присоединения линии 10 кВ
По своему положению в сети воздушные и кабельные линии электропередачи напряжением 6 кВ и выше могут иметь одностороннее и двухстороннее питание. К первым относятся так называемые тупиковые линии, ко вторым транзитные.
Отключение тупиковой линии, как правило, начинают с отключения выключателя на питаемой подстанции, при этом проверяется готовность потребителей к отключению линии. Затем проверяют отсутствие нагрузки на линии и отключают ее выключатель со стороны питающей подстанции. Включение линии под напряжение и нагрузку выполняют в обратной очередности.
Последовательность операций по отключению и включению транзитных линий и линий дальних передач (напряжением 330 кВ и выше) устанавливается диспетчером, учитывающим ряд обстоятельств: состояние схемы сети, надежность питания отдельных подстанций и участков сети при подаче от них напряжения на линию, наличие быстродействующих защит на линиях, конструкцию и тип выключателей и т.д. Отметим, что отключению в ремонт линий дальних передач обычно предшествует выполнение диспетчером комплекса режимных мероприятий: перераспределение перетоков мощности по линиям, изменение уставок релейной защиты, вывод из работы устройств системой автоматики и др.
При включении подачу напряжения на линии связи станций с системой осуществляют, как правило, со стороны системы, так как опробование напряжением линии со стороны станции может привести к отделению ее от системы, если на линии окажется КЗ, а выключатель или защита линии откажет в отключении.
В эксплуатации встречаются линии 6-10 кВ (преимущественно кабельные), спаренные под один выключатель со стороны, питающей их подстанции (рис. 9.3). По линиям может осуществляться питание одной или нескольких абонентских подстанций, часто связанных с другими питающими центрами. По условиям эксплуатации спаренные линии в одно и то же время могут находиться в различных оперативных состояниях: могут быть включены в работу или отключены сразу обе линии, одна из линий может находиться в работе, другая — в ремонте и т.д.
Схема спаренных кабельных линий
Рис. 9.3. Схема спаренных кабельных линий, находящихся в различных оперативных состояниях: линия W 1 включена; линия W 2 отключена
Включение и отключение одной из спаренных линий, когда другая отключена линейными разъединителями, производится в обычной последовательности, предусмотренной для одиночной линии.
Включение в работу одной из спаренных линий, например W 2 (рис. 9.3), если другая линия W 1 находится в работе, производят с отключением линии, находящейся в работе. Для этого следует отключить выключатель Q 1 работающей линии W 1 со стороны нагрузки (у потребителя), отключить выключатель Q 3 спаренных линий со стороны питания, включить линейные разъединители с обеих сторон включаемой линии W 2, включить выключатель Q 3 со стороны питания, включить выключатели Q 1 и Q 2 обеих линий со стороны нагрузки.
Отключение одной из спаренных линий, когда обе линии включены и несут нагрузку, производят обычно с отключением спаренных линий. Для этого следует отключить выключатели обеих линий со стороны нагрузки, отключить выключатель спаренных линий со стороны питания, отключить линейные разъединители с обеих сторон отключаемой линии, включением выключателя на питающей подстанции подать напряжение на остающуюся в работе линию, замкнуть линию под нагрузку включением ее выключателя у потребителя.
Отключение и включение линейных разъединителей 6-10 кВ одной из спаренных линий без отключения выключателя со стороны питания допускается при зарядном токе линии не более значений, указанных в §3.3, при этом разъединители, а также выключатели нагрузки должны управляться дистанционно.
Отключение и включение силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Отключение трехобмоточного трансформатора (или автотрансформатора) выполняют в следующей последовательности: отключают выключатели со стороны низшего, среднего и высшего напряжений, отключают трансформаторные и шинные разъединители со стороны низшего напряжения, а затем в той же последовательности со стороны среднего и высшего напряжений. Строгое соблюдение очередности в отключении разъединителей сначала состороны низшего, а потом среднего и высшего напряжений здесь не является обязательным, очередность отключения может быть иной и зависит от местных условий.
Для включения трансформатора необходимо включить шинные и трансформаторные разъединители с каждой из трех сторон, затем включить выключатели высшего, среднего и низшего напряжений.
Отключение и включение отделителями и разъединителями ненагруженных трансформаторов 110-220 кВ, имеющих неполную изоляцию нейтралей, выполняют при предварительном глухом заземлении нейтрали, если она была разземлена и защищена вентильным разрядником (см. §3.3).
Если к нейтрали обмотки 35 кВ был подключен дугогасящий реактор, то отключение трансформатора следует начинать с отключения дугогасящего реактора. Это устраняет появление опасных перенапряжений в случае неодновременного размыкания контактов выключателя 35 кВ. Особенно опасно отключение от сети обмотки единственного трансформатора подстанции с подключенным к нейтрали дугогасящим реактором или единственной линии, отходящей от подстанции с дугогасящим реактором. На практике неоднократно наблюдались случаи перекрытия изоляции оборудования 35 кВ при различных попытках отключения трансформатора без отключения дугогасящего реактора.

Устройства АПВ, выполненные по принципу несоответствия положения выключателя и его ключа управления, не отключаются при выводе линии в ремонт.

Типовые схемы распределительных устройств

При выборе схем распределительных устройств подстанции следует учитывать число присоединений (линий и трансформаторов), требования надежности электроснабжения потребителей и обеспечения транзита мощности через подстанцию в нормальном, ремонтных и послеаварийных режимах. Схемы подстанций должны формироваться таким образом, чтобы была возможность их поэтапного развития. При возникновении аварийных ситуаций должна быть возможность восстановления электроснабжения потребителей средствами автоматики. Число и вид коммутационных аппаратов выбираются таким образом, чтобы обеспечивалась возможность проведения поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения других присоединений.

Читайте так же:
Влагозащищенные выключатели для мойки

К схемам подстанций предъявляются требования простоты, наглядности и экономичности. Эти требования могут быть достигнуты за счет унификации конструктивных решений подстанции, которая наилучшим образом реализуется в случае применения типовых схем электрических соединений распределительных устройств.

Рассмотрим наиболее характерные типовые схемы распределительных устройств, нашедшие широкое применение при проектировании подстанций с высшим напряжением 35–750 кВ. К простейшим схемам относятся блочные схемы линия – трансформатор с разъединителем (рис. 14.4, а) и выключателем (рис. 14.4, б). На этих и последующих схемах указаны области рекомендуемых номинальных напряжений. Первая схема может использоваться для подстанций, присоединенных к линиям без ответвлений (рис. 14.4, а), если защита линии со стороны центра питания охватывает трансформатор либо предусмотрен телеотключающий импульс на отключение линии от защиты трансформатора. Вторая схема применяется также для подстанций, подключенных к ответвлениям от линий (рис. 14.3, б).

Для двухтрансформаторной подстанции, питающейся от двух параллельных линий, может быть применена схема с двумя блоками с выключателями в цепи трансформаторов и перемычкой, содержащей два последовательно включенных разъединителя Р1 и Р2 (рис. 14.4, в). Такое включение разъединителей позволяет осуществлять их поочередный ремонт одновременно с соответствующим блоком линия – трансформатор. На практике находятся в эксплуатации подстанции, выполненные по упрощенным блочным схемам, в которых в качестве коммутационных аппаратов используются отделители и короткозамыкатели. Принципы работы таких схем подробно описаны в курсе «ЭУСиП». В связи с конструктивными недостатками этих аппаратов и отрицательным воздействием их работы на выключатели смежных подстанций при коротких замыканиях на вновь сооружаемых подстанциях эти схемы применять не рекомендуется.

Один из вариантов схемы по типу мостика с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий показан на рис. 14.5. Такая схема применяется в радиальных линиях и линиях с двухсторонним питанием с заходом их на подстанции (рис. 14.3, в, з). Здесь на четыре присоединения (две линии и два трансформатора) устанавливается три выключателя.

Читайте так же:
Автоматический выключатель ic60n сертификаты

На подстанциях с двумя линиями и двумя трансформаторами может быть использована схема, в которой число выключателей равно числу присоединений. При этом включение и отключение каждого присоединения производится двумя выключателями – схема по типу четырёхугольника (рис. 14.6). Недостатком схемы является то, что она не позволяет увеличивать количество линий. На напряжении 220 кВ эта схема рекомендуется при мощности трансформаторов 125 МВ⋅А и более.

При числе линий три и более рекомендуется ряд типовых схем распределительных устройств со сборными системами шин. Наиболее простая схема выполняется с одной секционированной системой шин (рис. 14.7, а). В ней каждая линия и каждый трансформатор подключены к одной из секций шин, между которыми установлен секционный выключатель СВ. Более сложная схема содержит также одну секционированную систему шин, но в ней добавляется обходная система шин (рис. 14.7, б).

Секции шин I и II соединяются между собой секционным выключателем СВ. Дополнительно предусмотрен обходной выключатель ОВ, предназначенный для соединения посредством соответствующих разъединителей одной или другой секции шин с обходной системой шин. Такая схема позволяет использовать обходной выключатель для замены выключателя любого присоединения при необходимости вывода его в ремонт. Здесь, также как и в схеме по рис. 14.7, а, каждое присоединение в нормальном режиме подстанции может быть подключено только к одной из секций шин.

Такая схема позволяет использовать обходной выключатель для замены выключателя любого присоединения при необходимости вывода его в ремонт. Здесь, так же как и в схеме по рис. 14.7, а, каждое присоединение в нормальном режиме подстанции может быть подключено только к одной из секций шин. В соответствии с рекомендациями в схеме с одной секционированной системой шин и обходной системой шин количество радиальных линий должно быть не более одной на секцию. При невыполнении этого условия с числом линий до 13 применяют схему c двумя несекционированными системами и обходной системой шин (рис. 14.7, в).

Читайте так же:
Выключатель legrand перекрестный двухклавишный legrand схема подключения

В ней I и II рабочие системы шин соединены между собой с помощью шиносоединительного выключателя ШСВ. Обходной выключатель ОВ посредством соответствующих разъединителей позволяет соединить обходную систему шин с I или II рабочей системой шин. Отличие данной схемы от схемы с одной рабочей секционированной системой шин заключается в том, что каждое присоединение (линия, трансформатор) в зависимости от требуемого режима подстанции может быть подключено с помощью соответствующих разъединителей к I и II системе шин. Обходной выключатель, так же как и в схеме с одной секционированной системой шин, позволяет поочередно выводить в ремонт выключатель любого присоединения без его отключения.

Наметившаяся тенденция применения элегазовых и вакуумных выключателей, не требующих ремонта практически в течение всего срока службы, вместо масляных и воздушных, видимо, будет позволять переход к упрощенной схеме распределительных устройств с двумя системами шин без обходной системы шин (рис. 14.8).

При числе линий более 13 в схеме по рис. 14.7, в, применяют секционирование I и II рабочей системы шин и дополнительно предусматривают второй обходной выключатель.

Для ответственных системообразующих подстанций напряжением 330–750 кВ используют более надежные схемы, предусматривающие подключение присоединений к шинам не одним выключателем, а двумя и более. На рис. 14.9, а, приведена схема трансформатор – шины с присоединением линий через два выключателя, которая рекомендуется на подстанциях 330–500 кВ при четырех линиях, а на подстанциях 750 кВ – при трех линиях. Здесь каждая линия подключается через выключатель к I и II системе шин, а трансформаторы присоединены непосредственно к шинам. Таким образом, отключение любой линии производится двумя выключателями, а любого трансформатора – числом линейных выключателей, подключенных к соответствующей системе шин.

В полуторной схеме на каждое присоединение приходится 1,5 выключателя (рис. 14.9, б). Ее применяют в распределительных устройствах 330–750 кВ при числе линий 6 и более. Отключение любой линии и любого трансформатора производится двумя вылючателями. При этом связь между I и II системами шин сохраняется.

Наиболее характерные схемы распределительных устройств 10(6) кВ, присоединяемых к распределительным устройствам высшего и среднего напряжения (РУ ВН, РУ СН) подстанций 35 – 750 кВ показаны на рис. 14.10, 14.11. При одном трансформаторе используется одна несекционированная система шин (рис. 14.10, а), при двух трансформаторах – одна секционированная система шин (рис. 14.10, б, рис. 14.11, а).

Читайте так же:
Масляный выключатель где устанавливаются

Если на подстанции предусматриваются трансформаторы с расщепленными обмотками, то создается схема с двумя секционированными системами шин, т. е. фактически образуются четыре секции шин (рис. 14.11, б).

Контрольные цепи в промышленном оборудовании

Кнопка Аварийный СТОП

В моей работе инженера-электронщика на промышленном предприятии часто приходится сталкиваться с контрольными цепями. Оборудование у нас – разных производителей, и такие же разные схемотехнические решения аварийных (контрольных) цепей.

Недавно на работе с коллегами мы проработали эту тему, после того, как произошёл несчастный случай. В данной статье я упорядоченно изложу и поделюсь своими мыслями на этот счёт.

Что такое контрольная цепь

Контрольная цепь – это электрическая схема, которая проверяет, всё ли в порядке с данным оборудованием.

Например, включены все защитные автоматы и мотор-автоматы, не сработала ли тепловая защита, проверяет закрытие всех дверей, люков, наличие ограждений, и тому подобное.

Словом, такая схема даёт возможность предотвратить неправильную или опасную работу оборудования. Иными словами, наличие контрольной цепи позволяет соблюсти технологический процесс и сохранить здоровье и даже жизнь обслуживающему персоналу.

Естественно, контрольные цепи должны обеспечивать с электрической (схемотехнической) точки зрения всё, что я перечислил выше.

Другие названия контрольной цепи – цепь безопасности, защитная цепь, аварийная цепь, и др.

Кстати, ремонт любого промышленного оборудования надо начинать именно с проверки контрольной цепи. Потом – состояние датчиков, и т.д.

В этой статье я постараюсь перечислить и сравнить известные мне варианты схемотехнических решений контрольных цепей.

Составные части контрольной цепи

В более-менее сложных станках и линиях, где присутствует 2 и более двигателя, контрольная цепь (КЦ) обычно делится на две части – аварийная цепь (АЦ) и тепловая цепь (ТЦ).

КЦ = АЦ + ТЦ

Это две разные цепи, поэтому рассмотрим их по отдельности.

Аварийная цепь предназначена для экстренной остановки или невозможности запуска оборудования. Это необходимо прежде всего для безопасности персонала, во вторую очередь – для обеспечения правильности тех.процесса. Основной элемент аварийной цепи – аварийная кнопка.

Тепловая цепь состоит из контактов мотор-автоматов, защитных автоматов, тепловых реле, «перегрузочных» контактов частотных преобразователей, термодатчиков двигателей.

Аварийный выключатель

Это тот самый «грибок», который должен присутствовать обязательно на любом небытовом оборудовании. Его называют «Аварийный стоп», “Аварийная кнопка”, «Аварийный выключатель», «Экстренный останов», и тому подобными названиями.

В англоязычном варианте – «Emergency stop».

Аварийный выключатель конструктивно представляет из себя нормально замкнутые контакты и механизм кнопки, который обеспечивает фиксацию (если она предусмотрена), монтаж, удобство использования в экстренной ситуации.

Аварийный выключатель показан в заголовке статьи, другие модели – ниже:

Аварийный выключатель ИЕК

Аварийный СТОП ИЕК

Аварийный выключатель ИЕК

Аварийный СТОП ИЕК

Категорически не рекомендую использовать в качестве кнопок аварийного отключения кнопки IEK. Они разваливаются через пару нажатий, а в аварийных ситуациях человек может ударить по ней что есть сил, и… она просто не сработает.

Вот аварийная кнопка от Шнайдер Электрик, гораздо надежнее:

Аварийный выключатель Шнайдер

Аварийный выключатель Шнайдер

Почему в контрольных цепях нужно применять нормально закрытые контакты

Чтобы проверить нормально открытый контакт, нужно его активировать, то есть нажать. Только тогда станет ясно, замкнулся он или нет. Исправен он, или нет.

А в нормально закрытых контактах через сам контакт постоянно протекает ток, принимая участие в работе схемы. Если нажать на кнопку с нормально закрытыми контактами, она разомкнется. То же самое произойдет, если эти контакты будут неисправны – схема просто-напросто не будет работать. Иными словами, НЗ контакты сами себя проверяют, чего не скажешь о НО контактах.

Иногда происходит путаница в понятиях НЗ и НО применительно к принципам работы конкретных устройств. Например, тепловые реле. В нормальном состоянии НЗ контакт у него замкнут (так же, как у кнопки «Аварийный СТОП»). Контакт размыкается, когда ток через тепловое реле превышает допустимый. И на схемах эти контакты обозначают как нормально замкнутые. Тут всё понятно.

Путаница начинается, когда заходит речь о мотор-автоматах и защитных автоматах. В НОРМАЛЬНОМ состоянии все контакты, в том числе и контакт тепловой цепи у него разомкнуты. Однако, в РАБОЧЕМ состоянии все контакты у него замкнуты, иначе схема не будет работать. Но на схемах все контакты обозначают именно в НОРМАЛЬНОМ состоянии, то есть разомкнутые.

Ясно, чтобы параллельно (одновременно) работали несколько НЗ контактов, их надо включить последовательно. А несколько НО – параллельно. К слову, иногда встречаются и НО аварийные кнопки. Через них в случае аварии подаётся питание на реле с НЗ контактами. Не рекомендую.

Про различные виды контактов также рассказываю с статье про характеристики и применение датчиков.

Схемы контрольных цепей

Ниже приведу и кратко опишу несколько вариантов схем контрольных цепей. При этом защитные автоматы и другие элементы, не имеющие отношения к теме статьи, не рассматриваем.

Схемы идут в порядке увеличения функциональности, сложности и надежности.

Цепи управления – те цепи, которые управляют силовыми цепями. То есть, выключатели, катушки контакторов и реле, различные вспомогательные контакты и устройства, а также индикация. В настоящее время в основном для управления силовыми цепями используют контроллеры (PLC).

Схема 1. Разрыв цепи силового питания

Аварийный выключатель – это нормально замкнутый выключатель, который размыкает цепь питания при нажатии на него.

В простейшем виде его просто ставят в разрыв ввода питания, и в случае нажатия на него питание со всего оборудования (например, станка) просто убирается.

Читайте так же:
Рамки для выключателей керамика

Так делают китайцы, которые в любом оборудовании экономят на всём. Чем черевата такая схема – через контакты Аварийного стопа идёт весь потребляемый ток. И со временем эти контакты портятся, нарушая работу устройства. Хорошо ещё, если в схеме управления предусмотрен штатный останов (кнопка «Стоп», или «Выкл»), и Аварийный стоп используется только в аварийных ситуациях.

Схема 2. Разделение цепей управления и силы, гальваническая развязка

В этой схеме силовые цепи (двигатели, и т.п.) питаются напрямую, через свои контакторы и мотор-автоматы. А цепи управления, которые управляют этими контакторами, питаются через контрольную цепь.

Контрольная цепь в этой схеме состоит из контактов Аварийного выключателя ES1, теплового реле RT1, НО контакта мотор-автомата QF1. Когда любой из этих контактов размыкается, цепь рвётся, питание с цепи управления пропадает. Силовая цепь остаётся без управления, и все приводы останавливаются.

Минус схемы – через контакты контрольной цепи идёт весь ток цепи управления. Кроме того, на контактах и проводах (если оборудование имеет большую протяженность) происходит падение напряжения, что негативно влияет на работу цепей управления.

Схема 3. Схема управления питается через контакты реле контрольной цепи

В этой схеме вводится реле контрольной цепи КА1. Это реле через свой НО контакт питает схему управления, когда контрольная цепь собрана.

Схема хороша тем, что через контрольные контакты идёт небольшой ток – всего лишь ток реле. А уже реле может иметь мощные контакты, через которые будет питаться вся схема управления.

Схема 4. Тепловые и аварийные цепи разделены

КЦ. Схема 4. SQ1 – концевой открытия защитной решетки (например)

Соответственно, используются два реле – КА1 и КА2, которые отвечают каждое за свою проверку. Из схемы видно, что пока не будет собрана тепловая цепь, не пройдёт проверку и аварийная. И только когда обе схемы соберутся, поступит питание на схемы управления.

Схема 5. Вводятся кнопки ПУСК и СТОП

КЦ. Схема 5. Стоп не показан, в его роли может быть любая последовательно включенная с ES1 и SQ1 кнопка.

Эта схема отличается тем, что в ней могут использоваться кнопки без фиксации. И благодаря обязательному нажатию кнопки “Пуск машины” персонал подтверждает, что машина может быть запущена. Это является важным фактором безопасности. В предыдущих схемах цепь может собраться без участия человека (самоустранение дребезга), и станок самопроизвольно запустится.

Такая схема также называется нулевая защита – станок не запустится, пока оператор не нажмет кнопку “Пуск”, либо “Готовность”. А кнопка не нажмется, пока не будут приведены в рабочее исходное состояние все элементы схемы.

Схема 6. Добавлена индикация

КЦ 6. Схема с индикацией. ВНИМАНИЕ! Для правильной работы схемы нужно НО контакты КА1 расположить рядом с КА2, последовательно.

В несчастном случае, с которого я начал статью, слесарь на неработающем станке нажал на кнопку “Аварийный стоп” и полез в станок. Ремонтируя станок, слесарь случайно задел датчик, который запустил привод. В результате – человек очутился в травматологии.

Анализируя, почему на сработало выключение контрольной цепи от аварийного стопа, было сделано заключение, что была неисправна именно кнопка Аварийный СТОП. То есть, при нажатии она зафиксировалась, но ввиду механической поломки контакты не разомкнулись. Всё было бы гораздо однозначней, если бы при нажатии Аварийного стопа работала бы соответствующая индикация.

На схеме показаны три лампочки, которые позволяют персоналу однозначно судить о состоянии машины:

L1, нет ТЦ – отключился мотор-автомат, сработала тепловая защита, перегрев двигателя (выключится реле КА1)

L2, нет АЦ – нажата аварийная кнопка, открыт технологический люк, механизм вышел за пределы рабочей зоны (выключится реле КА2)

L3 – Контрольная цепь собрана, что говорит о том, что машина в работе, и может быть опасна.

Эта схема – наиболее предпочтительна с точки зрения быстроты определения неисправности, оценки состояния оборудования, а главное – безопасности.

Современные схемы обеспечения безопасности

Hаука о безопасности не стоит на месте, и вот как можно усовершенствовать вышеприведенные схемы.

1. В схеме 6 реле КА2 включает своими контактами два мощных пускателя, контакты которых включены последовательно и коммутируют питание схемы управления. Этим минимизируется вероятность залипания контактов из-за перегрузки по току или КЗ в КЦ. Кроме того, есть вероятность того, что какое-либо реле “заклинит”, и оно останется включенным при пропадании питания. А чем больше НО контактов включено последовательно, тем меньше такая вероятность.

2. В настоящее время во всём импортном промышленном оборудовании применяется специальный контроллер безопасности, или интеллектуальное реле безопасности. Там логика работы построена так, что риск возникновения опасной ситуации значительно уменьшен. Известные бренды, производящие такие реле – Dold, Pilz, Leuze. Но это уже тема другой статьи.

Пишите в комментариях, как обстоят дела с безопасностью у вас на предприятии, и какие схемы безопасности работают в вашем оборудовании.

С удовольствием, как всегда, отвечу на любые вопросы по теме.

Обновление

Вышла в свет моя новая статья, продолжение этой темы – применение реле безопасности в промышленной аппаратуре. Рекомендую, если дочитали эту статью до конца))

Ещё фото

Вот вариант, как установлена аварийная кнопка в станке. И смех, и грех.

Вариант установки аварийного выключателя

Вариант установки аварийного выключателя

Вон, за решеткой. В случае необходимости к нему можно дотянуться только пальцем. Конструкторская недоработка…

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector