Структура і принципи роботи автоматичного вимикача ВА-45 серії PROxima

1. Контактна і дугогасительная системи
2. Мікропроцесорні расцепители струму (МРТ)
3. Функції електронного блоку управління:

Наша сеть партнеров Banwar

Споживачі електричної енергії і, відповідно, кабельні мережі бувають різні - існують і такі, де струм досягає декількох тисяч ампер. У цих випадках для захисту споживачів застосовуються силові автоматичні вимикачі з повітряним діелектриком (АСВ).

Мал. 1. Зовнішній (зверху) і внутрішній (знизу) вид ВА-45

Конструктивною особливістю повітряного автомата є те, що діелектриком, що розділяє фази в автоматі, є повітря, на відміну від силового автомата в литому корпусі, де ізолятором фаз є стінки корпусу. Розглянемо пристрій і принципи роботи вимикачів з повітряним діелектриком на прикладі автоматичного вимикача ВА-45 серії PROxima, що випускається російською компанією EKF.

Автоматичний вимикач ВА-45 серії PROxima (рис. 1) - це простий в експлуатації і надійний силовий автомат, який поставляється на ринок з 2009 р За цей період вимикачі були встановлені в розподільних енергосистемах промислових підприємств, житлових, складських і комерційних будівлях і спорудах . Серед найбільш значущих об'єктів, на яких використовується даний вимикач, - Михайлівський гірничо-збагачувальний комбінат (м Железногорськ Курської області), «Титан-Агро» (м.Київ), Цементний термінал (м.Київ) та бізнес-центр «Овентал Тауер »(м Тюмень).

Вимикач оснащений мікропроцесорним расцепителем струму (МРТ), призначеним для здійснення функцій захисту силових електричних мереж змінного струму низької напруги (до 690 В) від струмів перевантаження і короткого замикання (КЗ), оперативних включень і відключень мережі при управлінні безпосередньо оператором або за командним сигналам системи управління розподілом електричної енергії. Також він виконує функцію відключення мережі в разі зниження напруги мережі нижче допустимого або його зникнення.

BA-45 серії PROxima є повітряними вимикачами з механізмом вільного розчеплення та оперування контактами за допомогою механізму з пружинним накопичувачем енергії. Вимикач виконаний у вигляді конструкції, змонтованої на жорсткій рамі. Він може бути стаціонарного і викочування виконання.

Мал. 2. Органи управління і складові частини

Основні органи управління та індикації виведені на лицьову панель (рис. 2).

Механізм включення, відключення (автоматичного відключення) складається з приводу оперативних включень-відключень і взводного механізму з пружинним накопичувачем для функції оперування, в тому числі для забезпечення миттєвого спрацьовування вимикача при відключенні струмів короткого замикання і перевантаження приводу, що зв'язує його з контактною системою вимикача. Спільно з даними механізмом агрегатується мотор-редуктор, що забезпечує функціонування вимикача дистанційно, за командою оператора або за допомогою автоматичної системи управління.

У робочому (включеному) стані вимикача механізм розчеплення знаходиться в зведеному положенні. Взвод перед включенням здійснюється вручну оператором за допомогою рукоятки або дистанційно, подачею сигналу на електропривод.

Включення вимикача після взводу здійснюється оператором вручну, впливом на кнопку включення, або дистанційно, за допомогою електромагніту включення.

Вимкнення здійснюється оператором вручну, впливом на кнопку вимикання, або дистанційно, за допомогою команди на незалежний або мінімальний расцепитель напруги. Автоматичне відключення у разі виникнення перевантаження або короткого замикання проводиться по командному сигналу від мікропроцесорного блоку.

Основні вузли і агрегати представлені на рис. 3.

Мал. 3. Основні вузли і агрегати

Контактна і дугогасительная системи

Контактна система вимикача представляє собою систему з рухомих і нерухомих Контактодержателі, оснащених зносостійкими металокерамічними контактами, стійкими до ерозії при протіканні струмів короткого замикання великих величин, що забезпечують надійне контактування після відключення струмів КЗ.

Дугогасительниє камери встановлені в кожному полюсі вимикача і забезпечують ефективне гасіння дуги при відключенні вимикачем струмів короткого замикання великих величин.

Стаціонарні вимикачі відрізняються простотою конструкції і низькою вартістю. Однак вони не настільки зручні в технічному обслуговуванні, як викатні вимикачі: потрібно значно більше часу на контроль і ремонт.

Вимикачі викочування виконання мають роз'єднувати контакти основний і допоміжних ланцюгів в спеціальному висувному відсіку. Фіксований відсік складається з правої і лівої пластин (з напрямними), підстави та поперечного елемента.

На підставі розташовані напрямні для вкочування і викочування апарату і покажчик положення апарату. У верхній частині підстави розташовані нерухомі контакти для підключення вторинному ланцюзі. При висуванні автоматичного вимикача вивідні шини на кошику і шини вимикача поділяються ізолюючими шторками.

Існує три положення вимикача з висувним елементом:

• «Робоче» - головна і допоміжна ланцюга включені, що ізолює шторка відкрита;
• «Випробування, налагодження» - головна ланцюг відключений, що ізолює шторка закрита; включена тільки допоміжна ланцюг для проведення тестування;
• «Викачано» - головна і допоміжна ланцюга відключені, що ізолює шторка закрита.

За рахунок конструкції вимикачів передбачена можливість фіксації вимикачів в даних положеннях за допомогою навісного замка для виключення можливості несанкціонованого зміни положення.

Мал. 4. Расцепитель

Мікропроцесорні расцепители струму (МРТ)

МРТ (рис. 4) призначені для формування і регулювання захисної характеристики вимикачів в зоні струмів перевантаження і короткого замикання, а також для перетворення і видачі на дисплеї і телеметричні канали інформаційних даних. Мікропроцесорні блоки захисту і управління дозволяють інформувати експлуатаційний персонал про стан навантаження і параметрах мережі, що захищається, в тому числі окремо по кожній фазі, про причини автоматичного відключення мережі вимикачем, про стан самого вимикача і його головних контактів за допомогою індикації на дисплеї блоку і про можливість передачі основної інформації по каналах телеметрії на диспетчерський пульт системи управління.

Електронний блок управління даної серії є основним вузлом захисту автоматичних вимикачів ВА-45 серії PROxima.

Мікропроцесорний блок є окремим елементом, який встановлюється в корпус автоматичного вимикача і при спрацьовуванні пускає в хід механізм розчеплення автомата.

Електронний блок управління даної серії використовується для захисту розподільних мереж, електродвигунів і для захисту генераторів, допомагає уникнути аварій на лініях і аварій устаткування, яке споживає електроенергію, внаслідок його перевантажень по струму короткого замикання або замикання на землю.

Електронний блок відповідає стандартам IEC947-2, GB14048.2 і проходить стандартні тести низьковольтної електротехнічної продукції державного рівня, а також тести стандарту EMC. Деталі й елементи випробовуються на старіння, і готова продукція функціонує безперервно протягом 168 годин в умовах високих температур, при цьому перебуваючи під напругою, після чого проводиться її перевірка і випуск з заводу. Цим гарантується висока якість і надійність продукції.

Функції електронного блоку управління:

1. Захист від перевантаження з довгої витримкою (0,4-1In; 15-480 с).
2. Захист при короткому замиканні зі швидкою витримкою (0,4-15In; 0,1-4 с).
3. Миттєве спрацьовування при короткому замиканні (4-80In).
4. Контроль струмового навантаження (індикація трифазного струму, максимального значення струму, струму нейтралі і струму замикання на землю).
5. сигналізація:
   • Світловий індикатор спрацьовування від струмового відсічення.
   • Світловий індикатор спрацьовування від короткочасного перевантаження.
   • Світловий індикатор спрацьовування від тривалого перевантаження.
   • Сигналізація уставки струму тривалого перевантаження.
   • Сигналізація уставки часу тривалого перевантаження.
   • Сигналізація уставки струму короткочасної перевантаження.
   • Сигналізація уставки часу короткочасної перевантаження.
   • Сигналізація уставки струмової відсічки.
   • Індикатор пошкодження.
   • Індикатор розчеплення.
   • Індикатор тестування.

1. Амперметр. При нормальних умовах роботи контролера він відображає максимальне значення фазного струму. Наприклад, коли горить індикатор L2 і одночасно індикатор MAX, це означає, що струм на фазі B максимальний. При натисканні на кнопку «ВИБІР» (Select1) на дисплеї по черзі відображається максимальне значення фаз А, В, С, землі і третьої фази і одночасно з цим індикатори L1, L2, L3, G і MAX поперемінно блимають. Якщо контролер знаходиться в режимі спрацьовування з витримкою, то всі клавіші блокуються і в цей момент вибір неможливий. Якщо контролер знаходиться в режимі оповіщення, то вибір функцій можливий.
2. Тестування. Тестування і обслуговування автоматичного вимикача може проводитися в положенні «робота» або «тест». Можливе проведення тестів таких властивостей контролера, як замикання, спрацьовування з затримкою за часом, короткою витримкою, миттєве спрацьовування, причому тестів двох видів: з відключенням і без відключення. Перший призводить до комутації автомата, а другий - ні. Якщо в процесі тестів відбудеться перевантаження або коротке замикання, система автоматично перейде з режиму тесту в режим спрацьовування з витримкою.
3. Висновок індикації стану і причини спрацювання. Після того як контролер посилає сигнал розчеплення, автомат спрацьовує. Якщо контролер залишається під напругою, то він знаходиться в режимі індикації відмов
   (В разі відсутності стороннього втручання на дисплеї відображається час витримки при спрацьовуванні). Натискаючи в цей момент на кнопку «вибір», можна по черзі перевірити струм відмови і час відмови; в той же час світлові індикатори на панелі вказують категорію відмови.
4. Захист від однофазного замикання на землю.
5. Самодіагностика. Функція самодіагностики електронного блоку управління ВА-45 використовується головним чином для контролю і захисту робочого стану і середовища функціонування самого контролера. Сигнальний контакт приладу повинен використовуватися в паралельному з'єднанні з допоміжними контактами (постійно розімкнутими) автоматичного вимикача. Коли контролер не перебуває під напругою, дані контакти постійно замкнуті, в нормальних умовах роботи постійно розімкнуті. Якщо відбувається відмова самодіагностики, контакти замикаються.
6. Контроль температури середовища (сигнал подається при температурі вище 80 ° С).
7. Контроль харчування:
   • Самогенерирующих харчування: енергія надходить з трансформатора струму, а також забезпечується за рахунок струму, що проходить по верхньому шару шини головного контуру автоматичного вимикача.
   • Допоміжне харчування: 230 VAC, енергія надходить через першу клему колодки МРТ.
   • Харчування постійного струму 24 В: даний струм подається через гніздо для постійного струму 24 В на контрольній панелі. Звідти надходить в джерело постійного струму 18-28 В, забезпечуючи нормальну роботу контролера. Дане харчування використовується при тестах і регулюванню параметрів.

Мал. 5. Схема комутації вторинних ланцюгів і ланцюгів управління

Різні конфігурації вторинних ланцюгів і ланцюгів управління дозволяють дистанційно отримувати інформацію про стан автоматичного вимикача і керувати ним. Розглянемо представлені на рис. 5 конфігурації:

I - головні ланцюги вимикача;

II - модуль захисту від надструмів;

III - модуль ланцюгів допоміжних контактів;

IV - мікропроцесор;

V - роз'єм процесора.

індикатори:

Л1 - індикатор відключення пошкодження на лінії;

Л2 - індикатор стану взводу механізму;

Л3 - індикатор відключеного стану вимикача;

Л4 - індикатор включеного стану вимикача.

Кнопки управління:

Кн1 - кнопка команди на відключення вимикача;

КН2 - кнопка команди на включення вимикача;

3-5 - перемикаючий контакт (SDE) відключення по аварії;

6-7; 8-9 - сигналізація положення головних контактів;

AX - допоміжні контакти вимикача (чотири переключающих контакту);

Q - мінімальний расцепитель напруги; висновки 27 і 28 повинні бути обов'язково приєднані до головної ланцюг;

F - незалежний расцепитель;

Х - електромагніт включення;

М - мотор-редуктор зведення приводу;

SA - кінцевий вимикач взводу приводу;

XT - висновки (клемні затискачі) ланцюгів вторинної комутації автоматичного вимикача;

FU - запобіжник.

За способом захисту від ураження струмом вимикачі серії ВА-45 відповідають класу 0 по ГОСТ 12.2.007.0-75 і повинні встановлюватися в розподільчий обладнання, що має клас захисту не нижче 1. Розподільний обладнання повинно мати ступінь захисту від впливу факторів зовнішнього середовища не нижче IP30 по ГОСТ 14254-96.

Також автоматичний вимикач ВА-45 серії PROxima відповідає вимогам ГОСТ 50030.2-2010 при дотриманні споживачем умов експлуатації, транспортування і зберігання. Гарантійний термін експлуатації даного силового автомата становить 5 років.

Силові повітряні автомати ВА-45 серії PROxima, завдяки своїй надійності, невибагливості в експлуатації і вигідною ціною, знайшли своє застосування в водно-розподільних пристроях, головних розподільних щитах, щитах управління потужних споживачів, в будівництві, розподілі електричної енергії, промисловості, а також на об'єктах сільського господарства.