В рассматриваемых случаях ток возбуждения генератора возрастает до значения Iв2, соответствующего точке пересечения характеристики холостого хода 2 с вольт-амперной характеристикой 3 цепи возбуждения при аварийном режиме, при котором эквивалентное сопротивление этой цепи будет наименьшим. В результате увеличения тока возбуждения напряжение генератора и напряжение на зажимах потребителей, начиная с момента t1возникновения аварийной ситуации, также растет и достигает предельного значения Ur2при данной частоте вращения.
Если принять, что при наименьшей частоте вращения генератора пминрегулятор РНГ в исправном состоянии обеспечивает напряжение на зажимах потребителей UНОМ, то в аварийном режиме при наибольшей частоте вращения пмаксоно возрастает до Uн макс = Uном (пмакс /пмин). Для предотвращения недопустимого длительного повышения напряжения, подводимого к вагонным потребителям в аварийных ситуациях, предусмотрена специальная защита. При увеличении напряжения сверх допустимого уровня (уставки) она разрывает цепь питания обмотки возбуждения генератора, вследствие чего магнитный поток машины и напряжение генератора уменьшаются.
Предположим, что в момент времени t2напряжение на зажимах потребителей достигло значения уставки защиты Uу1. Начиная с этого момента, защита вступает в действие и через определенный интервал времени Δt1 = t3—t2, определяемый ее быстродействием, цепь обмотки возбуждения генератора разрывается силовым исполнительным органом защиты и напряжение начинает уменьшаться. Однако в интервале времени Δt2 = t4—t1, к нагрузке приложено повышенное напряжение, вследствие чего схема защиты должна быть выполнена так, чтобы это напряжение было ограничено по величине и длительности и не оказывало отрицательного влияния на надежность работы электрооборудования. Защита не должна также реагировать на кратковременные коммутационные перенапряжения до 1,2—1,4Uном при отключении части нагрузки так как такие перенапряжения практически не оказывают отрицательного влияния на работоспособность потребителей. Длительно повышать напряжение до уровня 1,2 Uном и выше нельзя (сокращается срок службы ламп накаливания, происходит более интенсивное старение изоляции электрических аппаратов и машин и т. п.).
Для выполнения этих требований защита должна вступать в действие при повышении напряжения до 1,2 Uном с некоторой выдержкой времени, которая выбирается несколько большей, чем длительность коммутационных перенапряжений, с целью исключения ложных срабатываний защиты. Однако при увеличении напряжения до Uy2= (0,5 ~ 1,7) Uном защита должна срабатывать с предельным быстродействием.
Защита вагонных потребителей от повышения напряжения (рис. 118, а) состоит из трех основных органов: измерительного, формирования команды и исполнительного. Измерительный орган представляет собой датчик 2, напряжение на выходе которого пропорционально напряжению генератора. Генератор 11 через силовой выпрямитель 12 подает питание потребителям 13 электрической энергии и через тиристорный регулятор 10 - питание обмотке возбуждения 8. Орган формирования команды состоит из двух блоков уставок напряжения 1 и 3, блоков сравнения 4, 5 и реле времени 6. Сигналы на выходах блоков 1 и 3 пропорциональны заданным напряжениям Uу1 и Uу2> Uу1. Исполнительный орган включает усилитель 7 и силовой исполнительный аппарат защиты 9, установленный в цепи обмотки возбуждения генератора.
В блоках 4 и 5 сравниваются измеряемое с помощью датчика 2 напряжение на выходе генератора UГи соответственно заданное напряжение уставки защитыUу1 и Uу2 .В нормальном режиме работы системы электроснабжения напряжение на выходе генератора меньше напряжений уставок защиты и сигнал на выходах блоков сравнения 4 и 5 отсутствует. В аварийном режиме при увеличении измеряемого напряжения до Ur> Uу1и UP> Uy2соответственно появляются сигналы на выходе блоков сравнения 4 и 5.Предположим, что напряжение на выходе генератора 11 увеличилось до Uу1< UГ < UY2. В этом случае на выходе блока сравнения 4 появится сигнал. Однако команда в исполнительный орган поступает не сразу, а с выдержкой времени Δtукоторую обеспечивает реле времени 6. Па истечении времени Δtyи сохранении напряжения генератора Uу1< UГ < UY2 на вход усилителя 7 с выхода реле времени 6 поступает сигнал, который усиливается и обеспечивает срабатывание силового исполнительного аппарата защиты 9, что приводит к разрыву цепи питания обмотки возбуждения 8 генератора и уменьшению напряжения на его зажимах. Усилитель 7 в схеме защиты необходим для того, чтобы органы измерения и формирования команды можно было выполнить на маломощных элементах, что способствует повышению точности работы устройства защиты, сокращению его габаритных размеров и массы.
Если длительность перенапряжения меньше выдержки времени Δtу реле 6 (при коммутационных перенапряжениях), то сигнал в исполнительный орган не поступит и защита не срабатывает, хотя и наблюдалось кратковременное превышение уставки Uу1. В тех случаях, когда напряжение на выходе генератора увеличиваетcя до Ur> Uу2сигнал на вход усилителя 7 поступает без выдержки времени, непосредственно из блока сравнения 5. С момента превышения уставки напряжения Uу2 через наименьший промежуток времени, определяемый быстродействием защиты, осуществляется отключение обмотки возбуждения 8 генератора от источника питания.
Принципиальная схема защиты от повышения напряжения выполняется на основе рассмотренной функциональной схемы. Конкретная ее реализация зависит от того, на каких элементах (полупроводниковых, контактных или микросхемах) выполняют функциональные узлы схемы. Поэтому одна и та же функциональная схема может иметь несколько вариантов реализаций.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.