Требования к автоматике управления

Основными требованиями к автоматике управления являются:

§ Надежность работы;

§ Устойчивость к токам короткого замыкания;

§ Время срабатывания.

Схема управления собрана на элементах, отвечающих требованиям надежности работы. Схема управления обладает устойчивостью к токам короткого замыкания в достаточной степени. Предусмотренная защита отличается быстродействием и чувствительностью, она способна быстро отключать КЗ до повреждения силовой части электроустановки.

В электродных электропарогенераторах, где токи достигают сотен ампер, вопросы коммутации, надежности и безопасности приобретают особо важное значение. Этим и объясняется наличие в современных электропарогенераторах установках взаиморегулирующих и дублирующих друг друга приборов, устройств и аппаратов. Электродные водогрейные установки, как правило, работают с постоянным обслуживающим персоналом, поэтому они как правило оборудованы технологическими защитами, устройствами автоматизации и сигнализации при возникновении неноминальных режимов.

Электродная установка должна быть защищена автоматическими выключателями или другими устройствами отключающими установку при перегрузках и коротких замыканиях.

Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при аварийных режимах. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок автоматических выключателей, служащих для защиты отдельных участков сети, во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков или по номинальным токам электроприемников. Таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т.п.). В качестве аппаратов защиты должны применяться автоматические выключатели или предохранители. Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному значению тока КЗ в начале защищаемого участка электрической сети.

Электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения и требования селективности. Защита должна обеспечивать отключение поврежденного участка при КЗ в конце защищаемой линии: одно-, двух- и трехфазных — в сетях с глухозаземленной нейтралью; двух- и трехфазных — в сетях с изолированной нейтралью.

Аппараты защиты следует располагать по возможности в доступных для обслуживания местах таким образом, чтобы была исключена возможность их механических повреждений. Установка их должна быть выполнена так, чтобы при оперировании с ними или при их действии были исключены опасность для обслуживающего персонала и возможность повреждения окружающих предметов. Аппараты защиты с открытыми токоведущими частями должны быть доступны для обслуживания только квалифицированному персоналу. Аппараты защиты следует устанавливать, как правило, в местах сети, где сечение проводника уменьшается (по направлению к месту потребления электроэнергии) или где это необходимо для обеспечения чувствительности и селективности защиты.

Системы автоматики и защиты должны быть быстродействующими, селективными и должны дублировать друг друга для предотвращения выхода из строя всей установки, а также для предотвращения несчастных случаев и травматизма у пользователей установки и обслуживающего персонала.

На основании исходных данных нам нужно разработать регулирование мощности. Существует несколько путей регулирования мощности:

1) с помощью управляемого тиристора.

Осуществляется регулирование тока силовой части, тем самым меняется мощность (Р=U·I).

Недостаток - требуются большие радиаторы для охлаждения тиристоров, что увеличивает массогабаритные показатели установки. Также существует большая вероятность выхода тиристоров из строя.

2) при помощи антиэлектрода, который увеличивает сопротивление за счет опускания его на электроды.

Достоинство - плавное регулирование потребляемой мощности. Недостаток - требуется дополнительный электропривод, при помощи которого осуществляется подъем и опускание антиэлектрода; при этом увеличиваются массогабаритные показатели установки.

3) разделение электродов по фазам.

Так как мощность регулируется в пределах 100 – 50 – 0 %, то, разделяя электроды по два на каждую фазу, площадью меньшей в два раза, отключают три электрода. Происходит уменьшение мощности на 50 %. Так как площадь уменьшилась в два раза - отключаются все электроды - 0%.

Проведем анализ существующих методов. Исходя из того, что у нас требуется ступенчатое регулирование мощности - 100 – 50 – 0%, выберем третий метод, так как другие два невыгодны по технико-экономическим показателям.

Существуют также ещё два способа регулирования мощности нагревательного элемента:

- термический (с помощью терморегулятора);

- гидравлический (с помощью дифференциального регулятора давления).