3.4 Разработка диагностического устройства

На основании полученной диагностической модели (см. раздел 3.1) следует выбрать и обосновать методы диагностирования (способ измерения) основных диагностических параметров. При этом следует рассмотреть как минимум один альтернативный способ измерения и указать достоинства и недостатки предлагаемого способа. Принятые способы измерения основных диагностических параметров должны быть оптимизированы по обобщенному показателю желательности D, указанному в задании на курсовую работу. Для этого вначале определяются частные показатели желательности d измерения основных диагностических параметров согласно таблице 26.

Таблица 26

Частные показатели желательности

Способ измерения параметра	d
1. Прямое измерение аналоговым прибором	0,7
2. Прямое измерение цифровым прибором	0,8
3. Прямое измерение прибором сравнения	0,6
4. Косвенное измерение двумя аналоговыми приборами	0,65
5. Косвенное измерение тремя аналоговыми приборами	0,5
6. Косвенное измерение двумя цифровыми приборами	0,85
7. Косвенное измерение тремя цифровыми приборами	0,75
8. Косвенное измерение аналоговым и цифровым приборами	0,75
9. Косвенное измерение аналоговым и двумя цифровыми приборами	0,8
10. Косвенное измерение двумя аналоговыми и цифровым приборами	0,55

Примечание: Использование измерительных трансформаторов учитывается увеличением соответствующего показателя d на 0,05.

Далее определяется обобщенный показатель желательности:

, (71)

где n – количество основных диагностических параметров;

d₁, …, d_n – частные показатели желательности.

Полученное значение должно строго соответствовать заданному интервалу. В случае несоответствия следует выбрать другие способы измерения и повторить расчет.

Результаты выбора способов измерения оформляются в виде таблицы 27.

Таблица 27

Итоги выбора

Основной диагностический параметр	Принятый способ измерения	Альтернативный способ измерения	Достоинства и недостатки	Используемые приборы	d
1 2

Способы измерения дополнительных диагностических параметров выбираются студентом самостоятельно. С учетом принятых способов измерения основных и дополнительных параметров производится разработка принципиальной электрической схемы диагностического устройства (стенда). Вначале в ПЗ должны быть сформулированы основные требования к ПЭС и указаны способы их реализации. Указанные требования должны включать:

- требования безопасности проведения измерений (защита от аварийных режимов, ошибочных коммутаций, блокировки и пр.).

- требования к организации измерений (указать состояние диагностируемого оборудования в момент измерений – холодное, нагретое до рабочей температуры, отключенное от сети, при нормальном напряжении питания и пр.).

На основании изложенных требований выполняется полная ПЭС диагностического устройства, которая приводится в графической части (формат А2).

В разрабатываемой ПЭС должны быть предусмотрены разделение режимов диагностирования и возможность быстрого подключения диагностируемого оборудования. В ПЭС не допускается использование плавких предохранителей, частотомеров, звуковой сигнализации, а также защит от маловероятных аварийных режимов (снижение напряжения, обрыв фазы, атмосферные перенапряжения и пр.).

Схема, разработанная для светотехнического оборудования, должна предусматривать возможность диагностирования ПРА. Схемы, разработанные для дифференциальных автоматических выключателей, должны учитывать тип их защитной характеристики.

В случае использования в схеме переключателей на 3 и более положения в графической части должны быть приведены диаграммы замыкания их контактов. В случае использования регуляторов, реле времени и т.п. в графической части приводятся диаграммы их срабатывания.

Далее в ПЗ приводится описание работы составленной ПЭС во всех режимах (включая возможные аварийные, с описанием действия соответствующих защит).

Затем в ПЗ приводятся данные расчета (при необходимости) и выбора всех элементов разработанной ПЭС.

Выбор автоматического выключателя производится по:

- номинальному напряжению:

U_на ≥ U_сети, (72)

- номинальному току контактов:

I_на ≥ I_н, (73)

где I_н – номинальный (расчетный) ток диагностируемого электрооборудования, А.

В случае использования автоматического выключателя для защиты схемы управления расчетный ток определяется исходя из суммарной мощности имеющихся аппаратов (катушек пускателей, реле, сигнальной арматуры, регуляторов и пр.).

- номинальному току расцепителя:

0,8 I_нр ≤ I_н ≤ I_нр для автоматов серии ВА51Г

0,9 I_нр ≤ I_н ≤ 1,15I_нр для автоматов серии АЕ 2000

I_нр ≥ I_н для модульных автоматических выключателей;

- числу полюсов;

- типу защитной характеристики (В, С, D), либо кратности тока отсечки;

- степени защиты;

- климатическому исполнению и категории размещения;

- соответствию возможным пусковым токам:

К_эм  1,25·К_п (74)

где К_эм – кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя (для характеристики В – К = 5, для С – К = 10, для D – К = 20);

К_п – кратность пускового тока диагностируемого оборудования (принимается по паспортным данным).

При выборе дифференциальных автоматических выключателей дополнительно учитывается условие:

I_Δн ≥ 3·I_Δ, (75)

где I_Δн – номинальный отключающий дифференциальный ток, мА,

I_Δ – суммарный ток утечки защищаемой электроустановки, мА

I_Δ = 0,4 I_н (76)

Выбор теплового реле производится по условиям:

1. I_{ср min} ≤ I_н ≤ I_срmax, (77)

где I_{ср min} , I_срmax – соответственно минимальный и максимальный токи несрабатывания реле, А;

2. вид контакта реле (размыкающий или переключающий);

3. степень защиты;

4. климатическое исполнение и категория размещения.

Выбор магнитных пускателей (контакторов) производится по:

- номинальному току;

- напряжению катушки;

- назначению и наличию теплового реле;

- количеству и виду блок-контактов (в случае их нехватки следует использовать промежуточные реле либо контактные приставки);

- степени защиты;

- климатическому исполнению и категории размещения.

Реле промежуточные выбираются по:

- напряжению катушки;

- рабочему току контактов;

- количеству и виду контактов;

- степени защиты;

- климатическому исполнению и категории размещения.

Реле времени выбираются по:

- напряжению питания;

- требуемой выдержке времени;

- количеству цепей управления;

- рабочему току контактов;

- степени защиты;

- климатическому исполнению и категории размещения.

Переключатели выбираются по:

- номинальному току контактов;

- количеству и виду контактов;

- количеству положений;

- степени защиты;

- климатическому исполнению и категории размещения.

Кнопки управления выбираются по:

- номинальному току контактов;

- количеству и виду контактов;

- степени защиты;

- климатическому исполнению и категории размещения.

Светосигнальная арматура выбирается по:

- напряжению питания;

- цвету свечения (светофильтра).

Электронные регуляторы выбираются по:

- назначению;

- количеству и виду первичных преобразователей;

- закону регулирования;

- степени защиты;

- напряжения питания.

Трансформаторы тока выбираются по:

- номинальному первичному току;

- классу точности;

- номинальной вторичной нагрузке;

- климатическому исполнению и категории размещения.

Другие элементы ПЭС выбираются по аналогичной методике на основании их технических характеристик.

Результаты выбора каждого элемента ПЭС с обязательным учётом всех указанных выше условий вносятся в таблицу, которая приводится в ПЗ по форме

Наименование элемента ПЭС	Требуемый параметр	Принятый параметр	Полная маркировка элемента	Габаритные размеры элемента, мм

Краткие сведения о выбранных элементах излагаются в перечне, приводимом в графической части с обязательной группировкой по месту установки оборудования.