Az aszinkron villanymotorok működtetésekor, mint bármely más elektromos berendezés, meghibásodások léphetnek fel - hibák, amelyek gyakran vészhelyzeti működéshez vezetnek, a motor károsodása. annak idő előtti kudarca.
Mielőtt rátérnénk az elektromos motorok védelmének módszereire, érdemes megfontolni a fő és a legtöbbet gyakori okok aszinkron villanymotorok vészüzemének előfordulása:
- Egyfázisú és fázis-fázisú zárlatok - a kábelben, a villanymotor kapocsdobozában, az állórész tekercsében (a házon fordulatról-fordulóra zárlatok).
A rövidzárlatok az elektromos motorok meghibásodásának legveszélyesebb típusai, mivel nagyon nagy áramok kísérik, amelyek az állórész tekercseinek túlmelegedéséhez és égéséhez vezetnek.
Az elektromos motor termikus túlterhelésének gyakori oka, amely rendellenes működéshez vezet, az egyik tápfázis kiesése. Ez jelentős áramnövekedéshez vezet (a névleges kétszereséhez) a másik két fázis állórész tekercsében.
Az elektromos motor termikus túlterhelésének következménye az állórész tekercseinek túlmelegedése és szigetelésének megsemmisülése, ami a tekercsek rövidzárlatához és az elektromos motor használhatatlanná válásához vezet.
Az elektromos motorok áramtúlterhelés elleni védelme az elektromos motor időben történő feszültségmentesítéséből áll, amikor nagy áramok jelennek meg az áramkörben vagy a vezérlő áramkörben, azaz rövidzárlat esetén.
Az elektromos motorok rövidzárlat elleni védelmére biztosítékokat, elektromágneses reléket, elektromágneses kioldó automata kapcsolókat használnak, amelyeket úgy választanak ki, hogy ellenálljanak a nagy indítási túláramoknak, de rövidzárlati áramok esetén azonnal kioldódnak.
Az elektromos motorok termikus túlterheléstől való védelme érdekében az elektromos motor csatlakozó áramkörébe egy hőrelé van beépítve, amely vezérlőáramkör érintkezőkkel rendelkezik - rajtuk keresztül feszültség kerül a mágneses indító tekercsére.
Termikus túlterhelés esetén ezek az érintkezők kinyílnak, megszakítva a tekercs tápellátását, ami a teljesítményérintkezők csoportjának eredeti állapotába való visszatéréséhez vezet - az elektromos motor feszültségmentesül.
Egyszerű és megbízható módon az elektromos motor fázisveszteség elleni védelme érdekében egy további mágneses indítóelemet adunk a csatlakozási rajzhoz:
Az 1 megszakító bekapcsolása a 2 mágneses indító tekercsének tápellátási áramkörének lezárásához vezet (ennek a tekercs üzemi feszültségének ~ 380 V-nak kell lennie) és az indító 3 tápérintkezőinek lezárásához, amelyen keresztül (csak egy érintkezőt használnak) a mágneses indító 4 tekercsét táplálják.
A 6 "Start" gomb 8 "Stop" gombon keresztül történő bekapcsolásával a második mágneses indító 4 tekercsének áramköre lezáródik (üzemi feszültsége 380 vagy 220 V lehet), az 5 teljesítményérintkezői zárva vannak. és feszültséget kap a motor.
A 6 „Start” gomb elengedésekor a 3 tápérintkezők feszültsége átmegy az alaphelyzetben nyitott 7 blokkérintkezőn, biztosítva a mágneses indítótekercs áramellátási áramkörének folytonosságát.
Amint az ebből a motorvédő áramkörből látható, ha valamilyen okból valamelyik fázis hiányzik, a feszültség nem áramlik a motorra, ami megakadályozza a hő túlterhelését és az idő előtti meghibásodást.
Villanymotorok lágyindítása
Mindennapi élet villanyszerelőként. Háromfázisú motorvédelem.
Motor túlterhelés elleni védelem
Villanymotorok védelme.
A sérülések típusai és az ED működésének rendellenes módjai.
Elektromos motorok károsodása. A villanymotorok tekercseiben az állórész egyik fázisának földhibái, fordulatok közötti rövidzárlatok és többfázisú rövidzárlatok léphetnek fel. Földhibák és többfázisú hibák is előfordulhatnak motorvezetékeknél, kábeleknél, tengelykapcsolóknál és tölcséreknél. Az elektromos motorok rövidzárlatai nagy áramok áthaladásával járnak, amelyek tönkreteszik a tekercsek szigetelését és rézét, a forgórész és az állórész acélját. Az elektromos motorok többfázisú rövidzárlat elleni védelmére áramlezárás vagy hosszirányú differenciálvédelem működik, amely a kioldásra hat.
Az egyfázisú földzárlatok a 3-10 kV feszültségű villanymotorok állórész tekercsében kevésbé veszélyesek, mint a rövidzárlat, mivel 5-20 A-es áramok áthaladásával járnak, amelyet a motor kapacitív árama határoz meg. hálózat. Figyelembe véve a 2000 kW-nál kisebb teljesítményű villanymotorok viszonylag alacsony költségét, 10 A-nál nagyobb földzárlati áram mellett földzárlat elleni védelmet, a 2000 kW-nál nagyobb teljesítményű villanymotorokat pedig a 5 A-nél nagyobb földzárlati áram esetén a védelem kioldáskor hat.
Az elektromos motorok forgási áramkörei elleni védelem nincs felszerelve. Az ilyen típusú károsodások kiküszöbölését az elektromos motorok egyéb védelme végzi, mivel a fordulathiba a legtöbb esetben földzárlattal jár, vagy többfázisú rövidzárlatba kerül.
A 600 V-ig terjedő feszültségű villanymotorok minden típusú (beleértve az egyfázisúakat is) rövidzárlat ellen védve vannak biztosítékokkal vagy a megszakítók nagy sebességű elektromágneses kioldóival.
Rendellenes működési módok. Az elektromos motorok rendellenes működésének fő típusa a névlegesnél nagyobb áramerősség túlterhelése. Elektromos motorok megengedett túlterhelési ideje, Val vel, a következő kifejezés határozza meg:
Rizs. 6.1. Az elektromos motor áramának függése a forgórész fordulatszámától.
ahol k - az elektromos motor áramának többszöröse a névleges áramhoz viszonyítva; A - együttható a villanymotor típusától és kivitelétől függően: A == 250 - nagy tömegű és méretű zárt villanymotorokhoz, A = 150 - nyitott villanymotorokhoz.
Az elektromos motorok túlterhelése előfordulhat a mechanizmus túlterhelése miatt (például malom vagy zúzógép szénnel való eltömődése, ventilátor eltömődése vagy salakdarabok a hamueltávolító szivattyúban stb.) és hibás működése (például sérülése) miatt csapágyakhoz stb.). Az elektromos motorok indítása és önindítása során a névleges értéket jelentősen meghaladó áramok haladnak át. Ennek oka az elektromos motor ellenállásának csökkenése a sebesség csökkenésével. A motor áramának függősége én forgási frekvenciától P ábrán látható állandó feszültség mellett a kapcsai között. 6.1. Az áramnak akkor van a legnagyobb jelentősége, ha az elektromos motor forgórésze leáll; ez az áram, amelyet indítóáramnak neveznek, többszöröse az elektromos motor áramának névleges értékének. A túlterhelés elleni védelem jelzésre, a gép tehermentesítésére vagy egy villanymotor leállítására hathat. A rövidzárlat kikapcsolása után az elektromos motor kapcsain a feszültség helyreáll, és a forgási frekvencia növekedni kezd. Ebben az esetben nagy áramok haladnak át az elektromos motor tekercselésein, amelyek értékeit az elektromos motor forgási sebessége és a kapcsai feszültsége határozza meg. A fordulatszám mindössze 10-25%-os csökkenése az elektromos motor ellenállásának az indítóáramnak megfelelő minimális értékre való csökkenéséhez vezet. Az elektromos motor normál működésének helyreállítását a zárlat kikapcsolása után önindítónak, a rajta áthaladó áramokat önindító áramnak nevezzük.
Minden aszinkron villanymotoron az önindító károsodás veszélye nélkül végrehajtható, ezért a védelmét le kell hangolni az önindító üzemmódról. A hőerőművek megszakítás nélküli működése a saját szükségleteik fő mechanizmusainak aszinkron villanymotorjainak önindításának lehetőségétől és időtartamától függ. Ha a nagy feszültségesés miatt nem lehet biztosítani az összes működő villanymotor önindítását, akkor néhányat le kell kapcsolni. Ehhez speciális feszültségcsökkenés-védelmet használnak, amely kikapcsolja a nem felelős villanymotorokat, ha a kapcsaik feszültsége a névleges 60-70% -ára csökken. Ha az állórész tekercsének valamelyik fázisa megszakad, az elektromos motor tovább működik. Ebben az esetben a forgórész fordulatszáma enyhén csökken, és a két sértetlen fázis tekercselése a névlegesnél 1,5-2-szer nagyobb árammal túlterhelődik. A kétfázisú működés elleni motorvédelem csak biztosítékokkal védett motorokon használható, ha a kétfázisú működés károsítaná a motort.
Erőteljes hőerőművekben a 6 kV feszültségű, kétfokozatú aszinkron villanymotorokat széles körben használják füstelvezetők, fúvóventilátorok és keringető szivattyúk meghajtásaként. Ezek a villanymotorok két független állórész-tekerccsel készülnek, amelyek mindegyike külön kapcsolón keresztül kapcsolódik, és mindkét állórész tekercs nem kapcsolható be egyszerre, ehhez a vezérlőáramkörökben speciális reteszelést biztosítanak. Az ilyen villanymotorok használata lehetővé teszi az energia megtakarítását azáltal, hogy megváltoztatja sebességüket az egység terhelésétől függően. Ezek a motorok két készlet relévédelemmel vannak felszerelve.
Működés közben elektromos meghajtó áramköröket is használnak, amelyek egy mechanizmus (például golyósmalom) forgatását biztosítják két párosított villanymotorral, amelyek egy kapcsolóhoz vannak csatlakoztatva. Ebben az esetben az összes védelem mindkét villanymotornál közös, kivéve a nulla sorrendű áramvédelmet, amely minden villanymotorhoz tartozik, és az egyes kábelekre telepített nulla sorrendű CT-hez csatlakoztatott áramrelék segítségével történik.
Az aszinkron EM védelme fázisok közötti rövidzárlatok, túlterhelések és földzárlatok ellen.
Az 5000 kW-ig terjedő elektromos motorok többfázisú rövidzárlat elleni védelmére általában a maximális áramlezárást használják. A legegyszerűbb túláram-lekapcsolás a megszakító hajtásba épített közvetlen működésű relékkel végezhető el. Indirekt relével a CT és a relé csatlakoztatására szolgáló két séma egyike, az ábrán látható. 6.2 és 6.3. A lekapcsolás független áramrelékkel történik. A függő karakterisztikával rendelkező áramrelék (6-3. ábra) alkalmazása lehetővé teszi a rövidzárlat és túlterhelés elleni védelmet ugyanazon relék használatával. A lekapcsolási üzemi áram kiválasztása a következő kifejezés szerint történik:
ahol k cx az 1-gyel egyenlő áramköri együttható az ábra szerinti áramkörre. ábra szerinti áramkör 6.3 és v3. 6,2; én indítás - az elektromos motor indítási árama.
Ha a relé felvevő áramát lehangolják a bekapcsolási áramról, akkor a lekapcsolás általában megbízhatóan elhangolódik és tól től.áramot, amelyet a villanymotor a külső rövidzárlattal rendelkező szakaszra küld.
Az elektromos motor névleges áramának ismeretében én nom és az indítóáram frekvenciája k A katalógusokban megadott n értékkel a következő kifejezéssel számíthatja ki az indítóáramot:
Rizs. 6.2 Motorvédő áramkör túláram-lekapcsolással egy pillanatnyi túláram relével: a- áramkörök, b- működő egyenáramú áramkörök
ábrán látható oszcillogrammból látható. 6.4, amely a tápszivattyú villanymotorjának indítóáramát mutatja, az indítás első pillanatában megjelenik a mágnesező áram rövid távú csúcsa, amely meghaladja az elektromos motor indítóáramát. Az ettől a csúcstól való elhangoláshoz a lekapcsolási üzemi áramot a biztonsági tényező figyelembevételével kell kiválasztani: k n =1,8 közbenső relén keresztül működő RT-40 típusú relékhez; k n = 2 az IT-82, IT-84 (RT-82, RT-84) típusú reléknél, valamint a közvetlen működésű reléknél.
Rizs. 6.3. Villanymotor védelmi áramkör rövidzárlat és túlterhelés ellen két RT-84 relével: a- áramkörök, b- működő egyenáramú áramkörök.
T
Rizs. 6 4. A villanymotor indítóáramának oszcillogramja.
A 2000 kW-ig terjedő villanymotorok áramlezárását általában a legegyszerűbb és legolcsóbb egyrelék áramkör szerint kell végrehajtani (lásd a 6.2. ábrát). Ennek a sémának azonban az a hátránya, hogy kisebb az érzékenysége az 1. ábrán látható séma szerint készült levágáshoz képest. 6.3, kétfázisú rövidzárlatra az egyik fázis, amelyre a CT fel van szerelve, és a CT nélküli fázis között. Ez azért van így, mert a (6.1) szerinti egyrelé áramkör szerint végzett lekapcsolás kioldási árama v3-szor nagyobb, mint a kétrelékes áramkörben. Ezért a 2000-5000 kW teljesítményű villanymotorokon az érzékenység növelésére szolgáló áramlekapcsolást két relé hajtja végre. A legfeljebb 2000 kW teljesítményű villanymotoroknál is kétrelékes lekapcsoló áramkört kell alkalmazni, ha az egyrelé áramkör érzékenységi együtthatója kétfázisú rövidzárlatnál a motor kapcsainál kisebb, mint kettő.
Az 5000 kW vagy annál nagyobb teljesítményű villanymotorokon hosszirányú differenciálvédelem van felszerelve, amely nagyobb érzékenységet biztosít a rövidzárlatra a kapcsokon és az elektromos motorok tekercseiben. Ez a védelem két- vagy háromfázisú változatban történik RNT-565 típusú relével (hasonlóan a generátorok védelméhez). Javasoljuk, hogy a 2-es üzemi áramot vegye fel én Nem.
Mivel a védelem a kétfázisú változatban nem reagál a kettős földzárlatra, amelyek közül az egyik a motor tekercsében lép fel egy fázison V , amelyekben nincs CT, külön védelem van beépítve az időkésleltetés nélküli kettős rövidzárlat ellen.
TÚLTÖLTÉS ELLENI VÉDELEM
A túlterhelés elleni védelmet csak a technológiai túlterhelésnek kitett villanymotorokra (malomventilátorok, füstelvezetők, malmok, zúzógépek, kotrószivattyúk stb.) szerelik fel, általában a mechanizmus jelére vagy tehermentesítésére hatással. Így például a bányamalmok villanymotorjain a védelem leállíthatja a szenet szállító mechanizmus villanymotorját, megakadályozva ezzel a malom eltömődését a szénnel.
A túlterhelés elleni védelem csak abban az esetben kapcsolja ki a villanymotort, amelyre fel van szerelve, ha a túlterhelés okát a villanymotor leállítása nélkül nem lehet megszüntetni. Pilóta nélküli telepítéseknél is tanácsos a kioldó hatású túlterhelés elleni védelem alkalmazása.
A túlterhelés elleni védelem üzemi áramát feltételezzük:
ahol k n = 1,1-1,2.
Ebben az esetben a túlterhelés elleni védelmi relék az indítóáramról tudnak majd működni, ezért a védelmi időkésleltetés 10-20 s-ot vesz fel a villanymotor indítási idejétől való lehangolás feltételétől függően. A túlterhelés elleni védelem az IT-80 (RT-80) relé induktív elemével történik (lásd 6.3. ábra). Ha a villanymotort túlterheléskor le kell kapcsolni, a védelmi áramkörben IT-82 (RT-82) típusú reléket kell használni. Azokon a villanymotorokon, amelyek túlterhelés elleni védelemének nem szabad leálláskor hatnia, tanácsos két IT-84 (RT-84) típusú érintkezőpárral rendelkező relét használni, amely külön biztosítja a lekapcsolás és az indukció működését. elem.
Számos villanymotornál (füstelszívók, fúvóventilátorok, malmok), amelyek átfutási ideje 30-35 s, az RT-84 relével ellátott túlterhelésvédelmi áramkört EV-144 típusú időrelé egészíti ki, amely az áramrelé érintkezőjének zárása után lép életbe. Ebben az esetben a védelmi időkésleltetés 36 s-ig növelhető. V Utóbbi időben segédvillamos motorok túlterhelés elleni védelmére egy RT-40 típusú áramrelével és egy EV-144 típusú időrelével, a 20 s-nál hosszabb indítási idővel rendelkező villanymotoroknál pedig egy védelmi áramkört használnak. VL-34 típusú relé (1-100 s skálával).
Feszültségcsökkenés elleni védelem.
A zárlat kikapcsolása után megtörténik az elektromotorok önindítása, a szakasz- vagy buszrendszerhez csatlakoztatva, amelyeken a rövidzárlat során feszültségcsökkenés következett be. A névlegesnél többszörös önindító áramok áthaladnak a tápvezetékeken (vagy transzformátorokon) saját igényeik szerint. Ennek eredményeként a segédbuszokon, és ennek következtében a villanymotorokon a feszültség annyira lecsökken, hogy a villanymotor tengelyén lévő nyomaték nem elegendő a visszafordításhoz. Az elektromos motorok önindulása nem fordulhat elő, ha a busz feszültsége 55-65% alatt van én Nem. A legkritikusabb villanymotorok önindításának biztosítása érdekében feszültségcsökkenés elleni védelem kerül beépítésre, amely kikapcsolja a nem kritikus villanymotorokat, amelyek hiánya bizonyos ideig nem befolyásolja a gyártási folyamatot. Ezzel egyidejűleg a teljes önindító áram csökken, és a segédbuszok feszültsége nő, aminek köszönhetően a kritikus villanymotorok önindulása biztosított.
Egyes esetekben hosszan tartó feszültségkimaradás esetén a feszültségcsökkenés védelem a kritikus villanymotorokat is lekapcsolja. Ez különösen szükséges az elektromos motorok ATS áramkörének indításához, valamint a gyártási technológiához. Így például abban az esetben, ha az összes füstelvezető leáll, ki kell kapcsolni a malmot, a ventilátorokat és a porelvezetőket; fúvóventilátorok leállása esetén - malomventilátorok és poradagolók. A kritikus villanymotorok feszültségcsökkenés elleni védelemmel történő lekapcsolására akkor is sor kerül, ha azok önindítása biztonsági okokból vagy a hajtott szerkezetek károsodásának veszélye miatt elfogadhatatlan.
A legegyszerűbb feszültségcsökkenés elleni védelem egy, a fázis-fázis feszültségre csatlakoztatott feszültségrelével valósítható meg. A védelem ilyen megvalósítása azonban megbízhatatlan, mivel a feszültségáramkörök megszakadása esetén az elektromos motorok hamis leállítása lehetséges. Ezért az egyrelé védelmi sémát csak közvetlen működésű relé használatakor alkalmazzák, A feszültségáramkör meghibásodása esetén a védelem téves működésének elkerülése érdekében speciális feszültségrelé kapcsoló áramköröket alkalmaznak. Az egyik ilyen séma négy villanymotorhoz, amelyet a Tyazhpromelektroproektnél fejlesztettek ki, az ábrán látható. 6.5. Közvetlen feszültségcsökkenési relé KVT1-KVT4 fázis-fázis feszültségekhez tartalmazza abés időszámításunk előtt. A védelem megbízhatóságának növelése érdekében ezeket a reléket az eszközöktől és mérőóráktól elkülönítve táplálják, amelyek háromfázisú megszakítón keresztül csatlakoznak a feszültségáramkörökhöz. SF3 azonnali elektromágneses kioldással (a megszakító két fázisát használják).
Fázis V feszültségáramkörök nem földelve vannak tompa, hanem egy meghibásodott biztosítékon keresztül FV, amely kiküszöböli az egyfázisú rövidzárlat lehetőségét a feszültségáramkörökben és növeli a védelem megbízhatóságát is. fázisban A védelem telepített egyfázisú megszakító SFI elektromágneses azonnali kioldással, és fázisban VAL VEL - késleltetett hőkioldással rendelkező megszakító. Fázisok között Aés VAL VEL egy kb. 30 μF kapacitású C kondenzátort tartalmaz, melynek rendeltetése alább látható.
Rizs. 6 5. Feszültségcsökkenés védelmi áramkör közvetlen működésű RNV típusú relével
Feszültségáramkörök sérülése esetén a figyelembe vett védelem a következőképpen fog viselkedni. A fent említettek szerint az egyik fázis testzárlata nem vezet a megszakítók kioldásához, mivel a feszültségáramköröknek nincs szilárd teste. Kétfázisú fáziszárlattal Vés VAL VEL csak a megszakító kapcsol ki SF2 fázis VAL VEL... Feszültségrelé KVT1és KVT2 csatlakozik a normál feszültséghez, ezért ne induljon el. Relé KVT3és KVT4, rövidzárlat váltja ki a feszültségáramkörökben a megszakító kinyitása után SF2újra felhúzódnak, mivel a fázisból kapnak feszültséget A kondenzátoron keresztül VAL VEL. Rövidzárlati fázisokkal AB vagy MINT a megszakító kiold SF1, fázisban A. A zárlati relé kikapcsolása után KVT1és KVT2 a fázisból származó feszültség hatására ismét felhúzódik VAL VEL, C kondenzátoron keresztül jön. Relé KVT3és KVT4 Nem indul. A relék hasonlóan viselkednek fáziskimaradás esetén Aés VAL VEL... Így a figyelembe vett védelmi áramkör nem működik hibásan a feszültségáramkörök legvalószínűbb károsodásával. A védelem téves működése csak a feszültségáramkörök valószínűtlen károsodása esetén lehetséges - háromfázisú rövidzárlat vagy a megszakítók kikapcsolása SF1és SF2. A feszültségáramkör hibajelzését a reléérintkezők végzik KV1.1, KV2.1, KV3.1és a megszakítók érintkezői SF1.1, SF2.1, SF3.1.
Állandó üzemi áramú telepítéseknél a segédsínek minden szakaszára feszültségcsökkenési védelmet kell végezni az ábrán látható diagram szerint. 6.6. Időrelé áramkör KT1, a nem felelős villanymotorok kikapcsolására szolgál, három minimális feszültségű relé érintkezői sorba vannak kötve KV1. A relé bekapcsolásának köszönhetően a védelem téves működése megakadályozható, ha a feszültségváltó áramköreiben bármely biztosíték kiolvad. Relé indítófeszültség KV1 kb 70% elfogadta U Nem.
Rizs. 6.6. Feszültségcsökkenés védelmi áramkör állandó üzemi áram mellett: a- AC feszültségű áramkörök; b- működési láncok én - az irreleváns motorok leállítása; II- a kritikus motorok kikapcsolásához.
A nem kritikus villanymotorok lekapcsolási védelmi idejének késleltetése a villanymotorok lekapcsolásától el van hangolva, és 0,5-1,5 másodpercre van beállítva. A kritikus villanymotorok kikapcsolási időkésleltetése 10-15 s, hogy a védelem ne hatjon a leállásukra rövidzárlatból és a villanymotorok önindulásából eredő feszültségesések esetén. Amint az üzemeltetési tapasztalatok azt mutatják, számos esetben az elektromos motorok önindítása 20-25 másodpercig tart, miközben a segédszükségletek buszainak feszültsége 60-70% -ra csökken. U nom . Ebben az esetben, ha nem történik további intézkedés, a feszültségcsökkenés elleni védelem (relé KV1), felszedő beállítással (0,6-0,7) U nom , módosíthatja és kikapcsolhatja a kritikus elektromos motorokat. Ennek megakadályozására az időzítő relé tekercsében KT2, a kritikus villanymotorok leállására hatva az érintkező bekapcsol KV2.1 negyedik feszültségrelé KV2. Ennek az alacsonyfeszültségű relének a (0,4-0,5) nagyságrendű pickup beállítása van. U nom és megbízhatóan tér vissza az önindítás során. Relé KV2 csak akkor tartja sokáig zárva az érintkezőjét, ha a feszültség teljesen megszűnik a segédbuszokról. Olyan esetekben, amikor az önindítás időtartama kisebb, mint a relé késleltetése KT2, relé KV2 nem telepített.
A közelmúltban az erőművek más védelmi rendszert alkalmaztak, az ábra mutatja. 6.7. Ez az áramkör három indító relét használ: negatív sorrendű feszültségrelé KV1 típusú RNF-1M és feszültségcsökkenési relé KV2és KV3 típusú RN-54/160.
Rizs. 6.7. Feszültségcsökkenés védelmi áramkör pozitív sorrendű feszültségrelével: a- feszültség áramkörök; b- működési láncok
Normál üzemben, amikor a fázisok közötti feszültségek szimmetrikusak, az alaphelyzetben nyitott érintkező KV1.1 az időrelé tekercskörében CT1és KT2 zárt, és a zárás KV1.2 szakad a jelzőáramkörben. NC relé érintkezők K.V2.1és KV3.1 ugyanakkor nyitva vannak. A feszültség csökkenésével minden fázison az érintkező KV1.1 zárva marad, és felváltva működik: a feszültségcsökkenés elleni védelem első szakasza, amelyet relé segítségével hajtanak végre KV2(felszedő beállítás 0.7 U nom) és KT1; a második - relé segítségével KV3(felszedő beállítás 0,5 U nom) és KT2. A feszültségáramkörök egy vagy két fázisának megsértése esetén a relé aktiválódik KV1, melynek záróérintkezője KV1.2 jelzést ad a feszültségáramkörök hibás működéséről. Amikor minden egyes védelmi fokozat kioldódik, a gyűjtősínek pluszt kapnak SHMN1és SHMN2 illetve honnan származik az elektromos motorok leállítására szolgáló áramkörön. A védelmi műveletet jelzőrelék jelzik KN1és KH2, párhuzamos tekercsekkel.
Valószínűleg mindenki tudja, hogy különféle eszközök elektromos motorok alapján működnek. De hogy miért van szükség az elektromos motorok védelmére, azt a felhasználóknak csak egy kis része érti meg. Kiderül, hogy különféle előre nem látható helyzetek következtében eltörhetnek.
A magas javítási költségek, a kellemetlen leállások és a további anyagveszteségek elkerülése érdekében minőségi védőeszközöket használnak. Ezután nézzük meg felépítésüket és képességeiket.
Hogyan jön létre a motorvédelem?
Fokozatosan megvizsgáljuk az elektromos motorok fő védelmi eszközeit és működésük jellemzőit. De most beszéljünk a védelem három szintjéről:
- Külső védelmi változat rövidzárlat elleni védelemhez. Általában különböző típusokhoz tartozik, vagy relé formájában jelenik meg. Hivatalos státusszal rendelkeznek, és az Orosz Föderáció területén a biztonsági előírásoknak megfelelően kell felszerelni.
- A motor túlterhelés elleni védelem külső változata segít megelőzni a veszélyes károkat vagy kritikus megszakításokat működés közben.
- A beépített védelem megtakarít észrevehető túlmelegedés esetén. Ez pedig védelmet nyújt a működés közbeni kritikus károsodások vagy meghibásodások ellen. Ebben az esetben külső típusú kapcsolókra van szükség, néha relét használnak a visszaállításhoz.
Mi okozza az elektromos motor meghibásodását?
Működés közben néha váratlan helyzetek jelennek meg, amelyek leállítják a motor működését. Emiatt ajánlatos előre megbízható motorvédelemről gondoskodni.
Megtekintheti a különböző típusú motorvédelem fényképét, hogy elképzelése legyen arról, hogyan néz ki.
Vegye figyelembe az elektromos motorok meghibásodásának eseteit, amelyekben a védelem segítségével elkerülhetők a súlyos károk:
- az elektromos ellátás elégtelen szintje;
- Nagyfeszültségű tápegység;
- Az áramellátás frekvenciájának gyors változása;
- Az elektromos motor helytelen beszerelése vagy fő elemeinek tárolása;
- A hőmérséklet emelkedése és a megengedett érték túllépése;
- elégtelen hűtési ellátás;
- Megnövekedett hőmérsékleti szint környezet;
- Csökkentett légköri nyomásszint, ha a motort a tengerszint alapján megnövelt magasságban üzemeltetik;
- a munkafolyadék hőmérsékletének emelkedése;
- A munkafolyadék megengedhetetlen viszkozitása;
- A motor gyakran le- és bekapcsol;
- A rotor blokkolása;
- Váratlan fáziskiesés.
Az elektromos motorok túlterhelés elleni védelme érdekében, hogy megbirkózzanak a felsorolt problémákkal, és meg tudják védeni a készülék fő elemeit, egy automatikus leállításon alapuló opciót kell használni.
Ehhez gyakran a biztosíték olvadó változatát használják, mivel ez egyszerű és számos funkciót képes ellátni:
Az olvadóbiztosítós kapcsolón alapuló változatot egy vészkapcsoló és egy közös ház alapján csatlakoztatott biztosíték képviseli. A kapcsoló lehetővé teszi a hálózat mechanikus módszerrel történő nyitását vagy zárását, a biztosíték pedig az elektromos áram hatására kiváló minőségű védelmet hoz létre az elektromos motor számára. A kapcsolót azonban főleg a folyamathoz használják szolgáltatás amikor le kell állítani az áramátvitelt.
A gyorsan kioldó biztosítékok kiváló rövidzárlatvédők. A rövid távú túlterhelés azonban az ilyen típusú biztosítékok töréséhez vezethet. Emiatt az alacsony feszültségű tranzienseknek való kitettség alapján javasolt használni őket.
A késleltetett biztosítékok túlterhelés vagy különféle rövidzárlat elleni védelemre képesek. Általában 10-15 másodpercig képesek elviselni az 5-szörös feszültségnövekedést.
Fontos: A megszakítók automatikus változatai különböznek a működéshez szükséges áramerősségtől. Emiatt a legjobb olyan megszakítót használni, amely képes ellenállni a maximális áramerősségnek az ennél a rendszernél fellépő rövidzárlat során.
Hőrelé
V különböző eszközök termikus relét használnak a motor védelmére az áram vagy a munkaelemek túlmelegedése miatti túlterheléstől. Fémlemezekből készül, amelyek hő hatására eltérő tágulási együtthatóval rendelkeznek. Általában mágneses indítóval és automatikus védelemmel együtt kínálják.
Automatikus motorvédelem
Az automatikus motorvédő eszközök segítenek megvédeni a tekercset a rövidzárlattól, védelmet nyújtanak a terhelés vagy bármely fázis megszakadása ellen. Mindig az első védelmi láncszemként használják a motor tápellátásában. Ezután mágneses indítót használnak, ha szükséges, kiegészítik egy hőrelével.
Mik a kritériumok a megfelelő gép kiválasztásához:
- Figyelembe kell venni az elektromos motor üzemi áramának nagyságát;
- A használt tekercsek száma;
- A gép azon képessége, hogy megbirkózzon a rövidzárlatból származó árammal. A normál változatok 6 kA-ig, a legjobbak 50 kA-ig működnek. Érdemes figyelembe venni a válaszsebességet a szelektív 1 másodpercnél rövidebb, a normál 0,1 másodpercnél rövidebb, a nagy sebesség körülbelül 0,005 másodperc;
- Méretek, mivel a legtöbb gép fix típuson alapuló busszal csatlakoztatható;
- Az áramkör kioldásának típusa - általában termikus vagy elektromágneses módszert alkalmaznak.
Univerzális védőblokkok
Különféle univerzális motorvédő egységek segítik a motor védelmét azáltal, hogy lekapcsolják a feszültségről, vagy blokkolják az indítás lehetőségét.
Ilyen esetekben működnek:
- Feszültségproblémák, amelyeket a hálózat túlfeszültségei, fázisszakadások, kiegyensúlyozatlanság vagy fázistapadás, fázis- vagy hálózati feszültség kiegyensúlyozatlansága jellemez;
- Mechanikus torlódás;
- Az ED tengely nyomatékának hiánya;
- Veszélyes teljesítmény ház szigetelése;
- Ha földzárlat lép fel.
Bár az alulfeszültség elleni védelmet más módon is meg lehet szervezni, mi a főbbeket vettük figyelembe. Most már van egy ötlete arról, hogy miért kell védenie egy villanymotort, és hogyan történik ez különféle módokon.
Fotó a motorvédelemről
Az aszinkronmotorok működési módjának elemzése azt mutatja, hogy ipari körülmények között számos vészhelyzet adódhat, amelyek különböző következményekkel járnak a motorra nézve. A védőfelszerelések nem elég sokoldalúak ahhoz, hogy a vészhelyzeti üzemmód okától és jellegétől függetlenül minden esetben leállítsák a motort, bármilyen veszélyes helyzet esetén. Minden vészhelyzeti módnak megvannak a maga sajátosságai. A jelenleg használt védőeszközöknek vannak hátrányai és előnyei, amelyek bizonyos körülmények között megnyilvánulnak. A kérdés gazdasági oldalát is figyelembe kell venni. A védőfelszerelés kiválasztását műszaki és gazdasági számításon kell alapul venni, amelyben figyelembe kell venni magának a védőeszköznek a költségét, az üzemeltetés költségét, a motorbaleset által okozott kár mértékét. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a védelmi művelet megbízhatósága a munkagép jellemzőitől és működési módjától is függ. A hőmérsékletvédelem a legsokoldalúbb. De drágább, mint más védelmi eszközök, és bonyolultabb a kialakítása. Ezért alkalmazása olyan esetekben indokolt, amikor más típusú védelem vagy nem tudja biztosítani a megbízható működést, vagy a védett telepítés fokozott követelményeket támaszt a védelmi művelet megbízhatóságával szemben, például motorbalesetben bekövetkezett nagy károk miatt.
A védőeszköz típusát a technológiai egység tervezésekor kell kiválasztani, figyelembe véve annak működési jellemzőit. Az üzemeltető személyzetnek teljes körűen kell megkapnia szükséges felszerelést... Egyes esetekben azonban technológiai vonal átalakítása vagy átépítése során
Az üzemeltető személyzetnek magának kell eldöntenie, hogy egy adott esetben milyen típusú védelmet célszerű alkalmazni. Ehhez elemezni kell a telepítés lehetséges vészhelyzeti módjait, és ki kell választani a szükséges védőeszközt. Ebben a prospektusban nem részletezzük a motor túlterhelés elleni védelmének kiválasztását. Csak néhány általános ajánlásra szorítkozunk, amelyek hasznosak lehetnek a vidéki elektromos berendezéseket kezelő személyzet számára.
Mindenekelőtt az adott létesítményre jellemző vészüzemmódokat kell megállapítani. Néhány közülük minden telepítésben lehetséges, míg mások csak néhányban. A fáziskiesés túlterhelése független a hajtott géptől, és minden telepítésben előfordulhat. A hőrelék és a beépített hőmérsékletvédelem meglehetősen kielégítően látja el a védelmi funkciókat ebben a vészhelyzeti módban. A túlterhelés elleni védelem mellett speciális fáziskiesés elleni védelem alkalmazását indokolni kell. A legtöbb esetben nem kötelező. A hőrelék és a hőmérsékletvédelem elegendő. Állapotukat szisztematikusan ellenőrizni és szabályozni kell. Csak olyan esetekben, amikor a motor meghibásodása vezethet nagy kár, speciális fáziskiesés túlterhelés elleni védelem használható.
A hőrelék nem elég hatékonyak a váltakozó (nagy terhelésingadozású), szakaszos és rövid távú üzemmódú túlterhelés elleni védelemként. Ezekben az esetekben a beépített hőmérséklet-védelem hatékonyabb. Nehéz indítógépeknél is előnyben kell részesíteni a beépített hőmérséklet elleni védelmet.
Az indukciós motorok különféle védelmi eszközei közül csak két eszközt használnak széles körben: a hőreléket és a beépített hőmérséklet-védelmet. Ez a két eszköz versenyez a mezőgazdasági gépek elektromos hajtásainak tervezésében. A védelem típusának kiválasztásához műszaki és gazdasági számítást végeznek a csökkentett költségek módszerével. Anélkül, hogy ennek a módszernek a pontos számításán elidőznénk, megfontoljuk annak főbb rendelkezéseinek alkalmazását a legelőnyösebb védelmi lehetőség kiválasztásához.
Előnyben kell részesíteni azt az opciót, amelynél a legalacsonyabb költségek merülnek fel a kérdéses eszközök beszerzése, telepítése és üzemeltetése során. Ebben az esetben figyelembe kell venni a gyártás során a védelmi intézkedés elégtelen megbízhatóságából eredő károkat. Az egy évre csökkentett költségeket a képlet határozza meg
ahol K a motor és a védőberendezés költsége, beleértve a szállítási és felszerelési költségeket;
ke - együttható, amely figyelembe veszi az amortizációra, a berendezések felújítására, javítására vonatkozó levonásokat;
E - működési költségek (védőfelszerelés karbantartási költsége, elfogyasztott villamos energia stb.);
Y a védelem megtagadása vagy hibás intézkedése miatt a gyártás során keletkezett kár.
A kár összege két kifejezésből áll
ahol U a motorhiba által okozott technológiai kár (az el nem adott vagy sérült termékek költsége);
Kd - a meghibásodott motor és védőeszköz cseréjének költsége, beleértve a régi szétszerelés és az új berendezések beszerelésének költségeit;
p0 a védelem meghibásodásának (hibás működésének) valószínűsége, amely motorbalesethez vezetett.
Az üzemeltetési költségek lényegesen alacsonyabbak, mint a többi csökkentett költség, ezért a további számításoknál figyelmen kívül hagyhatók. A beépített védelemmel és beépített védőberendezéssel ellátott motor költsége magasabb, mint a hagyományos motor és hőrelé költsége. De a figyelembe vett védelem közül az első tökéletesebb. Szinte minden vészhelyzetben hatékonyan működik, így a helytelen cselekvésből származó kár kisebb lesz. A drágább védekezés költségei csak akkor indokoltak, ha a kár többel csökken, mint a jobb védelem többletköltsége.
A technológiai kár mértéke a természettől függ technológiai folyamatés a berendezések állásideje. Bizonyos esetekben figyelmen kívül lehet hagyni. Ez elsősorban azokra a külön-külön üzemelő berendezésekre vonatkozik, amelyeknek a balesetelhárítás során bekövetkezett leállása nincs érzékelhető hatással a teljes termelésre. A termelés gépesítési és villamosítási eszközökkel való telítődésével nő a berendezések működésének megbízhatóságára vonatkozó követelmények szintje. Az elektromos berendezések hibás működése miatti leállások nagy károkhoz vezetnek, és bizonyos esetekben elfogadhatatlanokká válnak. Néhány átlagolt adat felhasználásával meg lehet határozni az összetettebb védelmi eszközök gazdaságilag indokolt alkalmazási körét.
A védelem meghibásodásának valószínűsége p0 függ a berendezés tervezésétől és minőségétől, valamint attól, hogy a motor milyen vészüzemmódba kerülhet. Mint fentebb látható, egyes vészhelyzeti üzemmódokban a hőrelék nem biztosítanak megbízható motorleállítást. Ebben az esetben a beépített hőmérséklet-védelem jobb. A védelem használatának tapasztalatai azt mutatják, hogy az RVZ védelem meghibásodásának valószínűsége 0,02-nek tekinthető. Ez azt jelenti, hogy fennáll annak a lehetősége, hogy 100 ilyen eszközből kettő nem működik, aminek következtében motorhiba következik be.
A (40) és (41) képlet segítségével meghatározzuk, hogy a termikus relék meghibásodásának valószínűsége ptr mekkora értéke mellett lesz a csökkentett költségek azonosak. Ez lehetővé teszi egy adott eszköz alkalmazási körének értékelését. Ha elhanyagolod az üzemeltetési költségeket, írhatsz
ahol a zz és tr indexek rendre beépített védelmet és hőrelét jelentenek. Innen kapunk
A hőrelé működéséhez szükséges megbízhatósági szint sorrendjének bemutatásához vegyünk egy példát.
Határozzuk meg az A02-42-4SX motorral komplett bimetál elemekkel ellátott TRN-10 hőrelé ptr maximális megengedett értékét a beépített UVTZ hőmérsékletvédelemmel ellátott A02-42-4SKHTZ motor alkalmazásával összehasonlítva! amelyre példa = 0,02-t veszünk. A technológiai kárt nullának kell tekinteni. A hőrelével ellátott motor ára, beleértve a szállítási és telepítési költségeket is, 116 rubel, az UVTZ-védelemmel ellátott opció esetében pedig 151 rubel. A meghibásodott A02-42-4CX motor és a TRN-10 hőrelé cseréjének költsége, figyelembe véve a régi berendezések szétszerelésének és az új berendezések telepítésének költségeit, 131 rubel, az UVTZ védelemmel ellátott opció esetén pedig 170 rubel. A meglévő szabványoknak megfelelően ke = 0,32-t veszünk. Miután ezeket az adatokat behelyettesítettük a (43) egyenletbe, megkapjuk
A kapott értékek a meghibásodás megengedett valószínűségét jellemzik, amely felett a hőrelék használata gazdaságilag nem kifizetődő. Hasonló adatok érhetők el más kis teljesítményű motoroknál is. A figyelembe vett védelmi eszközök alkalmazásának megvalósíthatóságának meghatározásához össze kell hasonlítani a megengedett meghibásodási valószínűségeket a ténylegesekkel.
A tényleges értékekre vonatkozó elegendő adat hiánya nem teszi lehetővé, hogy pontosan meghatározzuk a figyelembe vett termékek hatékony alkalmazási területét. védőeszközök a megadott műszaki-gazdasági számítási módszer közvetlen alkalmazásával. Az indukciós motor és a védőberendezések üzemmódjainak elemzésének eredményei, valamint néhány olyan adat felhasználásával, amelyek közvetve jellemzik a szükséges megbízhatóság mutatóit, felvázolható az egyik vagy másik típus előnyös felhasználási területe. védőeszköz.
A védelmi működés megbízhatóságának tényleges szintje nemcsak a működési elvtől és a berendezésgyártás minőségétől függ, hanem az elektromos berendezés működési szintjétől is. Ahol az elektromos berendezések karbantartása megtörtént, a hőrelék néhány hiányossága ellenére a villanymotorok baleseti aránya alacsony. A fejlett gazdaságok gyakorlata azt mutatja, hogy egy jól bevált karbantartás elektromos berendezéseknél a hőrelével védett villanymotorok éves meghibásodásának százaléka 5%-ra vagy kevesebbre csökkenthető.
Meg kell azonban jegyezni, hogy ez a következtetés csak az általános kép figyelembevételével érvényes. Egyes speciális feltételek figyelembe vételekor előnyben kell részesíteni más védőeszközöket. Az elektromos hajtás üzemmódjainak elemzése alapján számos olyan telepítés jelezhető, amelyeknél a hőrelék meghibásodásának valószínűsége nagy lesz a működési elv hiányosságai miatt.
1. Hirtelen változó terhelésű gépek elektromos hajtásai (takarmánydarálók, zúzógépek, szilázsmassza feltöltésére szolgáló pneumatikus szállítószalagok stb.). Nagy terhelésingadozások esetén a hőrelék nem tudják "szimulálni" a motor termikus állapotát, így az ilyen telepítésekben a hőrelék tényleges meghibásodási aránya magas lesz.
2. A "delta" séma szerint működő villanymotorok. Különlegességük abban rejlik, hogy amikor a tápvezeték egyik fázisa megszakad, a fennmaradó lineáris vezetékekben és fázisokban az áram nem növekszik ugyanúgy. A leginkább terhelt fázisban az áram gyorsabban emelkedik, mint a vonali vezetékekben.
3. A motor leállásához vezető vészhelyzetek megnövekedett gyakoriságával üzemelő létesítmények villanymotorjai (például trágyaszállítók).
4. Berendezések villanymotorjai, amelyek leállása nagy technológiai károkat okoz.
A váratlan meghibásodások, a költséges javítások és a motorleállás miatti későbbi veszteségek elkerülése érdekében nagyon fontos a motor védőberendezéssel történő felszerelése.
A motorvédelem három fokozatú:
A berendezés külső rövidzárvédelme ... A külső védőeszközök általában biztosítékok különböző típusok vagy rövidzárlatvédelmi relé. Az ilyen típusú védőeszközök kötelezőek és hatóságilag engedélyezettek, felszerelésük a biztonsági előírásoknak megfelelően történik.
Külső túlterhelés elleni védelem , azaz védelem a szivattyúmotor túlterhelése ellen, és ennek következtében az elektromos motor károsodásának és hibás működésének megelőzése. Ez túláramvédelem.
Beépített motorvédelem túlmelegedés elleni védelemmel az elektromos motor károsodásának és hibás működésének elkerülése érdekében. A beépített védőberendezés mindig külső kapcsolót igényel, egyes beépített motorvédelem típusokhoz pedig még túlterhelési relé is szükséges.
Lehetséges motorhiba-körülmények
Működés közben előfordulhatnak különféle meghibásodások... Ezért nagyon fontos előre látni a meghibásodás lehetőségét és annak okait, és a lehető legjobban védeni a motort. Az alábbiakban felsoroljuk azokat a meghibásodási körülményeket, amelyek mellett a motor károsodása elkerülhető:
Rossz minőségű tápegység:
Magasfeszültség
Feszültség alatt
Kiegyensúlyozatlan feszültség/áram (túlfeszültségek)
Frekvencia változás
Helytelen telepítés, a tárolási feltételek megsértése vagy magának az elektromos motornak a meghibásodása
A hőmérséklet fokozatos emelkedése és a megengedett határérték túllépése:
Elégtelen hűtés
Magas környezeti hőmérséklet
Csökkentett légköri nyomás (működés nagy tengerszint feletti magasságban)
Magas folyadék hőmérséklet
A munkafolyadék túl magas viszkozitása
Az elektromos motor gyakori be- és kikapcsolása
A terhelés túl nagy tehetetlenségi nyomatéka (szivattyúnként eltérő)
Éles hőmérséklet-emelkedés:
Zárt rotor
Fázisvesztés
A hálózat túlterhelés és rövidzárlat elleni védelme érdekében, ha a fenti hibaállapotok bármelyike előfordul, meg kell határozni, hogy melyik hálózatvédelmi eszközt használják. Automatikusan le kell választania a tápfeszültséget a hálózatról. A biztosíték a legegyszerűbb eszköz, amelynek két funkciója van. A biztosítékok általában egy vészkapcsolóval vannak összekötve, amely leválaszthatja a motort a hálózatról. A következő oldalakon a biztosítékok három típusát tekintjük át működési elvük és alkalmazásuk szempontjából: biztosítékkapcsoló, gyors működésű biztosíték és késleltetett biztosíték.
A biztosítékkapcsoló egy vészkapcsoló és egy biztosíték, amely egyetlen házban van kombinálva. A megszakítóval az áramkör manuálisan nyitható és zárható, míg a biztosíték védi a motort a túláram ellen. A kapcsolókat általában szerviztevékenységekkel kapcsolatban használják, amikor az áramellátás megszakítására van szükség.
A vészkapcsolónak külön burkolata van. Ez a burkolat megvédi a személyzetet a véletlen érintkezéstől elektromos terminálokés védi a kapcsolót az oxidációtól is. Egyes EPO-k beépített biztosítékokkal rendelkeznek, másokat beépített biztosítékok nélkül szállítanak, és csak kapcsolóval vannak felszerelve.
A túláramvédelmi eszköznek (biztosítéknak) különbséget kell tennie a túláram és a rövidzár között. Például a kisebb rövid távú túláramok teljesen elfogadhatók. De az áram további növelésével a védelmi eszközt azonnal ki kell kapcsolni. Nagyon fontos a rövidzárlat azonnali megelőzése. A biztosítékkal ellátott megszakító egy példa a túláramvédelemre használt eszközre. A megfelelő méretű biztosítékok a megszakítóban túláram esetén megszakítják az áramkört.
Gyorsan kioldó biztosítékok
A gyors működésű biztosítékok kiváló rövidzárlat elleni védelmet nyújtanak. A rövid távú túlterhelések, például az elektromos motor indítóárama azonban az ilyen típusú biztosítékok törését okozhatják. Ezért a gyors működésű biztosítékokat legjobb olyan hálózatokban használni, amelyek nincsenek kitéve jelentős tranziens áramoknak. Általában ezek a biztosítékok a névleges áramuk körülbelül 500%-át egynegyed másodpercig ellenállnak. Ezen idő elteltével a biztosítékbetét megolvad, és az áramkör megnyílik. Ezért azokban az áramkörökben, ahol a bekapcsolási áram gyakran meghaladja a biztosíték névleges értékének 500%-át, nem javasolt a gyorsbiztosítók használata.
Időkésleltetés biztosítékok
Ez a típusú biztosíték túlterhelés és rövidzárlat elleni védelmet is nyújt. Általában a névleges áram 5-szörösét engedik meg 10 másodpercig, és ennél is nagyobb áramot rövidebb ideig. Ez általában elegendő ahhoz, hogy a motor működjön a biztosíték kinyitása nélkül. Másrészt, ha olyan túlterhelések lépnek fel, amelyek hosszabb ideig tartanak, mint az olvadó elem olvadási ideje, az áramkör is megszakad.
A biztosíték ideje az az idő, amely alatt a biztosíték (huzal) megolvad, és az áramkör megnyílik. Biztosítékok esetén a válaszidő fordítottan arányos az áramértékkel – ez azt jelenti, hogy minél nagyobb a túláram, annál rövidebb ideig tart az áramkör kioldása.
Általánosságban elmondható, hogy a szivattyúmotorok gyorsulási ideje nagyon rövid: kevesebb, mint 1 másodperc. Ezért a motor teljes terhelési áramának megfelelő névleges áramú késleltetett biztosítékok alkalmasak motorokhoz.
A jobb oldali ábra a biztosíték működési idő karakterisztika elvét mutatja. Az abszcissza a tényleges áramerősség és a teljes terhelési áram közötti összefüggést mutatja: ha a motor teljes terhelési áramot vesz fel, vagy annál kevesebbet vesz fel, a biztosíték nem nyílik ki. De ha az áram 10-szerese a teljes terhelési áramnak, a biztosíték szinte azonnal kinyílik (0,01 s). A válaszidőt az ordináta tengelyen ábrázoljuk.
Indításkor meglehetősen nagy áram folyik át az indukciós motoron. Nagyon ritka esetekben ez relék vagy biztosítékok általi leállást eredményez. A bekapcsolási áram csökkentésére használja különböző módszerek az elektromos motor beindítása.
Mi az a megszakító és hogyan működik?
A megszakító egy túláramvédelmi eszköz. A beállított túláramértéken automatikusan nyitja és zárja az áramkört. Ha a megszakítót a működési tartományán belül használják, a nyitás és zárás nem károsítja azt. A túlterhelés bekövetkezte után az áramköri megszakító egyszerűen újraaktiválható, egyszerűen visszaállítva.
Kétféle megszakító létezik: termikus és mágneses.
Termikus megszakítók
A hőkapcsolók a legmegbízhatóbb és leggazdaságosabb típusú védelmi eszközök, amelyek alkalmasak az elektromos motorokhoz. Képesek kezelni a motor indításakor fellépő nagy áramamplitúdókat, és megvédik a motort az olyan meghibásodásoktól, mint például a reteszelt rotor.
Mágneses megszakítók
A mágneses megszakítók pontosak, megbízhatóak és gazdaságosak. A mágneses megszakító ellenáll a hőmérséklet-változásoknak, pl. a környezeti hőmérséklet változásai nem befolyásolják a válaszhatárt. A hőkapcsolókhoz képest a mágneses megszakítók pontosabb válaszidővel rendelkeznek. A táblázat két típusú megszakító jellemzőit mutatja be.
A megszakító működési tartománya
A megszakítók az üzemi áram szintjében különböznek egymástól. Ez azt jelenti, hogy mindig olyan megszakítót kell kiválasztani, amely elviseli az adott rendszerben előforduló legnagyobb rövidzárlati áramot.
Túlterhelési relé funkciók
Túlterhelés relé:
Az elektromos motor indításakor az áramkör megszakítása nélkül ellenállhatnak az átmeneti túlterheléseknek.
Nyissa meg a motor áramkörét, ha az áram meghaladja a maximálisan megengedett értéket, és fennáll a motor károsodásának veszélye.
A túlterhelés megszüntetése után automatikusan vagy manuálisan állítsa be a kiindulási helyzetbe.
Az IEC és a NEMA szabványosítja a túlterhelésrelé kioldási osztályait.
A túlterhelési relék általában a hangszedő karakterisztikája szerint reagálnak a túlterhelési állapotokra. Bármely szabvány (NEMA vagy IEC) esetében a termékbesorolások határozzák meg, hogy mennyi ideig tart a relé kioldása túlterhelés esetén. A leggyakoribb osztályok a 10, 20 és 30. A numerikus jelölés a relé működéséhez szükséges időt tükrözi. A 10. osztályú túlterhelési relé 10 másodperc alatt működik 600%-os teljes terhelési áram mellett, a 20. osztályú relé legfeljebb 20 másodpercig, a 30. osztályú relé pedig 30 másodperc alatt működik.
A kioldási karakterisztika meredeksége a motor védelmi osztályától függ. Az IEC motorokat általában egy adott alkalmazáshoz szabják. Ez azt jelenti, hogy a túlterhelési relé képes kezelni a túláramot, amely nagyon közel van a relé maximális teljesítményéhez. A 10-es osztály az IEC-motorok leggyakoribb osztálya. A NEMA motorok nagyobb belső kondenzátorral rendelkeznek, ezért a 20-as osztályt gyakrabban használják.
A 10. osztályú reléket általában szivattyúmotorokhoz használják, mivel a motorok gyorsulási ideje körülbelül 0,1-1 másodperc. Sok nagy tehetetlenségi nyomatékú ipari terhelés működéséhez 20-as osztályú relé szükséges.
A biztosítékok arra szolgálnak, hogy megvédjék a berendezést a rövidzárlat által okozott károktól. Ezért a biztosítékoknak megfelelő kapacitásúnak kell lenniük. Az alacsonyabb áramok túlterhelési relével vannak leválasztva. Itt a biztosíték névleges árama nem a villanymotor működési tartományának felel meg, hanem annak az áramnak, amely a beépítés leggyengébb alkatrészeit károsíthatja. Amint azt korábban említettük, a biztosíték rövidzárlat elleni védelmet nyújt, de alacsony áramú túlterhelés elleni védelmet nem.
Az ábra azokat a legfontosabb paramétereket mutatja, amelyek a biztosítékok összehangolt működésének alapját képezik túlterhelési relével kombinálva.
Nagyon fontos, hogy a biztosíték kiolvadjon, mielõtt a berendezés többi része rövidzárlat miatt termikusan károsodna.
Modern kültéri motorvédő relék
A fejlett külső motorvédelmi rendszerek védelmet nyújtanak a túlfeszültség, a fáziskiegyensúlyozatlanság ellen is, korlátozzák a be- és kikapcsolások számát, és kiküszöbölik a rezgéseket. Ezenkívül lehetővé teszik az állórész és a csapágy hőmérsékletének figyelését egy hőmérséklet-érzékelőn (PT100) keresztül, a szigetelési ellenállás mérésére és a környezeti hőmérséklet rögzítésére. Ezen túlmenően a fejlett külső motorvédelmi rendszerek képesek fogadni és feldolgozni a beépített hővédelem jeleit. A fejezet későbbi részében egy hővédőt fogunk megvizsgálni.
A külső motorvédő relék a háromfázisú villanymotorok védelmére szolgálnak a motor károsodásának veszélyével egy rövid vagy hosszabb működési időtartamra. A külső védőrelé a motor védelmén kívül számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amelyek különféle helyzetekben védelmet nyújtanak az elektromos motor számára:
Jelet ad, mielőtt a teljes folyamat eredményeként meghibásodás lépne fel
Diagnosztizálja a fellépő hibákat
Lehetővé teszi a relé működésének ellenőrzését a karbantartás során
Figyeli a hőmérsékletet és a rezgést a csapágyakban
Túlterhelési relét csatlakoztathat központi rendszerépületfelügyelet a folyamatos megfigyelés és a gyors hibaelhárítás érdekében. Ha külső védelmi relé van beépítve a túlterhelési relébe, akkor kevesebb az állásidő a meghibásodás miatti folyamatkimaradás miatt. Ez a meghibásodások gyors észlelésével és a motor károsodásának elkerülésével érhető el.
Például egy villanymotor védhető a következők ellen:
Túlterhelés
A rotor blokkolása
Zavarás
Gyakori újraindítások
Nyitott fázis
Testzárlat
Túlmelegedés (a motor PT100 érzékelőn vagy termisztorokon keresztül érkező jele révén)
Alacsony áramerősség
Túlterhelési figyelmeztetés
Külső túlterhelés relé beállítása
Az adattáblán feltüntetett specifikus feszültség melletti teljes terhelési áram az irányadó a túlterhelésrelé beállításához. Mivel a hálózatokban különböző országok Különféle feszültségek állnak rendelkezésre, a szivattyúmotorok 50 Hz-en és 60 Hz-en is használhatók széles feszültségtartományban. Emiatt az áramtartomány a motor adattábláján van feltüntetve. Ha ismerjük a feszültséget, ki tudjuk számítani a pontos áramterhelhetőséget.
Számítási példa
A beépítés pontos feszültségének ismeretében kiszámolhatja a teljes terhelési áramot 254/440 Y B, 60 Hz mellett.
Az adatok az ábrán látható módon az adattáblán jelennek meg.
Számítások 60 Hz-re
A feszültségnövekedést a következő egyenletek határozzák meg:
A tényleges teljes terhelési áram kiszámítása (I):
(A delta és csillag csatlakozások jelenlegi értékei minimális feszültségeknél)
(A delta és csillag csatlakozások aktuális értékei maximális feszültségnél)
A teljes terhelési áram most kiszámítható az első képlettel:
Én a "háromszögre":
Én a "sztárnak":
A teljes terhelési áram értékei megfelelnek a motor megengedett teljes terhelési áramának 254 Δ / 440 Y V, 60 Hz mellett.
Figyelem : a külső motor túlterhelés relé mindig az adattáblán feltüntetett névleges áramra van beállítva.
Ha azonban a motorokat az adattáblán feltüntetett terhelési tényezővel tervezték, például 1,15, akkor a túlterhelési relé alapjel-árama 15%-kal növelhető a teljes terhelési áramhoz vagy a szerviztényezős amperhez (SFA) képest, ami általában az adattáblán van feltüntetve.
Miért van szükség a beépített motorvédelemre, ha a motor már fel van szerelve túlterhelési relével és biztosítékokkal? Egyes esetekben a túlterhelés relé nem érzékeli a motor túlterhelését. Például a következő helyzetekben:
Amikor a motor zárt (nem kellően hűtött) és lassan veszélyes hőmérsékletre melegszik.
Nál nél magas hőmérsékletű környezet.
Ha a külső motorvédelem túl magasra van állítva, vagy rosszul van beállítva.
Ha a motort rövid időn belül többször újraindítják, és az indítóáram felmelegíti a motort, ami végső soron károsíthatja azt.
A belső védelem által biztosított védelmi szintet az IEC 60034-11 határozza meg.
TP megjelölés
A TP a hővédelmet jelenti. Létezik különböző típusok hővédelem, amelyeket a TP kód (TPxxx) jelez. A kód a következőket tartalmazza:
A termikus túlterhelés típusa, amelyre a hővédelmet tervezték (1. számjegy)
A szintek száma és a művelet típusa (2. számjegy)
A szivattyúmotoroknál a leggyakoribb TP megjelölések a következők:
TP 111: fokozatos túlterhelés elleni védelem
TP 211: Gyors és fokozatos túlterhelés elleni védelem.
Kijelölés | Műszaki terhelés és változatai (1. számjegy) | Szintek száma és funkcionális terület (2. számjegy) | |
TP 111 | Csak lassan (állandó túlterhelés) | 1 szint letiltva | |
TR 112 | |||
TP 121 | |||
TP 122 | |||
TR 211 | Lassú és gyors (állandó túlterhelés, elzáródás) | 1 szint letiltva | |
TR 212 | |||
TR 221 TR 222 | 2 fokozat riasztásnál és leállításnál | ||
TR 311 TR 321 | Csak gyors (blokkoló) | 1 szint letiltva | |
A megengedett hőmérsékleti szint kijelzése, ha a motor magas hőmérsékletnek van kitéve. A 2. kategória magasabb hőmérsékletet tesz lehetővé, mint az 1. kategória.
Minden Grundfos egyfázisú motor túláram- és hőmérsékletvédelemmel van felszerelve az IEC 60034-11 szabványnak megfelelően. A TP 211 motorvédő típus azt jelenti, hogy mind a fokozatos, mind a gyors hőmérséklet-emelkedésre reagál.
Az adatok visszaállítása a készülékben és a kiindulási helyzetbe való visszatérés automatikusan megtörténik. A 3,0 kW teljesítményű Grundfos MG háromfázisú motorok alapkivitelben PTC hőmérséklet-érzékelővel vannak felszerelve.
Ezeket a motorokat TP 211 motorként tesztelték és hagyták jóvá, amelyek mind a lassú, mind a gyors hőmérséklet-emelkedésre reagálnak. A Grundfos szivattyúkhoz használt egyéb villanymotorok (MMG D és E modellek, Siemens stb.) a TP 211 kategóriába sorolhatók, de általában TP 111 védelmi típusúak.
Az adattáblán szereplő információkat mindig be kell tartani. Az adott motor védelmének típusára vonatkozó információk az adattáblán találhatók - TP (hővédelem) az IEC 60034-11 szerint. A belső védelmet jellemzően kétféle védelmi berendezéssel lehet megszervezni: Hővédelmi eszközökkel vagy termisztorokkal.
A kapocsdobozba épített hővédelmi eszközök
A hővédők vagy termosztátok pattintó hatású tárcsa típusú bimetál megszakítót használnak az áramkör nyitására és zárására, ha egy bizonyos hőmérsékletet elér. A hővédőket "Klixons"-nak is nevezik (a Texas Instruments-től). Amint a bimetál tárcsa eléri a beállított hőmérsékletet, kinyitja vagy zárja az érintkezők csoportját a csatlakoztatott vezérlőáramkörben. A termosztátok érintkezőkkel vannak felszerelve az alaphelyzetben nyitott vagy zárt működéshez, de ugyanaz a készülék nem használható mindkét üzemmódhoz. A termosztátokat a gyártó előzetesen kalibrálta, nem cserélhetők. A tárcsák hermetikusan zártak és a sorkapcson találhatók.
A termosztát feszültséggel látja el az áramkört riasztás- ha alaphelyzetben nyitva van, vagy a termosztát feszültségmentesítheti a villanymotort - ha alaphelyzetben zárt és sorba van kötve a kontaktorral. Mivel a termosztátok a tekercsvégek külső felületén találhatók, reagálnak az adott helyen lévő hőmérsékletre. A háromfázisú villanymotorok esetében a termosztátok instabil védelemnek minősülnek fékezési körülmények vagy egyéb gyors hőmérséklet-változások esetén. Az egyfázisú motorokban termosztátokat használnak a reteszelt rotor elleni védelemre.
A tekercsekbe épített hővédő megszakító
A tekercsekbe hővédők is beépíthetők, lásd az ábrát.
Hálózati kapcsolóként működnek egyfázisú és háromfázisú motorokhoz egyaránt. Az 1,1 kW-ig terjedő egyfázisú motoroknál a hővédő berendezés közvetlenül a főáramkörbe van beépítve, és tekercsvédőként működik. A Klixon és a Thermik a termikus megszakítók példái. Ezeket az eszközöket PTO-nak (Protection Thermique a Ouverture) is nevezik.
Beltéri beépítés
Az egyfázisú motorok egyetlen hőkapcsolót használnak. A háromfázisú motorokban két sorba kapcsolt kapcsoló található a motor fázisai között. Így mindhárom fázis érintkezik a hőkapcsolóval. A tekercsek végére hővédő megszakítók szerelhetők, de ez megnöveli a válaszidőt. A kapcsolókat külső vezérlőrendszerhez kell csatlakoztatni. Ez megvédi a motort a fokozatos túlterheléstől. Termikus megszakítók esetén nincs szükség erősítőrelére.
A hőkapcsolók NE VÉDJÜK a motort, ha a forgórész le van zárva.
A termikus megszakító működési elve
A jobb oldali grafikon egy szabványos hővédő megszakító ellenállását mutatja a hőmérséklet függvényében. Minden gyártónak megvan a maga sajátossága. A TN általában a 150-160 °C tartományban van.
Kapcsolat
Háromfázisú villanymotor bekötése beépített hőkapcsolóval és túlterhelési relével.
TP jelölés a grafikonon
Védelem az IEC 60034-11 szerint:
TP 111 (fokozatos túlterhelés). A reteszelt rotor elleni védelem érdekében az elektromos motort túlterhelési relével kell ellátni.
A belső védelem második típusa a termisztorok vagy pozitív hőmérsékleti együtthatójú (PTC) érzékelők. A termisztorok az elektromos motor tekercsébe vannak beépítve, és megvédik azt a reteszelt rotortól, a hosszan tartó túlterheléstől és a magas környezeti hőmérséklettől. A hővédelmet a motortekercsek hőmérsékletének PTC érzékelőkkel történő figyelése biztosítja. Ha a tekercsek hőmérséklete meghaladja a kikapcsolási hőmérsékletet, az érzékelő ellenállása a hőmérséklet változásának megfelelően változik.
A változás eredményeként a belső relék feszültségmentesítik a külső kontaktor vezérlőkörét. A villanymotor lehűl és a villanymotor tekercsének elfogadható hőmérséklete helyreáll, az érzékelő ellenállása a kezdeti szintre csökken. Ezen a ponton a vezérlőmodul automatikusan visszaáll eredeti helyzetébe, hacsak előzőleg nem konfigurálták visszaállításra és manuális újraengedélyezésre.
Ha a termisztorok magukra a tekercs végeire vannak felszerelve, a védelem csak TP 111 besorolású. Ennek az az oka, hogy a termisztorok nem érintkeznek teljes mértékben a tekercs végeivel, ezért nem tudnak olyan gyorsan reagálni, mintha eredetileg a tekercsbe építve.
A termisztoros hőmérséklet-érzékelő rendszer sorba kapcsolt pozitív hőmérsékleti együttható (PTC) érzékelőkből és egy zárt vezérlődobozban lévő szilárdtest-elektronikus kapcsolóból áll. Az érzékelőkészlet három - fázisonként egyből áll. Az érzékelő ellenállása viszonylag alacsony és állandó marad széles hőmérsékleti tartományban, a válaszhőmérséklet meredek növekedésével. Ilyen esetekben az érzékelő szilárdtest hővédő megszakítóként működik, és feszültségmentesíti a felügyeleti relét. A relé kinyitja a teljes mechanizmus vezérlő áramkörét a védett berendezés leválasztásához. Amikor a tekercs hőmérséklete visszaáll egy elfogadható értékre, a vezérlőegység manuálisan visszaállítható.
Minden 3 kW-tól kezdődően Grundfos motor termisztorral van felszerelve. A pozitív hőmérsékleti együtthatójú (PTC) termisztor rendszer hibatűrőnek tekinthető, mert az érzékelő meghibásodása vagy az érzékelő vezetékének leválasztása végtelen ellenállást hoz létre, és a rendszer ugyanúgy reagál, mint amikor a hőmérséklet emelkedik - a felügyeleti relé kikapcsol. energizálva.
A termisztor működési elve
A motorvédő érzékelők kritikus ellenállás/hőmérséklet összefüggéseit a DIN 44081 / DIN 44082 szabvány határozza meg.
A DIN görbe a termisztor érzékelők ellenállását mutatja a hőmérséklet függvényében.
A TLT-hez képest a termisztorok a következő előnyökkel rendelkeznek:
Gyorsabb reakció az alacsonyabb térfogatnak és súlynak köszönhetően
Jobb érintkezés a motor tekercselésével
Minden fázisra érzékelők vannak felszerelve
Védelmet nyújt, ha a rotor blokkolva van
TP jelölés a PTC-vel ellátott motorhoz
A TP 211 motorvédelem csak akkor valósul meg, ha a PTC termisztorok gyárilag teljesen fel vannak szerelve a tekercsek végeire. A TP 111 védelem csak akkor valósul meg, ha öntelepítés a működés helyén. A motort be kell vizsgálni és tanúsítani kell, hogy megfeleljen a TP 211 jelölésnek. Ha a PTC termisztorral ellátott motort TP 111 védi, akkor azt túlterhelési relével kell felszerelni, hogy megelőzze a beszorulás következményeit.
Összetett
A jobb oldali ábrák a Siemens kioldóegységekkel ellátott PTC termisztorokkal felszerelt háromfázisú villanymotor bekötési rajzait mutatják. A fokozatos és gyors túlterhelés elleni védelem megvalósításához a következő csatlakozási lehetőségeket ajánljuk a TP 211 és TP 111 védelemmel ellátott PTC érzékelőkkel felszerelt motorokhoz.
Ha a termisztoros motor TP 111 jelzésű, ez azt jelenti, hogy a motor csak fokozatos túlterhelés ellen védett. A motor gyors túlterhelés elleni védelme érdekében a motort túlterhelési relével kell felszerelni. A túlterhelés relét sorba kell kötni a PTC relével.
A TP 211 motor csak akkor védett, ha a PTC termisztor teljesen be van építve a tekercsekbe. A TP 111 védelem csak független csatlakoztatás esetén valósul meg.
A termisztorokat a DIN 44082 szabványnak megfelelően tervezték, és Umax 2,5 V DC terhelésnek is ellenállnak. Minden leválasztó elemet úgy terveztek, hogy fogadja a DIN 44082 szabvány szerinti termisztorok, azaz a Siemens termisztorok jeleit.
jegyzet: Nagyon fontos, hogy a beépített PTC eszköz sorba legyen kötve a túlterhelés relével. A túlterhelési relé többszöri feszültség alá helyezése kiégéshez vezethet a motor leállása vagy nagy tehetetlenségi nyomatékú indítás esetén. Ezért nagyon fontos, hogy a PTC készülék és a relé hőmérsékleti és áramfelvételi adatai
