Selama pengoperasian motor listrik asinkron, seperti peralatan listrik lainnya, malfungsi dapat terjadi - malfungsi, seringkali menyebabkan operasi darurat, kerusakan mesin. kegagalan prematurnya.
Sebelum melanjutkan ke metode melindungi motor listrik, ada baiknya mempertimbangkan yang utama dan paling penyebab umum terjadinya operasi darurat motor listrik asinkron:
- Sirkuit pendek fase tunggal dan interfase - di kabel, kotak terminal motor listrik, di belitan stator (ke rumahan, hubung singkat antar-putaran).
Hubungan pendek adalah jenis kerusakan yang paling berbahaya pada motor listrik, karena disertai dengan terjadinya arus yang sangat tinggi, yang menyebabkan panas berlebih dan terbakarnya belitan stator.
Penyebab umum kelebihan beban termal motor listrik, yang menyebabkan operasi abnormal, adalah hilangnya salah satu fase suplai. Hal ini menyebabkan peningkatan arus yang signifikan (dua kali arus pengenal) pada belitan stator dari dua fase lainnya.
Hasil dari kelebihan beban termal motor listrik adalah panas berlebih dan kerusakan isolasi belitan stator, yang menyebabkan korsleting belitan dan kegagalan motor listrik.
Perlindungan motor listrik dari kelebihan arus terdiri dari de-energi motor listrik tepat waktu ketika arus tinggi muncul di sirkuit daya atau sirkuit kontrolnya, mis.
Untuk melindungi motor listrik dari korsleting, hubung sekering, relai elektromagnetik, sakelar otomatis dengan pelepasan elektromagnetik digunakan, dipilih sedemikian rupa sehingga tahan terhadap arus lebih awal yang besar, tetapi segera bekerja ketika arus hubung singkat terjadi.
Untuk melindungi motor listrik dari kelebihan termal, relai termal termasuk dalam sirkuit koneksi motor listrik, yang memiliki kontak sirkuit kontrol - tegangan diterapkan ke koil starter magnetik melalui mereka.
Jika terjadi kelebihan termal, kontak ini terbuka, mengganggu catu daya ke koil, yang mengarah pada kembalinya kelompok kontak daya ke keadaan semula - motor listrik dimatikan.
Sederhana dan dengan cara yang dapat diandalkan perlindungan motor listrik terhadap kegagalan fase akan menjadi tambahan starter magnetis ke sirkuit untuk koneksinya:
Menyalakan pemutus sirkuit 1 menutup sirkuit catu daya koil starter magnetik 2 (tegangan operasi koil ini harus ~ 380 V) dan menutup kontak daya 3 starter ini, yang melaluinya (hanya satu kontak yang digunakan ) daya disuplai ke koil starter magnet 4.
Dengan menyalakan tombol "Start" 6 melalui tombol "Stop" 8, rangkaian daya koil 4 dari starter magnetik kedua ditutup (tegangan operasinya dapat 380 atau 220 V), kontak dayanya 5 ditutup dan tegangan diberikan ke motor.
Ketika tombol "Mulai" 6 dilepaskan, tegangan dari kontak daya 3 akan melalui kontak blok 7 yang biasanya terbuka, memastikan kontinuitas rangkaian catu daya dari koil starter magnetik.
Seperti yang dapat dilihat dari rangkaian pelindung motor ini, jika karena alasan tertentu salah satu fase hilang, tegangan tidak akan disuplai ke motor, yang akan mencegahnya dari kelebihan beban termal dan kegagalan prematur.
Awal yang lembut dari motor listrik
Kehidupan seorang tukang listrik. Perlindungan motor tiga fase.
Perlindungan kelebihan beban motor
Perlindungan motor listrik.
Jenis kerusakan dan mode operasi ED yang tidak normal.
Kerusakan pada motor listrik. Pada belitan motor listrik, gangguan pentanahan satu fasa stator, hubung singkat antar belokan dan hubung singkat multi fasa dapat terjadi. Gangguan pembumian dan gangguan multifase juga dapat terjadi pada terminal motor, kabel, kopling dan corong. Hubungan pendek pada motor listrik disertai dengan aliran arus tinggi yang merusak isolasi dan tembaga belitan, baja rotor dan stator. Untuk melindungi motor listrik dari korsleting multi-fase, pemutus arus atau perlindungan diferensial longitudinal digunakan, yang bekerja saat dimatikan.
Gangguan pembumian fase tunggal pada belitan stator motor listrik dengan tegangan 3-10 kV kurang berbahaya dibandingkan dengan hubung singkat, karena disertai dengan lewatnya arus 5-20 A, ditentukan oleh arus kapasitif dari jaringan. Mempertimbangkan biaya motor listrik yang relatif rendah dengan daya kurang dari 2000 kW, perlindungan gangguan pembumian dipasang pada mereka pada arus gangguan pembumian lebih dari 10 A, dan pada motor listrik dengan daya lebih dari 2000 kW - dengan arus gangguan pembumian lebih dari 5 A, proteksi bertindak untuk mematikan.
Perlindungan terhadap sirkuit berliku pada motor listrik tidak dipasang. Penghapusan jenis kerusakan ini dilakukan oleh sistem perlindungan motor lain, karena gangguan koil dalam banyak kasus disertai dengan gangguan tanah atau berubah menjadi korsleting multi-fase.
Motor listrik dengan tegangan hingga 600 V dilindungi dari semua jenis hubung singkat (termasuk satu fase) menggunakan sekering atau pelepasan elektromagnetik kecepatan tinggi dari sakelar otomatis.
mode operasi yang tidak normal. Jenis utama dari operasi abnormal untuk motor listrik adalah kelebihan beban dengan arus lebih besar dari nominal. Waktu beban berlebih yang diizinkan dari motor listrik, Dengan, ditentukan oleh ekspresi berikut:
Beras. 6.1. Ketergantungan arus motor listrik pada kecepatan rotor.
di mana k - banyaknya arus motor listrik dalam kaitannya dengan nominal; SEBUAH - koefisien tergantung pada jenis dan versi motor listrik: SEBUAH == 250 - untuk motor listrik tertutup dengan massa dan dimensi besar, A = 150 - untuk motor listrik terbuka.
Beban berlebih pada motor listrik dapat terjadi karena mekanisme yang berlebihan (misalnya, penyumbatan pabrik atau penghancur dengan batu bara, penyumbatan kipas dengan debu atau potongan terak dari pompa pembuangan abu, dll.) dan kerusakannya (misalnya, kerusakan pada bantalan, dll). Arus yang secara signifikan melebihi yang dinilai lewat selama start-up dan self-starting motor listrik. Hal ini disebabkan penurunan resistansi motor listrik dengan penurunan kecepatannya. Ketergantungan arus motor Saya dari kecepatan putar P pada tegangan konstan pada terminalnya ditunjukkan pada gambar. 6.1. Arus berada pada titik tertinggi ketika rotor motor dihentikan; arus ini, yang disebut arus start, beberapa kali lebih tinggi dari arus pengenal motor listrik. Perlindungan kelebihan beban dapat bekerja pada sinyal, membongkar mesin atau memotong motor. Setelah korsleting dimatikan, tegangan pada terminal motor listrik dipulihkan dan frekuensi putarannya mulai meningkat. Dalam hal ini, arus besar melewati belitan motor listrik, yang nilainya ditentukan oleh frekuensi putaran motor listrik dan tegangan pada terminalnya. Mengurangi kecepatan rotasi hanya 10-25% menyebabkan penurunan resistansi motor listrik ke nilai minimum yang sesuai dengan arus awal. Pemulihan operasi normal motor listrik setelah korsleting dimatikan disebut self-starting, dan arus yang lewat dalam hal ini disebut arus self-starting.
Semua motor asinkron dapat memulai sendiri tanpa bahaya kerusakan dan oleh karena itu harus dilindungi dari penyalaan sendiri. Pengoperasian pembangkit listrik termal yang tidak terputus tergantung pada kemungkinan dan durasi self-starting motor listrik asinkron dari mekanisme utama kebutuhan mereka sendiri. Jika, karena penurunan tegangan yang besar, tidak mungkin untuk memastikan swa-start semua motor listrik yang beroperasi, beberapa di antaranya harus dimatikan. Untuk ini, perlindungan undervoltage khusus digunakan, yang mematikan motor listrik yang tidak bertanggung jawab ketika tegangan pada terminalnya turun menjadi 60-70% dari nominal. Jika terjadi pemutusan pada salah satu fase belitan stator, motor listrik tetap beroperasi. Dalam hal ini, kecepatan rotor agak berkurang, dan belitan dua fase yang tidak rusak kelebihan beban dengan arus 1,5-2 kali lebih tinggi dari yang nominal. Perlindungan motor terhadap operasi dua fase hanya digunakan pada motor yang dilindungi oleh sekering, jika operasi dua fase dapat menyebabkan kerusakan pada motor.
Di pembangkit listrik termal yang kuat, motor listrik asinkron dua kecepatan dengan tegangan 6 kV banyak digunakan sebagai penggerak untuk pembuangan asap, kipas angin, dan pompa sirkulasi. Motor listrik ini dibuat dengan dua belitan stator independen, yang masing-masing dihubungkan melalui sakelar terpisah, dan kedua belitan stator tidak dapat dihidupkan secara bersamaan, di mana interlock khusus disediakan di sirkuit kontrol. Penggunaan motor listrik semacam itu memungkinkan Anda menghemat listrik dengan mengubah kecepatannya tergantung pada beban unit. Pada motor listrik seperti itu, dua set perlindungan relai dipasang.
Dalam operasi, sirkuit penggerak listrik juga digunakan, menyediakan rotasi mekanisme (misalnya, ball mill) oleh dua motor listrik berpasangan yang terhubung ke satu sakelar. Dalam hal ini, semua proteksi umum untuk kedua motor, kecuali proteksi arus urutan nol, yang disediakan untuk setiap motor listrik dan dilakukan dengan menggunakan relai arus yang terhubung ke CT urutan nol yang dipasang pada setiap kabel.
Perlindungan motor asinkron dari hubung singkat fase-ke-fase, kelebihan beban, dan gangguan pembumian.
Untuk perlindungan terhadap hubung singkat multi-fase motor listrik hingga 5000 kW, biasanya digunakan pemutus arus maksimum. Pemutusan arus yang paling sederhana dapat dilakukan dengan relai kerja langsung yang terpasang pada penggerak pemutus arus. Dengan relai tidak langsung, salah satu dari dua skema untuk menghubungkan CT dan relai digunakan, ditunjukkan pada gambar. 6.2 dan 6.3. Pemutusan dilakukan dengan relai arus independen. Penggunaan relai arus dengan karakteristik dependen (Gbr. 6 3) memungkinkan untuk memberikan perlindungan terhadap hubung singkat dan beban lebih menggunakan relai yang sama. Arus operasi cutoff dipilih - sesuai dengan ekspresi berikut:
di mana k cx - koefisien sirkuit sama dengan 1 untuk sirkuit pada gambar. 6.3 dan v3 untuk sirkuit pada gambar. 6.2; Saya mulai - arus awal motor listrik.
Jika arus operasi rele di-detun dari arus masuk, cutoff biasanya di-detuned dengan andal dan dari. arus yang dikirim motor listrik ke bagian selama korsleting eksternal.
Mengetahui arus pengenal motor Saya nom dan multiplisitas arus awal k n ditentukan dalam katalog, Anda dapat menghitung arus awal menggunakan ekspresi berikut:
Beras. 6.2 Skema proteksi motor listrik dengan pemutus arus dengan satu relai arus sesaat: sebuah- sirkuit saat ini, B- sirkuit arus searah operasional
Seperti yang dapat dilihat dari osilogram yang ditunjukkan pada Gambar. 6.4, yang menunjukkan arus awal motor pompa umpan, pada saat pertama memulai, puncak arus magnetisasi jangka pendek muncul, yang melebihi arus awal motor listrik. Untuk menyimpang dari puncak ini, arus operasi cutoff dipilih dengan mempertimbangkan faktor keandalan: k n =1,8 untuk relai tipe RT-40 yang beroperasi melalui relai perantara; k n = 2 untuk rele tipe IT-82, IT-84 (RT-82, RT-84), serta untuk rele aksi langsung.
Beras. 6.3. Rangkaian proteksi motor listrik terhadap hubung singkat dan beban lebih dengan dua relay tipe RT-84: sebuah- sirkuit saat ini, B- rangkaian arus searah operasional.
T
Beras. 6 4. Osilogram arus start motor listrik.
pemutusan arus motor listrik dengan daya hingga 2000 kW harus dilakukan, sebagai suatu peraturan, sesuai dengan rangkaian relai tunggal yang paling sederhana dan termurah (lihat Gambar 6.2). Namun, kerugian dari rangkaian ini adalah sensitivitas yang lebih rendah dibandingkan dengan pemutusan yang dibuat sesuai dengan rangkaian pada Gambar. 6.3, untuk hubung singkat dua fase antara salah satu fase di mana CT dipasang dan fase tanpa CT. Hal ini terjadi, karena arus aktuasi pemutus yang dibuat menurut sirkit relai tunggal, menurut (6.1), adalah v3 kali lebih besar daripada pada sirkit dua relai. Oleh karena itu, pada motor listrik dengan daya 2000-5000 kW, pemutus arus dilakukan oleh dua relai untuk meningkatkan sensitivitas. Sirkuit pemutus dua relai juga harus digunakan pada motor listrik hingga 2000 kW, jika koefisien sensitivitas sirkuit relai tunggal untuk hubung singkat dua fase pada keluaran motor kurang dari dua.
Pada motor listrik dengan daya 5000 kW atau lebih, perlindungan diferensial longitudinal dipasang, yang memberikan sensitivitas lebih tinggi terhadap korsleting di terminal dan di belitan motor listrik. Proteksi ini dilakukan dalam versi dua fase atau tiga fase dengan tipe relai RNT-565 (mirip dengan proteksi generator). Arus tersandung disarankan untuk mengambil 2 Saya nomor
Karena proteksi dua fasa tidak merespon gangguan pentanahan ganda, salah satunya terjadi pada belitan motor pada fasa V , di mana tidak ada CT, perlindungan khusus terhadap sirkuit ganda tanpa penundaan waktu juga dipasang.
PERLINDUNGAN BEBAN BEBAN
Perlindungan kelebihan beban dipasang hanya pada motor listrik yang mengalami kelebihan beban teknologi (kipas pabrik, penghisap asap, pabrik, penghancur, pompa pengangkutan, dll.), biasanya dengan efek pada sinyal atau mekanisme pembongkaran. Jadi, misalnya, pada motor listrik poros pabrik, perlindungan dapat bertindak untuk mematikan motor listrik dari mekanisme pasokan batubara, sehingga mencegah penyumbatan pabrik dengan batubara.
Proteksi beban lebih harus mematikan motor yang dipasang hanya jika penyebab beban lebih tidak dapat dihilangkan tanpa menghentikan motor. Penggunaan proteksi kelebihan beban dengan aksi tersandung juga berguna dalam instalasi tanpa awak.
Arus trip proteksi beban lebih diasumsikan:
di mana k n = 1.1-1.2.
Dalam hal ini, relai proteksi beban lebih akan dapat beroperasi dari arus masuk, sehingga waktu tunda proteksi diasumsikan 10-20 s sesuai dengan kondisi detuning dari waktu start motor. Proteksi beban lebih dilakukan menggunakan elemen induktif dari relai tipe IT-80 (RT-80) (lihat Gambar 6.3). Jika motor listrik harus dimatikan selama kelebihan beban, relai tipe IT-82 (RT-82) digunakan di sirkuit proteksi. Pada motor listrik, perlindungan kelebihan beban yang seharusnya tidak bertindak untuk trip, disarankan untuk menggunakan relai dengan dua pasang kontak tipe IT-84 (RT-84), yang menyediakan tindakan pemutusan dan elemen induksi yang terpisah.
Untuk sejumlah motor listrik (pembuang asap, kipas angin, kincir), waktu penyelesaiannya adalah 30-35 detik, sirkuit proteksi kelebihan beban dengan relai RT-84 dilengkapi dengan relai waktu EV-144, yang masuk ke tindakan setelah kontak relai saat ini ditutup. Dalam hal ini, waktu tunda perlindungan dapat ditingkatkan hingga 36 detik. V Akhir-akhir ini untuk perlindungan kelebihan beban motor listrik tambahan, sirkuit perlindungan dengan satu relai arus tipe RT-40 dan satu relai waktu tipe EV-144 digunakan, dan untuk motor listrik dengan waktu mulai lebih dari 20 detik - waktu relai tipe VL-34 (dengan skala 1-100 s ).
Perlindungan tegangan rendah.
Setelah korsleting diputus, motor listrik terhubung ke bagian atau sistem busbar, di mana terjadi penurunan tegangan selama korsleting, mulai sendiri. Arus yang memulai sendiri, beberapa kali lebih tinggi dari yang nominal, melewati jalur suplai (atau transformator) dari kebutuhan mereka sendiri. Akibatnya, tegangan pada bus bantu, dan, akibatnya, pada motor listrik, berkurang sedemikian rupa sehingga torsi pada poros motor mungkin tidak cukup untuk memutarnya. Self-starting motor listrik tidak dapat terjadi jika tegangan busbar di bawah 55-65% Saya nomor Untuk memastikan self-starting dari motor listrik yang paling kritis, perlindungan undervoltage dipasang, yang mematikan motor listrik yang tidak penting, yang ketiadaannya tidak akan mempengaruhi proses produksi untuk beberapa waktu. Ini mengurangi total arus mulai sendiri dan meningkatkan voltase pada bus tambahan, yang memastikan pengaktifan sendiri motor listrik kritis.
Dalam beberapa kasus, selama tidak ada tegangan yang lama, perlindungan tegangan rendah juga mematikan motor listrik kritis. Ini diperlukan, khususnya, untuk memulai sirkuit AVR motor listrik, serta sesuai dengan teknologi produksi. Jadi, misalnya, dalam hal penghentian semua pembuang asap, perlu untuk mematikan pabrik dan kipas ledakan dan pengumpan debu; dalam kasus penghentian blower - kipas pabrik dan pengumpan debu. Mematikan motor listrik kritis dengan proteksi tegangan rendah juga dilakukan dalam kasus di mana penyalaan sendiri tidak dapat diterima karena kondisi keselamatan atau karena bahaya kerusakan pada mekanisme yang digerakkan.
Proteksi undervoltage yang paling sederhana dapat dilakukan dengan satu relai tegangan yang dihubungkan ke tegangan fasa-ke-fasa. Namun, penerapan perlindungan ini tidak dapat diandalkan, karena jika terjadi pemutusan pada rangkaian tegangan, dimungkinkan untuk mematikan motor listrik secara salah. Oleh karena itu, rangkaian proteksi relai tunggal hanya digunakan bila menggunakan relai kerja langsung.Untuk mencegah operasi proteksi palsu jika terjadi kegagalan rangkaian tegangan, digunakan rangkaian khusus untuk pengaktifan relai tegangan. Salah satu skema tersebut untuk empat motor listrik, yang dikembangkan di Tyazhpromelectroproekt, ditunjukkan pada Gambar. 6.5. Relai tegangan rendah yang dioperasikan langsung KVT1-KVT4 terhubung ke fase-ke-fase tegangan ab dan SM Untuk meningkatkan keandalan perlindungan, relai ini diberi daya secara terpisah dari perangkat dan meter yang terhubung ke sirkuit tegangan melalui pemutus sirkuit tiga fase SF3 dengan pelepasan elektromagnetik seketika (dua fase pemutus sirkuit digunakan).
Fase V sirkuit tegangan tidak diarde secara tuli, tetapi melalui sekering yang rusak fv, Ini menghilangkan kemungkinan korsleting fase tunggal di sirkuit tegangan dan juga meningkatkan keandalan perlindungan. Dalam fase SEBUAH perlindungan dipasang pemutus sirkuit fase tunggal SFI dengan pelepasan sesaat elektromagnetik, dan dalam fase DENGAN - pemutus sirkuit dengan pelepasan termal tertunda. Antara fase SEBUAH dan DENGAN kapasitor C dengan kapasitas sekitar 30 uF disertakan, yang tujuannya ditunjukkan di bawah ini.
Beras. 6 5. Sirkuit proteksi undervoltage dengan relai kerja langsung tipe RNV
Jika terjadi kerusakan pada rangkaian tegangan, proteksi yang dimaksud akan berperilaku sebagai berikut. Hubungan pendek salah satu fase ke tanah, seperti disebutkan di atas, tidak menyebabkan pemutus sirkuit tersandung, karena sirkuit tegangan tidak memiliki tanah mati. Dengan hubung singkat dua fase dari fase V dan DENGAN hanya pemutus sirkuit yang akan mati SF2 fase DENGAN. Relai tegangan KVT1 dan KVT2 tetap terhubung ke tegangan normal dan karena itu jangan mulai. Menyampaikan KVT3 dan KVT4, dipicu oleh korsleting di sirkuit tegangan, setelah pemutus sirkuit dimatikan SF2 tarik lagi, karena mereka akan diberi energi dari fase SEBUAH melalui kapasitor DENGAN. Dengan fase hubung singkat AB atau AC pemutus sirkuit akan mati SF1, dipasang dalam fase SEBUAH. Setelah mematikan relai hubung singkat KVT1 dan KVT2 tarik lagi di bawah aksi tegangan dari fase DENGAN, datang melalui kapasitor C. Relay KVT3 dan KVT4 tidak akan dimulai. Relai akan berperilaku serupa jika terjadi kegagalan fase. SEBUAH dan DENGAN. Dengan demikian, skema perlindungan yang dipertimbangkan tidak bekerja secara salah dengan kemungkinan kerusakan paling besar pada rangkaian tegangan. Pengoperasian perlindungan yang salah hanya dimungkinkan jika terjadi kerusakan yang tidak mungkin pada sirkuit tegangan - korsleting tiga fase atau ketika pemutus sirkuit dimatikan SF1 dan SF2. Pensinyalan kegagalan rangkaian tegangan dilakukan oleh kontak relai KV1.1, KV2.1, KV3.1 dan kontak pemutus sirkuit SF1.1, SF2.1, SF3.1.
Dalam instalasi dengan arus operasi searah, perlindungan tegangan rendah dilakukan untuk setiap bagian dari busbar tambahan sesuai dengan diagram yang ditunjukkan pada gambar. 6.6. Dalam rangkaian relai waktu CT1, bertindak untuk mematikan motor listrik yang tidak bertanggung jawab, kontak tiga relai tegangan minimum dihubungkan secara seri KV1. Berkat penyalaan relai ini, operasi perlindungan yang salah dapat dicegah ketika sekering apa pun di sirkuit transformator tegangan putus. Tegangan aktuasi relai KV1 sekitar 70% diterima kamu nomor
Beras. 6.6. Sirkuit proteksi undervoltage pada arus operasi searah: sebuah- sirkuit tegangan bolak-balik; B- sirkuit operasional SAYA- mematikan mesin yang tidak bertanggung jawab; II- untuk mematikan mesin kritis.
Penundaan waktu perlindungan untuk mematikan motor listrik yang tidak bertanggung jawab disesuaikan dari pemutusan motor listrik dan diatur sama dengan 0,5-1,5 detik. Waktu tunda untuk mematikan motor listrik kritis diasumsikan 10-15 detik, sehingga perlindungan tidak bertindak untuk mematikannya selama penurunan tegangan yang disebabkan oleh korsleting dan motor listrik self-start. Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman operasi, dalam beberapa kasus, motor listrik yang dapat hidup sendiri berlangsung 20-25 detik dengan penurunan tegangan pada bus tambahan hingga 60-70% kamu tidak . Pada saat yang sama, jika tidak ada tindakan tambahan yang diambil, proteksi undervoltage (relay) KV1), memiliki pengaturan perjalanan (0,6-0,7) kamu tidak , dapat memodifikasi dan menonaktifkan motor listrik kritis. Untuk mencegah hal ini di sirkuit berliku dari relai waktu CT2, bekerja pada shutdown motor listrik kritis, kontak dihidupkan KV2.1 relai tegangan keempat KV2. Relai tegangan minimum ini memiliki pengaturan trip dengan orde (0,4-0,5) kamu nom dan kembali dengan andal selama self-start. Menyampaikan KV2 akan menjaga kontaknya tertutup untuk waktu yang lama hanya ketika tegangan benar-benar dihapus dari bus tambahan. Dalam kasus di mana durasi self-starting kurang dari waktu tunda relai CT2, menyampaikan KV2 tidak terpasang.
Baru-baru ini, pembangkit listrik telah menggunakan skema perlindungan yang berbeda, ditunjukkan pada Gambar. 6.7. Tiga relai start digunakan dalam rangkaian ini: relai tegangan urutan negatif KV1 ketik RNF-1M dan relai undervoltage KV2 dan KV3 ketik RN-54/160.
Beras. 6.7. Sirkuit proteksi undervoltage dengan relai tegangan urutan positif: sebuah- sirkuit tegangan; B- sirkuit operasional
Dalam mode normal, ketika tegangan fase-ke-fase simetris, kontak NC KV1.1 di sirkuit berliku dari relai waktu perlindungan CT1 dan CT2 tutup, dan tutup KV1.2 di sirkuit alarm terbuka. Kontak pemutus relai K.V2.1 dan KV3.1 saat terbuka. Ketika tegangan turun pada semua fase, kontak KV1.1 akan tetap tertutup dan bertindak secara bergantian: tahap pertama perlindungan tegangan rendah, yang dilakukan dengan menggunakan relai KV2(pengaturan operasi 0,7 kamu nom) dan CT1; yang kedua - menggunakan relai KV3(pengaturan operasi 0,5 kamu nom) dan CT2. Jika terjadi pelanggaran satu atau dua fase dari rangkaian tegangan, relai diaktifkan KV1, yang kontak penutupnya KV1.2 sinyal diberikan tentang kerusakan sirkuit tegangan. Ketika setiap tahap perlindungan dipicu, nilai tambah dipasok ke ban SHMN1 dan SHMN2 masing-masing, dari mana datang ke sirkuit shutdown motor listrik. Tindakan perlindungan ditandai dengan menunjukkan relai KH1 dan KH2, memiliki belitan paralel.
Mungkin semua orang tahu bahwa berbagai perangkat beroperasi berdasarkan motor listrik. Namun untuk apa proteksi motor listrik dibutuhkan, hanya sebagian kecil pengguna yang mengetahuinya. Ternyata mereka dapat pecah sebagai akibat dari berbagai situasi yang tidak terduga.
Perangkat pelindung berkualitas tinggi digunakan untuk menghindari masalah dengan biaya perbaikan yang tinggi, waktu henti yang tidak menyenangkan, dan kerugian material tambahan. Selanjutnya, kita akan memahami perangkat dan kemampuannya.
Bagaimana perlindungan motor dibuat?
Kami akan secara bertahap mempertimbangkan perangkat perlindungan motor utama dan fitur operasinya. Tapi sekarang mari kita bicara tentang tiga tingkat perlindungan:
- Versi perlindungan eksternal untuk perlindungan hubung singkat. Biasanya mengacu pada jenis yang berbeda atau disajikan dalam bentuk relay. Mereka memiliki status resmi dan harus dipasang sesuai dengan standar keselamatan di wilayah Federasi Rusia.
- Versi eksternal dari perlindungan beban berlebih motor membantu mencegah kerusakan berbahaya atau kegagalan kritis dalam proses.
- Jenis perlindungan bawaan akan menghemat jika terjadi panas berlebih yang nyata. Dan ini akan melindungi dari kerusakan kritis atau kegagalan selama operasi. Dalam hal ini, sakelar tipe eksternal diperlukan; terkadang relai digunakan untuk mengatur ulang.
Apa yang menyebabkan motor listrik gagal?
Selama operasi, terkadang muncul situasi yang tidak terduga yang menghentikan pengoperasian mesin. Karena itu, disarankan untuk memberikan perlindungan motor yang andal terlebih dahulu.
Anda bisa melihat foto berbagai jenis pelindung motor untuk mendapatkan gambaran tampilannya.
Pertimbangkan kasus kegagalan motor listrik di mana kerusakan serius dapat dihindari dengan bantuan perlindungan:
- Tingkat pasokan listrik yang tidak mencukupi;
- Suplai tegangan tingkat tinggi;
- Perubahan cepat dalam frekuensi pasokan saat ini;
- Pemasangan motor listrik atau penyimpanan elemen utamanya yang tidak benar;
- Peningkatan suhu dan melebihi nilai yang diizinkan;
- Pasokan pendingin tidak mencukupi;
- Tingkat suhu yang meningkat lingkungan;
- Mengurangi tekanan barometrik jika mesin dioperasikan pada ketinggian yang ditinggikan berdasarkan permukaan laut;
- Peningkatan suhu fluida kerja;
- Viskositas fluida kerja yang tidak dapat diterima;
- Mesin sering mati dan hidup;
- Pemblokiran rotor;
- Pemutusan fase yang tidak terduga.
Agar perlindungan kelebihan beban motor listrik untuk mengatasi masalah yang tercantum dan dapat melindungi elemen utama perangkat, perlu menggunakan opsi berdasarkan shutdown otomatis.
Versi sekering yang melebur sering digunakan untuk ini, karena sederhana dan mampu melakukan banyak fungsi:
Versi sakelar sekering diwakili oleh sakelar darurat dan sekering yang terhubung berdasarkan rumah umum. Sakelar memungkinkan Anda untuk membuka atau menutup jaringan menggunakan metode mekanis, dan sekering menciptakan perlindungan motor berkualitas tinggi berdasarkan efek arus listrik. Namun, sakelar ini terutama digunakan untuk proses layanan purna jual ketika perlu untuk menghentikan transfer arus.
Versi sekering yang dapat melebur berdasarkan aksi cepat dianggap sebagai pelindung hubung singkat yang sangat baik. Tetapi kelebihan beban pendek dapat menyebabkan kerusakan sekering jenis ini. Karena itu, disarankan untuk menggunakannya berdasarkan efek tegangan transien kecil.
Sekering berdasarkan delay trip mampu melindungi dari beban lebih atau berbagai korsleting. Biasanya, mereka mampu menahan peningkatan tegangan 5 kali lipat selama 10-15 detik.
Penting: Versi otomatis pemutus sirkuit berbeda dalam tingkat arus yang akan dioperasikan. Karena itu, lebih baik menggunakan pemutus arus yang mampu menahan arus maksimum jika terjadi korsleting berdasarkan sistem ini.
Relai termal
V berbagai perangkat relai termal digunakan untuk melindungi motor dari kelebihan beban di bawah pengaruh arus atau panas berlebih dari elemen kerja. Itu dibuat menggunakan pelat logam yang memiliki koefisien ekspansi yang berbeda di bawah pengaruh panas. Biasanya ditawarkan bersama dengan starter magnetik dan perlindungan otomatis.
Perlindungan mesin otomatis
Pemutus sirkuit pelindung motor membantu melindungi belitan dari terjadinya korsleting, melindungi terhadap beban atau kerusakan salah satu fase. Mereka selalu digunakan sebagai garis pertahanan pertama dalam jaringan catu daya motor. Kemudian starter magnetik digunakan, jika perlu, dilengkapi dengan relai termal.
Apa kriteria untuk memilih mesin yang cocok:
- Penting untuk memperhitungkan besarnya arus operasi motor listrik;
- Jumlah gulungan yang digunakan;
- Kemampuan mesin untuk mengatasi arus akibat korsleting. Versi reguler beroperasi hingga 6 kA, dan yang terbaik hingga 50 kA. Perlu mempertimbangkan kecepatan respons untuk yang selektif kurang dari 1 detik, yang normal kurang dari 0,1 detik, yang berkecepatan tinggi sekitar 0,005 detik;
- Dimensi, karena sebagian besar mesin dapat dihubungkan dengan bus berdasarkan tipe tetap;
- Jenis pelepasan sirkuit - biasanya metode termal atau elektromagnetik digunakan.
Blok perlindungan universal
Berbagai unit perlindungan motor universal membantu melindungi motor dengan memutus tegangan atau menghalangi kemampuan untuk memulai.
Mereka bekerja dalam kasus seperti itu:
- Masalah tegangan, ditandai dengan lonjakan dalam jaringan, pemutusan fase, pelanggaran rotasi fase atau pelekatan, ketidakseimbangan fase atau tegangan linier;
- kemacetan mekanis;
- Kurangnya torsi untuk poros ED;
- berbahaya karakteristik operasional isolasi tubuh;
- Jika terjadi gangguan tanah.
Meskipun perlindungan undervoltage dapat diatur dengan cara lain, kami telah mempertimbangkan yang utama. Sekarang Anda memiliki gagasan tentang mengapa perlu untuk melindungi motor listrik, dan bagaimana ini dilakukan dengan berbagai metode.
Foto pelindung motor
Analisis mode operasi motor asinkron menunjukkan bahwa di bawah kondisi produksi dapat ada berbagai situasi darurat yang memerlukan konsekuensi berbeda untuk motor. Sarana perlindungan tidak memiliki keserbagunaan yang cukup untuk mematikan mesin dalam semua kasus, terlepas dari penyebab dan sifat mode darurat, jika terjadi situasi berbahaya untuknya. Setiap mode darurat memiliki karakteristiknya sendiri. Alat pelindung yang digunakan saat ini memiliki kekurangan dan kelebihan, yang diwujudkan dalam kondisi tertentu. Sisi ekonomi dari masalah ini juga harus diperhitungkan. Pilihan alat perlindungan harus didasarkan pada perhitungan teknis dan ekonomi, di mana perlu memperhitungkan biaya alat pelindung itu sendiri, biaya operasinya, dan jumlah kerusakan yang disebabkan oleh kecelakaan mesin. Harus diingat bahwa keandalan perlindungan juga tergantung pada karakteristik mesin yang bekerja dan mode operasinya. Perlindungan termal memiliki fleksibilitas terbesar. Tapi itu lebih mahal daripada alat perlindungan lain, dan lebih kompleks dalam desain. Oleh karena itu, penggunaannya dibenarkan dalam kasus di mana jenis perlindungan lain tidak dapat memberikan operasi yang andal, atau instalasi yang dilindungi memaksakan peningkatan persyaratan pada keandalan perlindungan, misalnya, karena kerusakan besar jika terjadi kegagalan mesin.
Jenis perangkat pelindung harus dipilih saat merancang unit proses, dengan mempertimbangkan semua fitur operasinya. Personil operasi harus menerima lengkap Peralatan yang diperlukan. Namun, dalam beberapa kasus, saat melengkapi atau membangun kembali jalur produksi
Terserah personel operasi untuk memutuskan sendiri jenis perlindungan mana yang sesuai dalam kasus tertentu. Untuk melakukan ini, perlu untuk menganalisis kemungkinan mode darurat instalasi dan memilih perangkat pelindung yang diperlukan. Dalam brosur ini, kita tidak akan membahas secara rinci metodologi pemilihan proteksi beban lebih motor. Kami akan membatasi diri hanya pada beberapa rekomendasi umum yang mungkin berguna bagi personel yang mengoperasikan instalasi listrik pedesaan.
Pertama-tama, perlu untuk menetapkan karakteristik mode darurat dari instalasi yang diberikan. Beberapa dari mereka dimungkinkan di semua instalasi, dan yang lain hanya di beberapa. Kelebihan beban kehilangan fase tidak tergantung pada mesin yang digerakkan dan dapat terjadi di semua instalasi. Relai termal dan perlindungan suhu internal melakukan fungsi perlindungan yang cukup memuaskan dalam mode darurat jenis ini. Penggunaan proteksi rugi fasa khusus selain proteksi kelebihan beban harus dibenarkan. Dalam kebanyakan kasus, itu tidak diperlukan. Relai termal dan perlindungan suhu sudah cukup. Penting untuk secara sistematis memeriksa kondisi mereka dan menyesuaikan. Hanya dalam kasus di mana kegagalan mesin dapat menyebabkan kerusakan besar, Anda dapat menggunakan perlindungan kelebihan beban khusus saat fase hilang.
Relai termal tidak cukup efektif sebagai sarana perlindungan terhadap kelebihan beban selama bolak-balik (dengan fluktuasi beban yang besar), dengan mode operasi intermiten dan jangka pendek. Dalam kasus ini, perlindungan suhu internal lebih efektif. Dalam hal mesin dengan start berat, perlindungan suhu internal juga harus diutamakan.
Dari berbagai alat proteksi yang tersedia untuk motor asinkron, hanya dua perangkat yang memiliki aplikasi luas: relai termal dan proteksi suhu terpasang. Kedua perangkat ini bersaing dalam desain penggerak listrik mesin pertanian. Untuk memilih jenis proteksi dilakukan studi kelayakan dengan menggunakan metode pengurangan biaya. Tanpa memikirkan perhitungan yang tepat dengan metode ini, kami akan mempertimbangkan penerapan ketentuan utamanya untuk memilih opsi perlindungan yang paling menguntungkan.
Preferensi harus diberikan pada opsi yang akan memiliki biaya terendah untuk pembelian, pemasangan, dan pengoperasian perangkat yang bersangkutan. Dalam hal ini, kerusakan yang ditimbulkan oleh produksi karena keandalan tindakan perlindungan yang tidak memadai harus diperhitungkan. Biaya yang diberikan untuk satu tahun penggunaan ditentukan oleh rumus
di mana K adalah biaya motor dan alat pelindung, termasuk biaya pengangkutan dan pemasangannya;
ke - koefisien dengan mempertimbangkan pengurangan untuk penyusutan, pembaruan peralatan, perbaikan;
E - biaya operasi (biaya pemeliharaan peralatan pelindung, listrik yang dikonsumsi, dll.);
Y - kerusakan yang ditanggung produksi karena kegagalan atau tindakan perlindungan yang salah.
Jumlah kerusakan terdiri dari dua istilah
di mana Um adalah kerusakan teknologi yang disebabkan oleh kegagalan mesin (biaya produk yang kurang terkirim atau rusak);
Kd - biaya penggantian mesin dan perangkat pelindung yang rusak, termasuk biaya pembongkaran yang lama dan pemasangan peralatan baru;
p0 adalah probabilitas kegagalan (tindakan yang salah) dari perlindungan, yang menyebabkan kegagalan mesin.
Biaya operasional jauh lebih kecil daripada komponen lain dari pengurangan biaya, sehingga dapat diabaikan dalam perhitungan lebih lanjut. Biaya motor dengan proteksi built-in dan peralatan proteksi built-in lebih mahal daripada biaya motor konvensional dan relai termal. Tapi pertahanan pertama yang dianggap lebih sempurna. Ia bekerja secara efektif di hampir semua situasi darurat, sehingga kerusakan dari tindakan yang salah akan lebih sedikit. Biaya perlindungan yang lebih mahal akan dibenarkan hanya jika kerusakan dikurangi dengan jumlah yang lebih besar daripada biaya tambahan perlindungan yang lebih maju.
Jumlah kerusakan teknologi tergantung pada alam proses teknologi dan waktu henti peralatan. Dalam beberapa kasus, mungkin diabaikan. Ini berlaku terutama untuk pabrik yang beroperasi secara terpisah, yang waktu hentinya selama penghapusan kecelakaan tidak memiliki efek nyata pada keseluruhan produksi. Karena produksi dipenuhi dengan mekanisasi dan elektrifikasi, tingkat persyaratan untuk keandalan operasi peralatan meningkat. Waktu henti karena peralatan listrik yang rusak menyebabkan kerusakan besar, dan dalam beberapa kasus menjadi tidak dapat diterima. Menggunakan beberapa data rata-rata, dimungkinkan untuk menentukan ruang lingkup aplikasi perangkat perlindungan yang lebih kompleks yang dapat dibenarkan secara ekonomi.
Nilai probabilitas kegagalan proteksi p0 tergantung pada desain dan kualitas manufaktur peralatan, serta pada sifat mode darurat di mana mesin dapat menemukan dirinya sendiri. Seperti yang ditunjukkan di atas, dalam beberapa kondisi darurat, relai termal tidak memberikan penghentian mesin yang andal. Dalam hal ini, perlindungan suhu bawaan lebih baik. Pengalaman menggunakan proteksi ini menunjukkan bahwa nilai probabilitas kegagalan proteksi ini pb dapat diambil sebesar 0,02. Ini berarti bahwa ada kemungkinan bahwa dari 100 perangkat tersebut, dua mungkin tidak berfungsi, yang mengakibatkan kegagalan mesin.
Dengan menggunakan rumus (40) dan (41), kami menentukan berapa nilai probabilitas kegagalan relai termal ptr pengurangan biaya akan sama. Ini akan memungkinkan untuk menilai ruang lingkup perangkat tertentu. Dengan mengabaikan biaya operasi, kita dapat menulis
di mana indeks vz dan tr masing-masing berarti proteksi bawaan dan relai termal. Dari sini kita mendapatkan
Untuk mewakili urutan tingkat keandalan yang diperlukan dari pengoperasian relai termal, pertimbangkan sebuah contoh.
Mari kita tentukan nilai ptr maksimum yang diizinkan dari relai termal TRN-10 dengan elemen bimetal lengkap dengan mesin A02-42-4CX dengan membandingkan dengan penerapan mesin A02-42-4SHTZ dengan perlindungan suhu built-in UVTZ, untuk yang kita ambil pvz = 0,02. Kerusakan teknologi diasumsikan nol. Biaya motor dengan relai termal, termasuk biaya transportasi dan pemasangan, adalah 116 rubel, dan untuk versi dengan perlindungan UVTZ - 151 rubel. Biaya penggantian mesin A02-42-4CX yang gagal dan relai termal TRN-10, dengan mempertimbangkan biaya pembongkaran peralatan lama dan pemasangan yang baru, adalah 131 rubel, dan untuk opsi dengan perlindungan UVTZ - 170 rubel . Sesuai dengan standar yang ada, kami menerima ke = 0,32. Setelah mensubstitusikan data ini ke dalam persamaan (43), kita memperoleh
Nilai yang diperoleh mencirikan probabilitas kegagalan yang diizinkan, di mana penggunaan relai termal tidak menguntungkan secara ekonomi. Angka serupa diperoleh untuk mesin berdaya rendah lainnya. Untuk menentukan kelayakan menggunakan sarana perlindungan yang dipertimbangkan, perlu untuk membandingkan probabilitas kegagalan yang diizinkan dengan yang sebenarnya.
Kurangnya data yang memadai tentang nilai aktual tidak memungkinkan kami untuk secara akurat menentukan area penerapan yang efektif dari pertimbangan perangkat pelindung dengan menggunakan langsung metode perhitungan teknis dan ekonomis yang disebutkan. Namun, dengan menggunakan hasil analisis mode operasi motor asinkron dan perangkat pelindung, serta beberapa data yang secara tidak langsung mencirikan indikator keandalan yang diperlukan, dimungkinkan untuk menguraikan area penggunaan preferensial dari satu atau beberapa jenis lainnya. dari perangkat pelindung.
Tingkat keandalan sebenarnya dari operasi perlindungan tidak hanya bergantung pada prinsip operasinya dan kualitas pembuatan peralatan, tetapi juga pada tingkat pengoperasian peralatan listrik. Di mana pemeliharaan peralatan listrik dilakukan, meskipun ada beberapa kekurangan relai termal, tingkat kecelakaan motor listrik rendah. Praktek pertanian yang maju menunjukkan bahwa dengan mapan pemeliharaan instalasi listrik, persentase tahunan kegagalan motor listrik yang dilindungi oleh relai termal dapat dikurangi hingga 5% atau kurang.
Namun, perlu dicatat bahwa kesimpulan seperti itu hanya valid jika mempertimbangkan gambaran keseluruhan. Saat mempertimbangkan kondisi spesifik tertentu, preferensi harus diberikan pada perangkat perlindungan lainnya. Berdasarkan analisis mode operasi penggerak listrik, dimungkinkan untuk menunjukkan sejumlah instalasi di mana kemungkinan kegagalan relai termal akan tinggi karena kekurangan dalam prinsip operasinya.
1. Penggerak listrik mesin dengan beban variabel tajam (penggiling pakan, penghancur, konveyor pneumatik untuk memuat silase, dll.). Dengan fluktuasi beban yang besar, relai termal tidak dapat "mensimulasikan" keadaan termal motor, sehingga tingkat kegagalan aktual relai termal dalam instalasi semacam itu akan tinggi.
2. Motor listrik beroperasi sesuai dengan skema "segitiga". Keunikan mereka terletak pada kenyataan bahwa ketika salah satu fase dari jalur suplai putus, arus pada kabel dan fase linier yang tersisa meningkat secara tidak merata. Pada fase yang paling banyak dimuat, arus tumbuh lebih cepat daripada di kabel linier.
3. Motor listrik dari instalasi yang beroperasi pada frekuensi yang meningkat dari situasi darurat yang menyebabkan matinya mesin (misalnya, konveyor pupuk kandang).
4. Motor listrik dari instalasi, downtime yang menyebabkan kerusakan teknologi yang hebat.
Untuk menghindari kegagalan yang tidak terduga, perbaikan yang mahal, dan kerugian berikutnya karena waktu henti motor, sangat penting untuk melengkapi motor dengan perangkat pelindung.
Perlindungan mesin memiliki tiga tingkatan:
Perlindungan hubung singkat instalasi eksternal . Perangkat perlindungan eksternal biasanya sekering jenis yang berbeda atau relai proteksi hubung singkat. Perangkat pelindung jenis ini wajib dan disetujui secara resmi, dipasang sesuai dengan peraturan keselamatan.
Perlindungan kelebihan beban eksternal , yaitu perlindungan terhadap kelebihan beban motor pompa, dan, akibatnya, pencegahan kerusakan dan malfungsi motor listrik. Ini adalah perlindungan saat ini.
Perlindungan motor bawaan dengan perlindungan panas berlebih untuk menghindari kerusakan dan malfungsi motor. Perangkat proteksi bawaan selalu memerlukan sakelar eksternal, dan beberapa jenis proteksi motor bawaan bahkan memerlukan relai beban lebih.
Kemungkinan Kondisi Kegagalan Mesin
Selama operasi, mungkin ada berbagai kesalahan. Oleh karena itu, sangat penting untuk memperkirakan kemungkinan kegagalan dan penyebabnya serta melindungi motor sebaik mungkin. Berikut ini adalah daftar kondisi kegagalan di mana kerusakan pada motor dapat dihindari:
Kualitas catu daya yang buruk:
Tegangan tinggi
dibawah tegangan
Tegangan/arus tidak seimbang (lonjakan)
Perubahan frekuensi
Pemasangan yang salah, pelanggaran kondisi penyimpanan atau kerusakan motor listrik itu sendiri
Peningkatan suhu secara bertahap dan keluarnya di luar batas yang diizinkan:
Pendinginan tidak memadai
Suhu lingkungan yang tinggi
Mengurangi tekanan atmosfer (bekerja di ketinggian)
Suhu cairan tinggi
Viskositas fluida kerja yang terlalu tinggi
Sering menghidupkan / mematikan motor listrik
Momen inersia beban terlalu tinggi (berbeda untuk setiap pompa)
Kenaikan suhu yang cepat:
Kunci rotor
Kegagalan fase
Untuk melindungi jaringan dari kelebihan beban dan hubung singkat ketika salah satu kondisi kegagalan di atas terjadi, perlu untuk menentukan perangkat perlindungan jaringan mana yang akan digunakan. Ini harus secara otomatis mematikan daya listrik. Sekering adalah perangkat paling sederhana yang melakukan dua fungsi. Sebagai aturan, sekering saling berhubungan menggunakan sakelar darurat, yang dapat memutuskan motor dari listrik. Pada halaman berikut, kita akan melihat tiga jenis sekering berdasarkan prinsip operasi dan aplikasinya: sakelar sekering, sekering tiup cepat, dan sekering tiup lambat.
Sakelar sekering adalah sakelar darurat dan sekering yang digabungkan dalam satu wadah. Pemutus sirkuit dapat digunakan untuk membuka dan menutup sirkuit secara manual, sementara sekering melindungi motor dari arus berlebih. Sakelar biasanya digunakan sehubungan dengan pekerjaan layanan, bila perlu untuk menghentikan pasokan arus.
Sakelar darurat memiliki casing terpisah. Penutup ini melindungi personel dari kontak yang tidak disengaja dengan terminal listrik dan juga melindungi sakelar dari oksidasi. Beberapa sakelar darurat dilengkapi dengan sekering built-in, sakelar darurat lainnya disuplai tanpa sekering bawaan dan hanya dilengkapi dengan sakelar.
Alat proteksi arus lebih (sekring) harus membedakan antara arus lebih dan hubung singkat. Misalnya, kelebihan arus jangka pendek kecil cukup dapat diterima. Tetapi dengan peningkatan arus lebih lanjut, perangkat perlindungan harus segera beroperasi. Sangat penting untuk segera mencegah korsleting. Sakelar sekering adalah contoh perangkat yang digunakan untuk perlindungan arus lebih. Sekering yang dipilih dengan benar di pemutus sirkuit membuka sirkuit selama kelebihan arus.
Sekering kerja cepat
Sekering kerja cepat memberikan perlindungan hubung singkat yang sangat baik. Namun, kelebihan beban jangka pendek, seperti arus start motor, dapat memutuskan jenis sekering ini. Oleh karena itu, sekering kerja cepat paling baik digunakan dalam jaringan yang tidak terkena arus transien yang signifikan. Biasanya, sekering ini akan membawa sekitar 500% dari arus pengenalnya selama seperempat detik. Setelah waktu ini, sisipan sekering meleleh dan sirkuit terbuka. Jadi, di sirkuit di mana arus masuk sering melebihi 500% dari arus pengenal sekering, sekering kerja cepat tidak direkomendasikan.
Sekering dengan hembusan tertunda
Jenis sekering ini memberikan perlindungan kelebihan beban dan hubung singkat. Sebagai aturan, mereka memungkinkan peningkatan 5 kali lipat dalam arus pengenal selama 10 detik, dan bahkan arus yang lebih tinggi untuk waktu yang lebih singkat. Ini biasanya cukup untuk menjaga motor tetap hidup dan sekring tidak terbuka. Di sisi lain, jika terjadi kelebihan beban yang berlangsung lebih lama dari waktu leleh elemen melebur, rangkaian juga akan terbuka.
Waktu operasi sekering adalah waktu yang diperlukan elemen melebur (kawat) untuk meleleh sebelum rangkaian terbuka. Untuk sekering, waktu operasi berbanding terbalik dengan nilai arus - ini berarti bahwa semakin besar kelebihan arus, semakin pendek periode waktu pemutusan rangkaian.
Secara umum, kita dapat mengatakan bahwa motor pompa memiliki waktu akselerasi yang sangat singkat: kurang dari 1 detik. Oleh karena itu, untuk motor, sekering tunda waktu dengan arus pengenal yang sesuai dengan arus beban penuh motor cocok.
Ilustrasi di sebelah kanan menunjukkan prinsip pembentukan karakteristik waktu operasi sekering. Absis menunjukkan hubungan antara arus aktual dan arus beban penuh: jika motor menarik arus beban penuh atau kurang, sekring tidak terbuka. Tetapi pada 10 kali arus beban penuh, sekring akan terbuka hampir seketika (0,01 detik). Waktu respons diplot pada sumbu y.
Selama start-up, arus yang cukup besar melewati motor induksi. Dalam kasus yang sangat jarang, ini menyebabkan shutdown oleh relai atau sekering. Untuk mengurangi arus awal, gunakan berbagai metode menghidupkan motor listrik.
Apa itu pemutus sirkuit dan bagaimana cara kerjanya?
Pemutus sirkuit adalah perangkat proteksi arus lebih. Ini secara otomatis membuka dan menutup sirkuit pada nilai arus lebih yang telah ditentukan. Jika pemutus sirkuit digunakan dalam jangkauan operasinya, pembukaan dan penutupan tidak menyebabkan kerusakan apa pun. Segera setelah terjadinya kelebihan beban, Anda dapat dengan mudah melanjutkan pengoperasian pemutus sirkuit - cukup disetel ulang ke posisi semula.
Ada dua jenis pemutus sirkuit: termal dan magnetik.
Pemutus sirkuit termal
Pemutus sirkuit termal adalah jenis perangkat perlindungan yang paling andal dan ekonomis yang cocok untuk motor listrik. Mereka dapat menangani arus besar yang terjadi saat menghidupkan motor dan melindungi motor dari kegagalan seperti rotor yang terkunci.
Pemutus sirkuit magnetik
Pemutus sirkuit magnetik akurat, andal, dan ekonomis. Pemutus sirkuit magnetik tahan terhadap perubahan suhu, mis. perubahan suhu lingkungan tidak mempengaruhi batas perjalanannya. Dibandingkan dengan pemutus sirkuit termal, pemutus sirkuit magnetik memiliki waktu perjalanan yang lebih tepat. Tabel menunjukkan karakteristik dua jenis pemutus sirkuit.
Jangkauan operasi pemutus sirkuit
Pemutus sirkuit berbeda dalam tingkat arus operasi. Ini berarti Anda harus selalu memilih pemutus arus yang dapat menahan arus hubung singkat tertinggi yang dapat terjadi pada sistem tertentu.
Fungsi relai kelebihan beban:
Relai kelebihan beban:
Saat memulai motor, mereka dapat menahan beban berlebih sementara tanpa memutus sirkuit.
Mereka membuka sirkuit motor jika arus melebihi nilai maksimum yang diizinkan dan ada ancaman kerusakan pada motor.
Ditetapkan dalam posisi awal secara otomatis atau manual setelah penghapusan kelebihan beban.
IEC dan NEMA menstandarkan kelas perjalanan relai kelebihan beban.
Sebagai aturan, relai kelebihan beban merespons kondisi kelebihan beban sesuai dengan karakteristik tripnya. Untuk standar apa pun (NEMA atau IEC), pembagian produk ke dalam kelas menentukan berapa lama relai terbuka saat kelebihan beban. Kelas yang paling umum adalah: 10, 20 dan 30. Penunjukan numerik mencerminkan waktu yang dibutuhkan relai untuk beroperasi. Relai beban lebih kelas 10 trip dalam 10 detik atau kurang pada arus beban penuh 600%, relai kelas 20 trip dalam 20 detik atau kurang, dan relai kelas 30 trip dalam 30 detik atau kurang.
Kemiringan karakteristik respons tergantung pada kelas perlindungan motor. Motor IEC biasanya disesuaikan dengan aplikasi tertentu. Ini berarti bahwa rele beban lebih dapat menangani kelebihan arus sangat mendekati kapasitas maksimum rele. Kelas 10 adalah kelas yang paling umum untuk motor IEC. Motor NEMA memiliki kapasitor internal yang lebih besar, sehingga kelas 20 lebih umum digunakan.
Relai kelas 10 biasanya digunakan untuk motor pompa, karena waktu percepatan motor sekitar 0,1-1 detik. Banyak beban industri inersia tinggi memerlukan relai kelas 20 untuk beroperasi.
Sekering berfungsi untuk melindungi instalasi dari kerusakan yang dapat disebabkan oleh korsleting. Oleh karena itu, sekering harus memiliki kapasitas yang cukup. Arus yang lebih rendah diisolasi dengan relai beban lebih. Di sini, arus pengenal sekering tidak sesuai dengan jangkauan operasi motor, tetapi dengan arus yang dapat merusak komponen terlemah dari instalasi. Seperti disebutkan sebelumnya, sekering memberikan perlindungan hubung singkat, tetapi bukan perlindungan beban berlebih saat ini.
Gambar tersebut menunjukkan parameter paling penting yang membentuk dasar dari operasi sekering yang terkoordinasi dalam kombinasi dengan relai beban lebih.
Sangat penting bahwa sekring putus sebelum bagian lain dari instalasi rusak secara termal oleh korsleting.
Relai perlindungan motor eksternal modern
Sistem proteksi motor eksternal yang canggih juga memberikan perlindungan terhadap tegangan lebih, ketidakseimbangan fasa, membatasi jumlah on/off, dan menghilangkan getaran. Selain itu, mereka memungkinkan Anda untuk memantau suhu stator dan bantalan melalui sensor suhu (PT100), mengukur resistansi isolasi dan merekam suhu sekitar. Selain itu, sistem proteksi motor eksternal yang canggih dapat menerima dan memproses sinyal dari proteksi termal bawaan. Nanti di bab ini, kita akan melihat perangkat proteksi termal.
Relai pelindung motor eksternal dirancang untuk melindungi motor listrik tiga fase jika terjadi ancaman kerusakan pada motor untuk periode operasi yang pendek atau lebih lama. Selain melindungi motor, relai proteksi eksternal memiliki sejumlah fitur yang memberikan proteksi motor dalam berbagai situasi:
Memberikan sinyal sebelum terjadi malfungsi sebagai akibat dari keseluruhan proses
Mendiagnosis masalah yang terjadi
Memungkinkan Anda untuk memeriksa pengoperasian relai selama pemeliharaan
Memantau suhu dan getaran pada bantalan
Anda dapat menghubungkan relai kelebihan beban ke sistem pusat manajemen gedung untuk pemantauan berkelanjutan dan pemecahan masalah operasional. Jika relai proteksi eksternal dipasang pada relai beban lebih, periode waktu henti paksa akibat gangguan proses akibat kerusakan berkurang. Ini dicapai dengan mendeteksi kesalahan dengan cepat dan mencegah kerusakan pada motor.
Misalnya, motor listrik dapat dilindungi dari:
Kelebihan muatan
Kunci rotor
Kemacetan
Sering restart
fase terbuka
celana pendek
Terlalu panas (melalui sinyal motor melalui sensor PT100 atau termistor)
arus kecil
Peringatan kelebihan beban
Pengaturan relai kelebihan beban eksternal
Arus beban penuh pada tegangan tertentu yang tertera pada rating plate merupakan pedoman untuk menyetel relai beban lebih. Sejak dalam jaringan negara lain tegangan yang berbeda hadir, motor pompa dapat digunakan pada 50 Hz dan 60 Hz pada rentang tegangan yang lebar. Untuk alasan ini, pelat peringkat motor menunjukkan kisaran arus. Jika kita mengetahui tegangannya, kita dapat menghitung daya dukung arus yang tepat.
Contoh perhitungan
Mengetahui tegangan yang tepat untuk instalasi, dimungkinkan untuk menghitung arus beban penuh pada 254 / 440 Y V, 60 Hz.
Data ditampilkan pada papan nama seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi.
Perhitungan untuk 60 Hz
Gain tegangan ditentukan oleh persamaan berikut:
Perhitungan arus beban penuh aktual (I):
(Nilai arus untuk koneksi delta dan bintang pada tegangan minimum)
(Nilai arus untuk koneksi delta dan bintang pada tegangan maksimum)
Sekarang, dengan menggunakan rumus pertama, Anda dapat menghitung arus beban penuh:
I untuk "segitiga":
I untuk "bintang":
Nilai arus beban penuh sesuai dengan arus beban penuh yang diizinkan dari motor pada 254 /440 Y V, 60 Hz.
Perhatian : relai beban lebih motor eksternal selalu disetel ke arus pengenal yang diberikan pada pelat pengenal.
Namun, jika motor dirancang dengan faktor beban yang kemudian ditunjukkan pada pelat peringkat, misalnya 1,15, setelan arus untuk relai beban lebih dapat ditingkatkan sebesar 15% dibandingkan dengan arus beban penuh atau ampli faktor layanan (SFA). ), yang biasanya ditunjukkan pada pelat peringkat.
Mengapa Anda membutuhkan perlindungan motor bawaan jika motor sudah dilengkapi dengan relai dan sekering kelebihan beban? Dalam beberapa kasus, relai beban lebih tidak mencatat beban lebih motor. Misalnya, dalam situasi:
Saat motor ditutup (tidak cukup dingin) dan perlahan memanas hingga suhu berbahaya.
Pada suhu tinggi lingkungan.
Ketika perlindungan motor eksternal diatur ke arus trip terlalu tinggi atau tidak diatur dengan benar.
Ketika motor dihidupkan ulang beberapa kali dalam waktu singkat dan arus start memanaskan motor, yang pada akhirnya dapat merusaknya.
Tingkat proteksi yang dapat diberikan oleh proteksi internal ditentukan dalam IEC 60034-11.
penunjukan TP
TP adalah singkatan dari "perlindungan termal" - perlindungan termal. ada jenis yang berbeda perlindungan termal, yang ditunjukkan oleh kode TP (TPxxx). Kode termasuk:
Jenis kelebihan termal yang dirancang untuk perlindungan termal (digit ke-1)
Jumlah level dan jenis tindakan (digit ke-2)
Pada motor pompa, sebutan TP yang paling umum adalah:
TP 111: Perlindungan kelebihan beban bertahap
TP 211: Perlindungan terhadap kelebihan beban yang cepat dan bertahap.
Penamaan | Beban teknis dan variannya (digit ke-1) | Jumlah level dan area fungsional (digit ke-2) | |
TR 111 | Lambat saja (kelebihan beban konstan) | 1 tingkat saat mati | |
TR 112 | |||
TR 121 | |||
TR 122 | |||
TR 211 | Lambat dan cepat (kelebihan beban konstan, pemblokiran) | 1 tingkat saat mati | |
TR 212 | |||
TR 221 TR 222 | 2 level untuk alarm dan shutdown | ||
TR 311 TR 321 | Hanya cepat (blok) | 1 tingkat saat mati | |
Gambar tingkat suhu yang diperbolehkan saat terkena suhu tinggi pada motor listrik. Kategori 2 memungkinkan suhu yang lebih tinggi dari kategori 1.
Semua motor fase tunggal Grundfos dilengkapi dengan perlindungan arus dan suhu motor sesuai dengan IEC 60034-11. Jenis perlindungan motor TP 211 berarti bahwa ia merespons kenaikan suhu secara bertahap dan cepat.
Reset data di perangkat dan kembali ke posisi awal dilakukan secara otomatis. Motor Grundfos MG tiga fase mulai dari 3,0 kW dilengkapi sebagai standar dengan sensor suhu PTC.
Motor ini telah diuji dan disetujui sebagai motor TP 211 dan merespons kenaikan suhu yang lambat dan cepat. Motor lain yang digunakan untuk pompa Grundfos (model MMG D dan E, Siemens, dll.) dapat diklasifikasikan sebagai TP 211, tetapi biasanya TP 111.
Data pada pelat peringkat harus selalu diperhatikan. Informasi tentang jenis perlindungan untuk motor tertentu dapat ditemukan di pelat peringkat - ditandai dengan huruf TP (perlindungan termal) menurut IEC 60034-11. Sebagai aturan, perlindungan internal dapat diberikan oleh dua jenis perangkat perlindungan: perangkat perlindungan termal atau termistor.
Perangkat perlindungan termal dibangun ke dalam kotak terminal
Perangkat perlindungan termal, atau termostat, menggunakan pemutus sirkuit bimetal tipe cakram aksi jepret untuk membuka dan menutup sirkuit ketika suhu tertentu tercapai. Perangkat perlindungan termal juga disebut "klixons" (setelah nama merek dari Texas Instruments). Segera setelah disk bimetalik mencapai suhu yang disetel, ia membuka atau menutup sekelompok kontak di sirkuit kontrol yang terhubung. Termostat dilengkapi dengan kontak untuk operasi yang biasanya terbuka atau biasanya tertutup, tetapi perangkat yang sama tidak dapat digunakan untuk kedua mode tersebut. Termostat sudah dikalibrasi sebelumnya oleh pabrikan dan tidak boleh diubah. Disk tertutup rapat dan terletak di blok terminal.
Termostat dapat memasok tegangan ke sirkuit alarm- jika biasanya terbuka, atau termostat dapat menghilangkan energi motor - jika biasanya tertutup dan dihubungkan secara seri dengan kontaktor. Karena termostat terletak di permukaan luar ujung koil, mereka merespons suhu di lokasi. Untuk motor tiga fase, termostat dianggap sebagai perlindungan yang tidak stabil di bawah kondisi pengereman atau kondisi lain dari perubahan suhu yang cepat. Pada motor fase tunggal, termostat digunakan untuk melindungi rotor yang tersumbat.
Pemutus sirkuit termal terpasang pada belitan
Perangkat perlindungan termal juga dapat dipasang ke dalam belitan, lihat ilustrasi.
Mereka bertindak sebagai sakelar utama untuk motor fase tunggal dan tiga fase. Pada motor fase tunggal hingga 1,1 kW, perangkat pelindung termal dipasang langsung di sirkuit utama sehingga berfungsi sebagai perangkat pelindung belitan. Klixon dan Thermik adalah contoh pemutus sirkuit termal. Perangkat ini juga disebut PTO (Protection Thermique a Ouverture).
Instalasi dalam ruangan
Motor fase tunggal menggunakan satu pemutus sirkuit termal tunggal. Pada motor listrik tiga fase - dua sakelar terhubung seri yang terletak di antara fase motor listrik. Dengan demikian, ketiga fase bersentuhan dengan sakelar termal. Pemutus sirkuit termal dapat dipasang di ujung belitan, namun ini menghasilkan waktu respons yang lebih lama. Sakelar harus terhubung ke sistem kontrol eksternal. Dengan cara ini, motor dilindungi dari kelebihan beban bertahap. Untuk pemutus sirkuit termal, relay - amplifier tidak diperlukan.
Sakelar termal JANGAN MELINDUNGI motor jika rotor terkunci.
Prinsip pengoperasian pemutus sirkuit termal
Grafik di sebelah kanan menunjukkan resistansi versus suhu untuk pemutus sirkuit termal standar. Setiap produsen memiliki karakteristiknya sendiri. TN biasanya terletak pada kisaran 150-160 °C.
Koneksi
Koneksi motor listrik tiga fase dengan sakelar termal bawaan dan relai beban lebih.
Penunjukan TP pada grafik
Perlindungan IEC 60034-11:
TP 111 (kelebihan beban bertahap). Untuk memberikan perlindungan pada saat rotor terkunci, motor harus dilengkapi dengan relai beban lebih.
Jenis perlindungan internal kedua adalah termistor, atau sensor koefisien suhu positif (PTC). Termistor dibangun ke dalam belitan motor dan melindunginya jika rotor terkunci, kelebihan beban yang berkepanjangan, dan suhu lingkungan yang tinggi. Perlindungan termal disediakan dengan memantau suhu belitan motor menggunakan sensor PTC. Jika suhu belitan melebihi suhu sakelar-off, resistansi sensor berubah sesuai dengan perubahan suhu.
Sebagai hasil dari perubahan ini, relai internal menghilangkan energi sirkuit kontrol kontaktor eksternal. Motor listrik menjadi dingin, dan suhu belitan motor listrik yang dapat diterima dipulihkan, resistansi sensor turun ke level aslinya. Pada titik ini, modul kontrol akan diatur ulang secara otomatis kecuali jika sebelumnya telah dikonfigurasi untuk mengatur ulang dan memulai ulang secara manual.
Jika termistor dipasang di ujung koil sendiri, perlindungan hanya dapat diklasifikasikan sebagai TP 111. Alasannya adalah termistor tidak memiliki kontak penuh dengan ujung koil, dan karena itu tidak dapat bereaksi secepat seolah-olah mereka awalnya dibangun ke dalam belitan.
Sistem penginderaan suhu termistor terdiri dari sensor koefisien suhu positif (PTC) yang dipasang secara seri dan sakelar elektronik solid state dalam kotak kontrol tertutup. Set sensor terdiri dari tiga - satu per fase. Resistansi di sensor tetap relatif rendah dan konstan pada rentang suhu yang luas, dengan peningkatan tajam pada suhu respons. Dalam kasus seperti itu, sensor bertindak sebagai pemutus sirkuit termal solid state dan menonaktifkan relai kontrol. Relai membuka sirkuit kontrol seluruh mekanisme untuk menonaktifkan peralatan yang dilindungi. Ketika suhu belitan dikembalikan ke nilai yang dapat diterima, unit kontrol dapat diatur ulang secara manual.
Semua motor Grundfos dari 3 kW ke atas dilengkapi dengan termistor. Sistem termistor Koefisien Suhu Positif (PTC) dianggap toleran terhadap kesalahan karena jika sensor gagal atau kabel sensor terputus, resistansi tak terbatas terjadi dan sistem beroperasi dengan cara yang sama seperti saat suhu naik - relai kontrol dimatikan. -berenergi.
Prinsip operasi termistor
Ketergantungan resistensi/suhu kritis untuk sensor proteksi motor didefinisikan dalam DIN 44081/DIN 44082.
Kurva DIN menunjukkan resistansi pada sensor termistor sebagai fungsi suhu.
Dibandingkan dengan PTO, termistor memiliki keunggulan sebagai berikut:
Respon lebih cepat karena volume dan berat yang lebih kecil
Kontak yang lebih baik dengan belitan motor
Sensor dipasang di setiap fase
Memberikan perlindungan jika terjadi rotor yang tersumbat
Penunjukan TP untuk motor dengan PTC
Proteksi motor TP 211 hanya terwujud ketika termistor PTC dipasang sepenuhnya di ujung belitan di pabrik. Perlindungan TP 111 hanya terwujud ketika instalasi sendiri di tempat operasi. Motor harus diuji dan disetujui untuk penandaan TP 211. Jika motor termistor PTC memiliki perlindungan TP 111, maka harus dilengkapi dengan relai beban lebih untuk mencegah efek macet.
Menggabungkan
Gambar di sebelah kanan menunjukkan diagram koneksi motor listrik tiga fase yang dilengkapi dengan termistor PTC dengan rilis Siemens. Untuk menerapkan perlindungan terhadap kelebihan beban bertahap dan cepat, kami merekomendasikan opsi koneksi berikut untuk motor yang dilengkapi dengan sensor PTC dengan perlindungan TP 211 dan TP 111.
Jika motor termistor ditandai TP 111, ini berarti motor hanya dilindungi terhadap kelebihan beban bertahap. Untuk melindungi motor dari kelebihan beban yang cepat, motor harus dilengkapi dengan relai beban lebih. Relai beban lebih harus dihubungkan secara seri dengan relai PTC.
Perlindungan motor TP 211 hanya dipastikan jika termistor PTC benar-benar terintegrasi dalam belitan. Perlindungan TP 111 diwujudkan hanya dengan koneksi sendiri.
Termistor dirancang sesuai dengan DIN 44082 dan dapat menahan beban Umax 2,5 V DC. Semua elemen pemutus dirancang untuk menerima sinyal dari termistor DIN 44082, yaitu termistor Siemens.
catatan: Sangat penting bahwa perangkat PTC bawaan dihubungkan secara seri dengan relai beban lebih. Pengaktifan relai beban lebih secara berulang dapat menyebabkan belitan terbakar jika motor mati atau start inersia tinggi. Oleh karena itu, sangat penting bahwa data suhu dan konsumsi arus perangkat dan relai PTC
