Eksploatuojant asinchroninius elektros variklius, kaip ir bet kurią kitą elektros įrangą, gali atsirasti gedimų – gedimų, dažnai sukeliančių avarinį veikimą, sugadinti variklį. priešlaikinis jo gedimas.
Prieš pereinant prie elektros variklių apsaugos metodų, verta apsvarstyti pagrindinius ir daugumą bendrų priežasčių asinchroninių elektros variklių avarinio veikimo atsiradimas:
- Vienfaziai ir faziniai trumpieji jungimai - kabelyje, elektros variklio gnybtų dėžutėje, statoriaus apvijoje (korpuse trumpieji jungimai posūkis į posūkį).
Trumpasis jungimas yra pavojingiausias elektros variklio gedimo tipas, nes juos lydi labai didelės srovės, dėl kurių statoriaus apvijos perkaista ir užsidega.
Dažna elektros variklio šiluminės perkrovos, sukeliančios nenormalų veikimą, priežastis yra vienos iš maitinimo fazių praradimas. Dėl to kitų dviejų fazių statoriaus apvijose smarkiai padidėja srovė (du kartus didesnė už vardinę).
Dėl elektrinio variklio šiluminės perkrovos perkaitimas ir statoriaus apvijų izoliacijos sunaikinimas, dėl kurio atsiranda trumpasis apvijų jungimas ir elektros variklio netinkamumas.
Elektros variklių apsauga nuo srovės perkrovų yra savalaikis elektros variklio išjungimas, kai jo maitinimo grandinėje arba valdymo grandinėje atsiranda didelės srovės, tai yra, kai įvyksta trumpasis jungimas.
Elektros varikliams apsaugoti nuo trumpųjų jungimų naudojami saugiklių jungtys, elektromagnetinės relės, automatiniai jungikliai su elektromagnetiniu išjungimu, parinkti taip, kad atlaikytų dideles paleidimo viršsroves, bet iš karto įsijungtų, kai atsiranda trumpojo jungimo srovės.
Siekiant apsaugoti elektros variklius nuo šiluminių perkrovų, į elektros variklio prijungimo grandinę yra įtraukta šiluminė relė, kuri turi valdymo grandinės kontaktus – per juos įtampa tiekiama į magnetinio starterio ritę.
Šiluminių perkrovų atveju šie kontaktai atsidaro, nutrūksta maitinimo tiekimas į ritę, dėl ko galios kontaktų grupė grįžta į pradinę būseną – elektros variklis išjungiamas.
Paprasta ir patikimu būdu Siekiant apsaugoti elektros variklį nuo fazės praradimo, prie jo prijungimo schemos bus pridėtas papildomas magnetinis starteris:
Įjungus grandinės pertraukiklį 1, užsidaro magnetinio starterio 2 ritės maitinimo grandinė (šios ritės darbinė įtampa turi būti ~ 380 V) ir užsidaro šio starterio maitinimo kontaktai 3, per kuriuos (naudojamas tik vienas kontaktas) maitinimas tiekiamas į magnetinio starterio ritę 4.
Įjungus mygtuką "Start" 6 per "Stop" mygtuką 8, uždaroma antrojo magnetinio starterio ritės 4 maitinimo grandinė (jo darbinė įtampa gali būti 380 arba 220 V), jo maitinimo kontaktai 5 uždaromi. ir įtampa tiekiama į variklį.
Kai atleidžiamas mygtukas „Start“ 6, įtampa iš maitinimo kontaktų 3 eis per įprastai atvirą bloko kontaktą 7, užtikrinant magnetinio starterio ritės maitinimo grandinės tęstinumą.
Kaip matyti iš šios variklio apsaugos grandinės, jei dėl kokių nors priežasčių nėra vienos iš fazių, įtampa nepateks į variklį, o tai apsaugo nuo šiluminių perkrovų ir priešlaikinio gedimo.
Minkštas elektros variklių paleidimas
Elektriko kasdienybė. Trifazė variklio apsauga.
Apsauga nuo variklio perkrovos
Elektros variklių apsauga.
Pažeidimų tipai ir nenormalūs ED veikimo režimai.
Elektros variklių pažeidimai. Elektros variklių apvijose gali atsirasti vienos statoriaus fazės įžeminimo gedimų, trumpųjų jungimų tarp posūkių ir daugiafazių trumpųjų jungimų. Įžeminimo ir kelių fazių gedimai taip pat gali atsirasti variklio laiduose, kabeliuose, movose ir piltuvuose. Elektros variklių trumpuosius jungimus lydi didelės srovės, kurios sunaikina apvijų izoliaciją ir varį, rotoriaus ir statoriaus plieną. Siekiant apsaugoti elektros variklius nuo daugiafazių trumpųjų jungimų, yra srovės išjungimas arba išilginė diferencialo apsauga, veikianti išjungimą.
Vienfaziai įžeminimo gedimai 3–10 kV įtampos elektros variklių statoriaus apvijose yra mažiau pavojingi nei trumpasis jungimas, nes kartu praeina 5–20 A srovės, kurias lemia variklio talpinė srovė. tinklą. Atsižvelgiant į santykinai mažą mažesnės nei 2000 kW galios elektros variklių kainą, apsauga nuo įžeminimo gedimų juose įrengiama esant didesnei nei 10 A įžeminimo srovei, o elektros varikliams, kurių galia didesnė nei 2000 kW - esant didesnei nei 5 A įžeminimo srovei, apsauga veikia išjungus.
Apsauga nuo elektros variklių posūkio grandinių neįdiegta. Šio tipo pažeidimus pašalina kita elektros variklių apsauga, nes posūkių gedimus daugeliu atvejų lydi įžeminimo gedimas arba daugiafazis trumpasis jungimas.
Elektros varikliai, kurių įtampa iki 600 V, yra apsaugoti nuo visų tipų (taip pat ir vienfazių) trumpųjų jungimų naudojant saugiklius arba greitaeigius jungiklių elektromagnetinius išleidimus.
Nenormalūs veikimo režimai. Pagrindinis nenormalaus elektros variklių veikimo tipas yra jų perkrova, kai srovė didesnė už vardinę. Leistinas elektros variklių perkrovos laikas, Su, nustatoma pagal šią išraišką:
Ryžiai. 6.1. Elektros variklio srovės priklausomybė nuo rotoriaus greičio.
kur k - elektros variklio srovės daugumą vardinės srovės atžvilgiu; A - koeficientas, priklausomai nuo elektros variklio tipo ir versijos: A == 250 - uždariems didelės masės ir matmenų elektros varikliams, A = 150 - atviriems elektros varikliams.
Elektros variklių perkrova gali atsirasti dėl mechanizmo perkrovos (pavyzdžiui, malūno ar smulkintuvo užsikimšimas anglimi, ventiliatoriaus užsikimšimas ar šlako gabalėliai pelenų šalinimo siurblyje ir kt.) ir jo gedimo (pavyzdžiui, pažeidimo). prie guolių ir pan.). Elektros variklių paleidimo ir savaiminio paleidimo metu praeina srovės, gerokai viršijančios vardines. Taip yra dėl sumažėjusio elektros variklio varžos sumažėjus jo greičiui. Variklio srovės priklausomybė aš nuo sukimosi dažnio P esant pastoviai įtampai jo gnybtuose parodyta fig. 6.1. Srovė turi didžiausią reikšmę, kai elektros variklio rotorius sustoja; ši srovė, vadinama paleidimo srove, kelis kartus didesnė už vardinę elektros variklio srovės vertę. Apsauga nuo perkrovos gali veikti signalą, iškraunant mašiną arba išjungiant elektros variklį. Išjungus trumpąjį jungimą, elektros variklio gnybtuose atsistato įtampa ir pradeda didėti jo sukimosi dažnis. Šiuo atveju per elektros variklio apvijas praeina didelės srovės, kurių reikšmes lemia elektros variklio sukimosi greitis ir įtampa jo gnybtuose. Sumažinus greitį tik 10–25%, elektros variklio varža sumažėja iki minimalios vertės, atitinkančios paleidimo srovę. Normalaus elektros variklio veikimo atkūrimas išjungus trumpąjį jungimą vadinamas savaiminiu paleidimu, o per jį einančios srovės – savaiminio paleidimo srovėmis.
Visuose asinchroniniuose elektros varikliuose savaiminis paleidimas gali būti atliekamas be žalos pavojaus, todėl jų apsauga turi būti išjungta iš savaiminio paleidimo režimo. Šiluminių elektrinių nenutrūkstamas darbas priklauso nuo jų pačių poreikių pagrindinių mechanizmų asinchroninių elektros variklių savaiminio paleidimo galimybės ir trukmės. Jei dėl didelio įtampos kritimo neįmanoma užtikrinti visų veikiančių elektros variklių savaiminio užvedimo, kai kuriuos iš jų tenka išjungti. Tam naudojama speciali apsauga nuo žemos įtampos, kuri išjungia neatsakingus elektros variklius, kai įtampa jų gnybtuose nukrenta iki 60-70% vardinės. Nutrūkus vienai iš statoriaus apvijos fazių, elektros variklis toliau veikia. Tokiu atveju rotoriaus greitis šiek tiek sumažėja, o dviejų nepažeistų fazių apvijos perkraunamos 1,5-2 kartus didesne nei vardine srove. Variklio apsauga nuo dvifazio veikimo naudojama tik varikliuose, apsaugotuose saugikliais, jei dvifazis veikimas sugadintų variklį.
Galingose šiluminėse elektrinėse dviejų greičių asinchroniniai 6 kV įtampos elektros varikliai plačiai naudojami kaip dūmų šalinimo, pūtimo ventiliatorių ir cirkuliacinių siurblių pavara. Šie elektros varikliai gaminami su dviem nepriklausomomis statoriaus apvijomis, kurių kiekviena jungiama per atskirą jungiklį, o abiejų statoriaus apvijų negalima įjungti vienu metu, tam valdymo grandinėse yra numatytas specialus blokavimas. Tokių elektros variklių naudojimas leidžia taupyti energiją keičiant jų greitį priklausomai nuo įrenginio apkrovos. Šiuose varikliuose yra du relinės apsaugos rinkiniai.
Veikiant taip pat naudojamos elektrinės pavaros grandinės, numatančios mechanizmo (pavyzdžiui, rutulinio malūno) sukimąsi dviem suporuotais elektros varikliais, sujungtais su vienu jungikliu. Šiuo atveju visos apsaugos yra bendros abiem elektros varikliams, išskyrus nulinės sekos srovės apsaugą, kuri yra numatyta kiekvienam elektros varikliui ir atliekama naudojant srovės reles, prijungtas prie nulinės sekos CT, sumontuotos ant kiekvieno kabelio.
Asinchroninio EM apsauga nuo fazių trumpųjų jungimų, perkrovų ir įžeminimo gedimų.
Elektros variklių iki 5000 kW apsaugai nuo daugiafazių trumpųjų jungimų dažniausiai naudojamas maksimalios srovės išjungimas. Paprasčiausias viršsrovių išjungimas gali būti atliekamas naudojant tiesioginio veikimo reles, įmontuotas grandinės pertraukiklio pavaroje. Naudojant netiesioginę relę, viena iš dviejų CT ir relės prijungimo schemų, parodyta Fig. 6.2 ir 6.3. Atjungimas atliekamas naudojant nepriklausomas srovės reles. Srovės relių naudojimas su priklausoma charakteristika (6-3 pav.) leidžia užtikrinti apsaugą nuo trumpojo jungimo ir perkrovos naudojant tas pačias reles. Atjungimo darbinė srovė parenkama pagal šią išraišką:
kur k cx yra grandinės koeficientas, lygus 1 pav. 6.3 ir v3 schemai pav. 6,2; aš paleidimas - elektros variklio paleidimo srovė.
Jei relės paėmimo srovė yra atjungta nuo įsijungimo srovės, atjungimas paprastai yra patikimai išderinamas ir iš. srovė, kurią elektros variklis siunčia į sekciją su išoriniu trumpuoju jungimu.
Žinodami vardinę elektros variklio srovę aš nom ir paleidimo srovės dažnis k n nurodytą kataloguose, pradinę srovę galite apskaičiuoti naudodami šią išraišką:
Ryžiai. 6.2 Variklio apsaugos grandinė su viršsrovės išjungimu su viena momentine viršsrovės rele: a- srovės grandinės, b- veikiančios nuolatinės srovės grandinės
Kaip matyti iš oscilogramos, parodytos fig. 6.4, kuri rodo padavimo siurblio elektros variklio paleidimo srovę, pirmuoju paleidimo momentu atsiranda trumpalaikis įmagnetinimo srovės pikas, viršijantis elektros variklio paleidimo srovę. Norint išjungti šią smailę, išjungimo darbinė srovė parenkama atsižvelgiant į saugos koeficientą: k n =1,8 RT-40 tipo relėms, veikiančioms per tarpinę relę; k n = 2 IT-82, IT-84 (RT-82, RT-84) tipų relėms, taip pat tiesioginio veikimo relėms.
Ryžiai. 6.3. Elektros variklio apsaugos nuo trumpojo jungimo ir perkrovos grandinė su dviem RT-84 relėmis: a- srovės grandinės, b- veikiančios nuolatinės srovės grandinės.
T
Ryžiai. 6 4. Elektros variklio paleidimo srovės oscilograma.
elektros variklių iki 2000 kW srovės atjungimas paprastai turėtų būti atliekamas pagal paprasčiausią ir pigiausią vienos relės grandinę (žr. 6.2 pav.). Tačiau šios schemos trūkumas yra mažesnis jos jautrumas, palyginti su ribojimu, padarytu pagal schemą Fig. 6.3, į dviejų fazių trumpąjį jungimą tarp vienos iš fazių, ant kurių sumontuotas CT, ir fazės be CT. Taip yra, nes išjungimo, padaryto pagal vienos relės grandinę, išjungimo srovė pagal (6.1) yra v3 kartus didesnė nei dviejų relių grandinėje. Todėl elektros varikliuose, kurių galia 2000–5000 kW, srovės atjungimas, siekiant padidinti jautrumą, atliekamas dviejų relių pagalba. Dviejų relių išjungimo grandinė taip pat turėtų būti naudojama elektros varikliams, kurių galia iki 2000 kW, jei vienos relės grandinės jautrumo koeficientas dvifazio trumpojo jungimo metu variklio gnybtuose yra mažesnis nei du.
5000 kW ir didesnės galios elektros varikliuose sumontuota išilginė diferencialo apsauga, kuri užtikrina didesnį jautrumą trumpajam jungimui elektros variklių gnybtuose ir apvijose. Ši apsauga atliekama dviejų fazių arba trifazių variantų su RNT-565 tipo rele (panaši į generatorių apsaugą). Rekomenduojama paimti darbinę srovę 2 aš Nr.
Kadangi dviejų fazių versijos apsauga nereaguoja į dvigubus įžeminimo gedimus, iš kurių vienas įvyksta variklio apvijoje vienoje fazėje V , kuriuose nėra KT, papildomai įrengiama speciali apsauga nuo dvigubų trumpųjų jungimų be laiko uždelsimo.
APSAUGA NUO PERKROVOS
Apsauga nuo perkrovos įrengiama tik elektriniams varikliams, kuriuos patiria technologinės perkrovos (malūnų ventiliatoriai, dūmų šalintuvai, malūnai, trupintuvai, gilinimo siurbliai ir kt.), paprastai turint įtakos signalui arba mechanizmo iškrovimui. Taigi, pavyzdžiui, kasyklų gamyklų elektros varikliuose apsauga gali išjungti anglį tiekiančio mechanizmo elektros variklį ir taip neleisti malūnui užsikimšti anglimi.
Apsauga nuo perkrovos turėtų išjungti elektros variklį, ant kurio ji sumontuota, tik tuo atveju, jei perkrovos priežasties negalima pašalinti nesustabdžius elektros variklio. Nepilotuojamuose įrenginiuose taip pat patartina naudoti apsaugą nuo perkrovos su išjungimo funkcija.
Apsaugos nuo perkrovos veikimo srovė imama lygi:
kur k n = 1,1-1,2.
Šiuo atveju apsaugos nuo perkrovos relės galės veikti nuo paleidimo srovės, todėl apsaugos laiko uždelsimas imamas 10-20 s pagal atsijungimo nuo elektros variklio paleidimo laiko sąlygą. Apsauga nuo perkrovos atliekama naudojant IT-80 (RT-80) relės indukcinį elementą (žr. 6.3 pav.). Jei perkrovų metu elektros variklis turi būti išjungtas, apsaugos grandinėje naudojamos IT-82 (RT-82) tipo relės. Elektros varikliuose, kurių apsauga nuo perkrovos neturėtų veikti išjungus, patartina naudoti relę su dviem poromis IT-84 (RT-84) tipo kontaktų, suteikiant atskirą išjungimo ir indukcijos veiksmą. elementas.
Daugeliui elektros variklių (dūmų ištraukikliai, pūtimo ventiliatoriai, malūnai), kurių apsisukimo laikas yra 30-35 s, apsaugos nuo perkrovos grandinė su rele RT-84 papildoma EV-144 tipo laiko rele, kuris įsigalioja užsidarius srovės relės kontaktui. Tokiu atveju apsaugos laiko delsą galima padidinti iki 36 s. V Pastaruoju metu pagalbinių elektros variklių apsaugai nuo perkrovos naudojama apsaugos grandinė su viena RT-40 tipo srovės rele ir viena EV-144 tipo laiko rele, o elektros varikliams, kurių paleidimo laikas ilgesnis nei 20 s - laikas. VL-34 tipo relė (1-100 s skalė).
Apsauga nuo žemos įtampos.
Išjungus trumpąjį jungimą, savaime paleidžiami elektros varikliai, prijungti prie sekcijos arba magistralės sistemos, kurioje trumpojo jungimo metu sumažėjo įtampa. Per maitinimo linijas (ar transformatorius) savo reikmėms praeina savaiminio paleidimo srovės, kelis kartus didesnės už vardines. Dėl to įtampa pagalbinių poreikių magistralėse, taigi ir elektros varikliuose, sumažėja tiek, kad elektros variklio veleno sukimo momento gali nepakakti jo atsukimui. Savaiminis elektros variklių užvedimas gali neįvykti, jei magistralės įtampa yra mažesnė nei 55-65 % aš Nr. Siekiant užtikrinti pačių svarbiausių elektros variklių įsijungimą, įrengiama apsauga nuo žemos įtampos, kuri išjungia nekritinius elektros variklius, kurių nebuvimas kurį laiką neturės įtakos gamybos procesui. Kartu mažėja bendra savaiminio paleidimo srovė ir didėja įtampa pagalbinėse magistralėse, dėl ko užtikrinamas kritinių elektros variklių savaiminis paleidimas.
Kai kuriais atvejais, ilgai nutrūkus įtampai, apsauga nuo žemos įtampos išjungia ir kritinius elektros variklius. Tai ypač reikalinga elektros variklių ATS grandinei paleisti, taip pat gamybos technologijai. Taigi, pavyzdžiui, sustojus visiems dūmų šalintuvams, būtina išjungti malūną ir pūtimo ventiliatorius bei dulkių tiektuvus; sustojus pūtimo ventiliatoriams - malūno ventiliatoriams ir dulkių tiektuvams. Kritinių elektros variklių atjungimas naudojant apsaugą nuo žemos įtampos taip pat atliekamas tais atvejais, kai jų savaiminis paleidimas yra nepriimtinas dėl saugos priežasčių arba dėl pavojaus sugadinti varomus mechanizmus.
Paprasčiausią apsaugą nuo žemos įtampos galima atlikti su viena įtampos rele, prijungta prie fazinės įtampos. Tačiau toks apsaugos įgyvendinimas yra nepatikimas, nes nutrūkus įtampos grandinėms, galimas klaidingas elektros variklių išjungimas. Todėl vienos relės apsaugos schema naudojama tik naudojant tiesioginio veikimo relę.Kad būtų išvengta klaidingo apsaugos veikimo sutrikus įtampos grandinei, naudojamos specialios įtampos relių perjungimo grandinės. Viena iš tokių keturių elektros variklių schemų, sukurta Tyazhpromelektroproekt, parodyta fig. 6.5. Tiesioginės žemos įtampos relė KVT1-KVT4įtraukta į fazinę įtampą ab ir pr. Kr. Siekiant padidinti apsaugos patikimumą, šios relės maitinamos atskirai nuo prietaisų ir skaitiklių, kurie per trifazį grandinės pertraukiklį prijungiami prie įtampos grandinių. SF3 su momentiniu elektromagnetiniu atleidimu (naudojamos dvi grandinės pertraukiklio fazės).
Fazė Vįtampos grandinės nėra įžemintos nuobodu, o per sugedusį saugiklį FV, kuris pašalina vienfazio trumpojo jungimo galimybę įtampos grandinėse ir taip pat padidina apsaugos patikimumą. Fazėje A apsauga įrengtas vienfazis grandinės pertraukiklis SFI su momentiniu elektromagnetiniu atpalaidavimu ir fazėje SU - grandinės pertraukiklis su atidėtu terminiu išjungimu. Tarp fazių A ir SU yra apie 30 μF talpos kondensatorius C, kurio paskirtis nurodyta žemiau.
Ryžiai. 6 5. Apsaugos nuo žemos įtampos grandinė su tiesioginio veikimo rele, RNV tipas
Pažeidus įtampos grandines, svarstoma apsauga veiks taip. Vienos iš fazių trumpasis jungimas į žemę, kaip pažymėta aukščiau, nesukelia grandinės pertraukiklių, nes įtampos grandinės neturi tvirto įžeminimo. Su dvifaziu fazių trumpuoju jungimu V ir SU suveiks tik grandinės pertraukiklis SF2 fazė SU... Įtampos relė KVT1 ir KVT2 lieka prijungtas prie įprastos įtampos ir todėl neprasideda. Relė KVT3 ir KVT4, suveikia dėl trumpojo jungimo įtampos grandinėse, atidarius grandinės pertraukiklį SF2 vėl pasitrauks, nes jie bus maitinami iš fazės A per kondensatorių SU. Su trumpojo jungimo fazėmis AB arba AS grandinės pertraukiklis atsidarys SF1, fazėje A. Išjungus trumpojo jungimo relę KVT1 ir KVT2 vėl patrauks į viršų, veikiant fazės įtampai SU, ateina per kondensatorių C. Relė KVT3 ir KVT4 neprasidės. Relės elgsis panašiai fazės gedimo atveju A ir SU... Taigi, svarstoma apsaugos grandinė neveikia klaidingai su labiausiai tikėtinu įtampos grandinių pažeidimu. Klaidingas apsaugos veikimas galimas tik esant neįtikėtinam įtampos grandinių pažeidimui – trifaziam trumpajam jungimui arba išjungus automatinius jungiklius. SF1 ir SF2.Įtampos grandinės gedimo signalizacija vykdoma relės kontaktais KV1.1, KV2.1, KV3.1 ir grandinės pertraukiklių kontaktai SF1.1, SF2.1, SF3.1.
Įrenginiuose su pastovia darbine srove kiekvienai pagalbinių šynų sekcijai atliekama apsauga nuo žemos įtampos pagal schemą, parodytą pav. 6.6. Laiko relės grandinė KT1, veikiantys neatsakingiems elektros varikliams išjungti, nuosekliai sujungti trijų minimalios įtampos relių kontaktai KV1. Dėl šio relės įjungimo išvengiama klaidingo apsaugos veikimo perdegus bet kokiam saugikliui įtampos transformatoriaus grandinėse. Relės paleidimo įtampa KV1 priėmė apie 70 proc. U Nr.
Ryžiai. 6.6. Apsaugos nuo žemos įtampos grandinė esant pastoviai darbo srovei: a- Kintamosios srovės įtampos grandinės; b- veiklos grandinės aš - išjungti nereikšmingus variklius; II- išjungti kritinius variklius.
Nekritinių elektros variklių atjungimo apsaugos laiko delsa atjungiama nuo elektros variklių atjungimų ir nustatoma 0,5-1,5 s. Kritinių elektros variklių išjungimo laiko uždelsimas imamas 10-15 s, kad apsauga neveiktų jų išjungimo esant įtampos kritimui dėl trumpojo jungimo ir savaiminio elektros variklių užvedimo. Kaip rodo eksploatavimo patirtis, daugeliu atvejų elektros variklių savaiminis užvedimas trunka 20-25 s, o pagalbinių poreikių magistralėse įtampa sumažėja iki 60-70%. U nom . Tokiu atveju, jei nesiimama jokių papildomų priemonių, įjungiama apsauga nuo žemos įtampos (relė KV1), su paėmimo nustatymu (0,6–0,7) U nom , gali modifikuoti ir išjungti svarbiausius elektros variklius. Norėdami to išvengti laiko relės ritėje KT2, veikiant kritinių elektros variklių išjungimui, įjungiamas kontaktas KV2.1 ketvirtoji įtampos relė KV2.Šios žemos įtampos relės paėmimo nustatymas yra (0,4–0,5) U nom ir patikimai grįžta savaiminio paleidimo metu. Relė KV2 ilgą laiką išlaikys savo kontaktą uždarytą tik visiškai pašalinus įtampą iš pagalbinių magistralių. Tais atvejais, kai savaiminio įsijungimo trukmė yra mažesnė už relės laiko delsą KT2, estafetė KV2 neįdiegta.
Pastaruoju metu elektrinės naudojo kitokią apsaugos schemą, parodytą fig. 6.7. Šioje grandinėje naudojamos trys paleidimo relės: neigiamos sekos įtampos relė KV1 tipas RNF-1M ir žemos įtampos relė KV2 ir KV3 tipo RN-54/160.
Ryžiai. 6.7. Apsaugos nuo žemos įtampos grandinė su teigiamos sekos įtampos rele: a- įtampos grandinės; b- veiklos grandinės
Įprastu režimu, kai fazės įtampa yra simetriška, kontaktas paprastai yra atviras KV1.1 laiko relės apvijų grandinėje CT1 ir KT2 uždarymas ir uždarymas KV1.2 atsidaro signalizacijos grandinėje. NC relės kontaktai K.V2.1 ir KV3.1 tuo pačiu metu yra atviri. Sumažėjus įtampai visose fazėse, kontaktas KV1.1 liks uždarytas ir veiks paeiliui: pirmasis apsaugos nuo žemos įtampos etapas, kuris vykdomas relės pagalba KV2(paėmimo nustatymas 0,7 U nom) ir KT1; antrasis - naudojant relę KV3(paėmimo nustatymas 0,5 U nom) ir KT2. Pažeidus vieną ar dvi įtampos grandinių fazes, įjungiama relė KV1, kurio uždaromasis kontaktas KV1.2 duodamas signalas apie įtampos grandinių gedimą. Suveikiant kiekvienai apsaugos pakopai, šynoms tiekiamas pliusas SHMN1 ir SHMN2 atitinkamai, iš kur jis ateina iš elektros variklių išjungimo grandinės. Apsaugos veiksmą signalizuoja indikatoriaus relės KN1 ir KH2, turinčios lygiagrečias apvijas.
Turbūt visi žino, kad įvairūs įrenginiai veikia elektros variklių pagrindu. Tačiau kodėl reikalinga elektros variklių apsauga, suvokia tik nedidelė dalis vartotojų. Pasirodo, jos gali sulūžti dėl įvairių nenumatytų situacijų.
Siekiant išvengti problemų dėl didelių remonto išlaidų, nemalonių prastovų ir papildomų materialinių nuostolių, naudojamos kokybiškos apsaugos priemonės. Toliau pažvelkime į jų struktūrą ir galimybes.
Kaip sukuriama variklio apsauga?
Palaipsniui svarstysime pagrindinius elektros variklių apsaugos įtaisus ir jų veikimo ypatybes. Bet dabar pakalbėkime apie tris apsaugos lygius:
- Išorinės apsaugos versija, skirta apsaugai nuo trumpojo jungimo. Paprastai jis priklauso skirtingiems tipams arba pateikiamas relės pavidalu. Jie turi oficialų statusą ir turi būti įrengti pagal saugos standartus Rusijos Federacijos teritorijoje.
- Išorinė variklio apsaugos nuo perkrovos versija padeda išvengti pavojingų pažeidimų ar kritinių pertrūkių veikimo metu.
- Įmontuotas apsaugos tipas sutaupys pastebimo perkaitimo atveju. Ir tai apsaugos nuo kritinės žalos ar gedimų eksploatacijos metu. Tokiu atveju reikalingi išoriniai jungikliai, kartais atstatymui naudojama relė.
Dėl ko sugenda elektros variklis?
Eksploatacijos metu kartais atsiranda netikėtų situacijų, kurios sustabdo variklio darbą. Dėl šios priežasties rekomenduojama iš anksto pasirūpinti patikima variklio apsauga.
Galite pamatyti įvairių variklio apsaugos tipų nuotrauką, kad suprastumėte, kaip ji atrodo.
Apsvarstykite elektros variklių gedimo atvejus, kai naudojant apsaugą galima išvengti rimtos žalos:
- Nepakankamas elektros tiekimo lygis;
- Aukštos įtampos maitinimas;
- Greitas srovės tiekimo dažnio pokytis;
- Neteisingas elektros variklio montavimas arba pagrindinių jo elementų saugojimas;
- Temperatūros padidėjimas ir leistinos vertės viršijimas;
- Nepakankamas aušinimo tiekimas;
- Padidėjęs temperatūros lygis aplinką;
- Sumažėjęs barometrinio slėgio lygis, jei variklis veikia dideliame aukštyje, atsižvelgiant į jūros lygį;
- Padidėjusi darbinio skysčio temperatūra;
- Neleistinas darbinio skysčio klampumas;
- Variklis dažnai išsijungia ir įsijungia;
- Rotoriaus blokavimas;
- Netikėtas fazės praradimas.
Norint apsaugoti elektros variklius nuo perkrovos, kad būtų galima susidoroti su išvardytomis problemomis ir apsaugoti pagrindinius įrenginio elementus, būtina naudoti automatinio išjungimo parinktį.
Dažnai tam naudojama lydanti saugiklio versija, nes ji yra paprasta ir gali atlikti daugybę funkcijų:
Versija, pagrįsta lydytu apsauginiu jungikliu, yra pavaizduota avariniu jungikliu ir saugikliu, prijungtu prie bendro korpuso. Jungiklis leidžia atidaryti arba uždaryti tinklą mechaniniu būdu, o saugiklis sukuria kokybišką elektros variklio apsaugą pagal elektros srovės poveikį. Tačiau jungiklis daugiausia naudojamas procesui paslauga kai reikia sustabdyti srovės perdavimą.
Greitai užsidegančių saugiklių versijos laikomos puikiomis trumpojo jungimo apsaugomis. Tačiau dėl trumpalaikių perkrovų tokio tipo saugikliai gali nutrūkti. Dėl šios priežasties rekomenduojama juos naudoti atsižvelgiant į žemos įtampos pereinamuosius veiksnius.
Laiko uždelsimo saugikliai gali apsaugoti nuo perkrovos ar įvairių trumpųjų jungimų. Paprastai jie gali atlaikyti 5 kartus padidintą įtampą 10-15 sekundžių.
Svarbu: automatinės grandinės pertraukiklių versijos skiriasi veikiančios srovės lygiu. Dėl šios priežasties geriausia naudoti grandinės pertraukiklį, galintį atlaikyti maksimalią srovę trumpojo jungimo metu, kuris atsiranda šioje sistemoje.
Šiluminė relė
V skirtingi įrenginiaišiluminė relė naudojama apsaugoti variklį nuo perkrovų veikiant srovei arba darbinių elementų perkaitimui. Jis sukurtas naudojant metalines plokštes, kurios turi skirtingus plėtimosi koeficientus veikiant šilumai. Paprastai jis siūlomas kartu su magnetiniais starteriais ir automatine apsauga.
Automatinė variklio apsauga
Automatiniai variklio apsaugos įtaisai padeda apsaugoti apviją nuo trumpųjų jungimų, apsaugo nuo apkrovos ar kurios nors iš fazių nutrūkimo. Jie visada naudojami kaip pirmoji apsaugos grandis variklio maitinimo šaltinyje. Tada naudojamas magnetinis starteris, jei reikia, jis papildomas termine rele.
Kokie yra tinkamos mašinos pasirinkimo kriterijai:
- Būtina atsižvelgti į elektros variklio darbinės srovės dydį;
- Naudotų apvijų skaičius;
- Mašinos gebėjimas susidoroti su srove, atsirandančia dėl trumpojo jungimo. Įprastos versijos veikia iki 6 kA, o geriausios iki 50 kA. Verta atsižvelgti į reagavimo greitį, kai atrankinis trumpesnis nei 1 sekundė, įprastas - mažiau nei 0,1 sekundės, greitas - apie 0,005 sekundės;
- Matmenys, nes daugumą mašinų galima prijungti naudojant fiksuoto tipo magistralę;
- Grandinės išjungimo tipas – dažniausiai naudojamas terminis arba elektromagnetinis metodas.
Universalūs apsauginiai blokeliai
Įvairūs universalūs variklio apsaugos blokai padeda apsaugoti variklį atjungdami nuo įtampos arba blokuodami galimybę užvesti.
Jie dirba tokiais atvejais:
- Įtampos problemos, pasižyminčios viršįtampiais tinkle, fazių pertrūkiais, disbalansu arba fazių sukibimu, fazės ar linijos įtampos disbalansu;
- Mechaninė perkrova;
- ED veleno sukimo momento trūkumas;
- Pavojinga spektaklis korpuso izoliacija;
- Jei įvyksta įžeminimo gedimas.
Nors apsaugą nuo žemos įtampos galima organizuoti ir kitais būdais, mes išnagrinėjome pagrindinius. Dabar jūs suprantate, kodėl reikia apsaugoti elektros variklį ir kaip tai daroma įvairiais būdais.
Variklio apsaugos nuotrauka
Asinchroninio variklio veikimo režimų analizė rodo, kad pramoninėmis sąlygomis gali būti įvairių avarinių situacijų, kurios varikliui turi skirtingas pasekmes. Apsauginė įranga nėra pakankamai universali, kad išjungtų variklį visais atvejais, neatsižvelgiant į avarinio režimo priežastį ir pobūdį, susidarius bet kokiai jai pavojingai situacijai. Kiekvienas avarinis režimas turi savo ypatybes. Šiuo metu naudojami apsauginiai įtaisai turi trūkumų ir privalumų, kurie pasireiškia tam tikromis sąlygomis. Taip pat reikėtų atsižvelgti į ekonominę klausimo pusę. Apsaugos priemonių pasirinkimas turėtų būti pagrįstas techniniu ir ekonominiu skaičiavimu, kuriame būtina atsižvelgti į paties apsauginio įtaiso kainą, jo eksploatavimo kainą, variklio avarijos padarytos žalos dydį. Reikėtų nepamiršti, kad apsaugos veikimo patikimumas taip pat priklauso nuo darbinės mašinos savybių ir jos veikimo būdo. Apsauga nuo temperatūros yra pati universaliausia. Tačiau jis yra brangesnis nei kitos apsaugos priemonės ir sudėtingesnis. Todėl jo naudojimas yra pateisinamas tais atvejais, kai kitos apsaugos rūšys arba negali užtikrinti patikimo veikimo, arba apsaugotas įrenginys kelia didesnius reikalavimus apsaugos veikimo patikimumui, pavyzdžiui, dėl didelės žalos variklio avarijos metu.
Apsauginio įtaiso tipas turi būti parenkamas projektuojant technologinį mazgą, atsižvelgiant į visas jo veikimo ypatybes. Eksploatuojantis personalas turi gauti pilną reikalinga įranga... Tačiau kai kuriais atvejais, pertvarkant ar perstatant technologinę liniją
dirbantis personalas turi pats nuspręsti, kokio tipo apsaugą konkrečiu atveju tikslinga taikyti. Norėdami tai padaryti, būtina išanalizuoti galimus avarinius įrenginio režimus ir pasirinkti reikiamą apsauginį įtaisą. Šioje brošiūroje mes nesigilinsime į tai, kaip pasirinkti variklio apsaugą nuo perkrovos. Apsiribosime tik kai kuriomis bendromis rekomendacijomis, kurios gali būti naudingos kaimo elektros įrenginių eksploatuojančiam personalui.
Visų pirma, būtina nustatyti avarinius režimus, būdingus konkrečiam įrenginiui. Kai kurie iš jų galimi visuose įrenginiuose, o kiti tik kai kuriuose. Fazių praradimo perkrovos nepriklauso nuo varomos mašinos ir gali atsirasti visuose įrenginiuose. Šiluminės relės ir įmontuota temperatūros apsauga tokio tipo avariniame režime apsaugines funkcijas atlieka gana patenkinamai. Specialios apsaugos nuo fazių praradimo naudojimas kartu su apsauga nuo perkrovos turi būti pagrįstas. Daugeliu atvejų tai nėra būtina. Pakanka šiluminių relių ir temperatūros apsaugos. Būtina sistemingai tikrinti jų būklę ir reguliuoti. Tik tais atvejais, kai gali sukelti variklio gedimą didelė žala, galima naudoti specialią fazių praradimo perkrovos apsaugą.
Šiluminės relės nėra pakankamai efektyvios kaip apsaugos nuo perkrovų su kintamaisiais (su dideliais apkrovų svyravimais), su pertrūkiais ir trumpalaikiais darbo režimais priemonė. Tokiais atvejais įmontuota temperatūros apsauga yra efektyvesnė. Sunkių paleidimo mašinų atveju taip pat turėtų būti teikiama pirmenybė įmontuotai temperatūros apsaugai.
Iš įvairių indukcinio variklio apsaugos priemonių plačiai naudojami tik du įrenginiai: šiluminės relės ir įmontuota temperatūros apsauga. Šie du įrenginiai konkuruoja kurdami žemės ūkio mašinų elektrines pavaras. Apsaugos tipui parinkti, sumažintų sąnaudų metodu atliekamas techninis ir ekonominis skaičiavimas. Nesvarstydami prie tikslaus skaičiavimo pagal šį metodą, svarstysime pagrindinių jo nuostatų taikymą, kad pasirinktume naudingiausią apsaugos variantą.
Pirmenybė turėtų būti teikiama tokiam variantui, kai atitinkamų prietaisų įsigijimas, montavimas ir eksploatavimas bus mažiausios. Šiuo atveju turi būti atsižvelgta į žalą, kurią gamina dėl nepakankamo apsaugos veiksmo patikimumo. Išlaidos, sumažintos iki vienerių metų naudojimo, nustatomos pagal formulę
čia K – variklio ir apsauginio įtaiso kaina, įskaitant jų transportavimo ir įrengimo išlaidas;
ke - koeficientas, kuriame atsižvelgiama į atskaitymus už nusidėvėjimą, įrangos atnaujinimą, remontą;
E - eksploatacinės išlaidos (apsaugos priemonių priežiūros kaina, sunaudota elektros energija ir kt.);
Y – žala, patirta gaminant dėl gynybos atsisakymo arba neteisingų veiksmų.
Žalos dydis susideda iš dviejų terminų
kur U – technologinė žala, atsiradusi dėl variklio gedimo (neparduotų ar sugadintų gaminių kaina);
Kd - sugedusio variklio ir apsauginio įtaiso keitimo išlaidos, įskaitant senos įrangos išmontavimo ir naujos įrangos montavimo išlaidas;
p0 – apsaugos gedimo (netinkamo veikimo) tikimybė, dėl kurios įvyko variklio avarija.
Eksploatacinės išlaidos yra žymiai mažesnės nei likusios sumažintos sąnaudos, todėl tolimesniuose skaičiavimuose jų galima nepaisyti. Variklio su įmontuota apsauga ir įmontuota apsaugos įranga kaina yra didesnė nei įprasto variklio ir šiluminės relės kaina. Tačiau pirmoji iš svarstytų gynybos priemonių yra tobulesnė. Jis efektyviai veikia beveik visose avarinėse situacijose, todėl žala dėl netinkamo veikimo bus mažesnė. Brangesnės apsaugos išlaidos bus pateisinamos tik tuo atveju, jei žala bus sumažinta daugiau nei papildomos geresnės apsaugos išlaidos.
Technologinės žalos dydis priklauso nuo pobūdžio technologinis procesas ir įrangos prastovos. Kai kuriais atvejais tai gali būti ignoruojama. Tai visų pirma taikoma atskirai veikiantiems įrenginiams, kurių prastovos likviduojant avariją neturi pastebimos įtakos visai gamybai. Gamybai prisotinus mechanizavimo ir elektrifikavimo priemonių, kyla įrangos veikimo patikimumo reikalavimų lygis. Prastova dėl netinkamai veikiančios elektros įrangos sukelia didelę žalą, o kai kuriais atvejais tampa nepriimtina. Naudojant kai kuriuos vidutinius duomenis, galima nustatyti ekonomiškai pagrįsto sudėtingesnių apsaugos priemonių taikymo mastą.
Apsaugos gedimo tikimybės p0 reikšmė priklauso nuo įrangos konstrukcijos ir gamybos kokybės, taip pat nuo avarinio režimo, kuriame gali atsidurti variklis, pobūdžio. Kaip parodyta aukščiau, kai kuriais avariniais režimais šiluminės relės neužtikrina patikimo variklio išjungimo. Šiuo atveju įmontuota temperatūros apsauga yra geresnė. Šios apsaugos naudojimo patirtis rodo, kad šios apsaugos gedimo tikimybės reikšmė RVZ gali būti lygi 0,02. Tai reiškia, kad yra tikimybė, kad iš 100 tokių įrenginių du gali neveikti, dėl ko įvyks variklio gedimas.
Naudodami (40) ir (41) formules nustatome, kuriai šilumos relių gedimo tikimybės vertei ptr sumažintos sąnaudos bus tokios pačios. Tai leis įvertinti konkretaus įrenginio taikymo sritį. Jei nepaisysite veiklos išlaidų, galite rašyti
kur indeksai zz ir tr atitinkamai reiškia įmontuotą apsaugą ir šiluminę relę. Iš čia gauname
Norėdami pateikti reikiamo šiluminės relės veikimo patikimumo lygio tvarką, apsvarstykite pavyzdį.
Nustatykime maksimalią leistiną šiluminės relės TRN-10 su bimetaliniais elementais su A02-42-4SX varikliu ptr vertę, palygindami su A02-42-4SKHTZ variklio su įmontuota UVTZ temperatūros apsauga, pritaikymu. kuriam imame pvz = 0.02. Technologinė žala laikoma lygi nuliui. Variklio su šilumine rele kaina, įskaitant transportavimo ir montavimo išlaidas, yra 116 rublių, o pasirinkimo su UVTZ apsauga - 151 rublis. Sugedusio variklio A02-42-4CX ir šiluminės relės TRN-10 keitimo kaina, atsižvelgiant į senos įrangos išmontavimo ir naujos įrangos montavimo išlaidas, yra 131 rublis, o pasirinkimo su UVTZ apsauga - 170 rublių. Pagal esamus standartus imame ke = 0,32. Pakeitę šiuos duomenis į (43) lygtį, gauname
Gautos vertės apibūdina leistinas gedimo tikimybes, kurias viršijus šiluminių relių naudojimas yra ekonomiškai nenaudingas. Panašūs skaičiai gauti ir kitiems mažos galios varikliams. Norint nustatyti svarstomų apsaugos priemonių panaudojimo galimybes, reikia palyginti leistinas gedimų tikimybes su faktinėmis.
Pakankamų duomenų apie faktines vertes trūkumas neleidžia tiksliai nustatyti svarstomų priemonių veiksmingo taikymo srities. apsauginiai įtaisai tiesiogiai naudojant nurodytą techninio ir ekonominio skaičiavimo metodą. Tačiau naudojant asinchroninio variklio ir apsauginių įtaisų darbo režimų analizės rezultatus, taip pat kai kuriuos duomenis, netiesiogiai apibūdinančius reikiamo patikimumo rodiklius, galima apibūdinti pageidaujamo vieno ar kito tipo naudojimo sritis. apsauginio įtaiso.
Tikrasis apsaugos veikimo patikimumo lygis priklauso ne tik nuo jos veikimo principo ir įrangos pagaminimo kokybės, bet ir nuo elektros įrenginių veikimo lygio. Ten, kur nustatyta elektros įrenginių priežiūra, nepaisant kai kurių šiluminių relių trūkumų, elektros variklių avaringumas yra mažas. Pažangių ūkių praktika rodo, kad turint nusistovėjusį priežiūra elektros instaliacijos, šiluminėmis relėmis apsaugotų elektros variklių metinis gedimų procentas gali būti sumažintas iki 5% ar mažiau.
Tačiau reikia pažymėti, kad ši išvada galioja tik įvertinus bendrą vaizdą. Svarstant kai kurias konkrečias sąlygas, pirmenybė turėtų būti teikiama kitiems apsaugos įtaisams. Remiantis elektros pavaros darbo režimų analize, galima nurodyti daugybę įrenginių, kuriems šiluminių relių gedimo tikimybė bus didelė dėl jų veikimo principo trūkumų.
1. Staigiai kintamos apkrovos mašinų elektrinės pavaros (pašarų smulkintuvai, trupintuvai, pneumatiniai konvejeriai siloso masei pakrauti ir kt.). Esant dideliems apkrovos svyravimams, šiluminės relės negali „imituoti“ variklio šiluminės būsenos, todėl realus šiluminių relių gedimų dažnis tokiuose įrenginiuose bus didelis.
2. Elektros varikliai, veikiantys pagal "trikampio" schemą. Jų ypatumas slypi tame, kad nutrūkus vienai iš maitinimo linijos fazių, likusiuose linijiniuose laiduose ir fazėse srovė nepadidėja vienodai. Labiausiai apkrautoje fazėje srovė kyla greičiau nei linijos laiduose.
3. Įrenginių, veikiančių dažniau avarinių situacijų, dėl kurių variklis išjungiamas, elektros varikliai (pavyzdžiui, mėšlo transporteriai).
4. Įrenginių elektros varikliai, kurių prastovos padaro didelę technologinę žalą.
Siekiant išvengti netikėtų gedimų, brangaus remonto ir vėlesnių nuostolių dėl variklio prastovos, labai svarbu variklį aprūpinti apsauginiu įtaisu.
Variklio apsauga turi tris lygius:
Išorinė įrenginio apsauga nuo trumpojo jungimo ... Išoriniai apsaugos įtaisai dažniausiai yra saugikliai skirtingi tipai arba trumpojo jungimo apsaugos relė. Šio tipo apsauginiai įtaisai yra privalomi ir oficialiai patvirtinti, jie montuojami laikantis saugos taisyklių.
Išorinė apsauga nuo perkrovos , t.y. apsauga nuo siurblio variklio perkrovų, taigi ir elektros variklio pažeidimų bei gedimų prevencija. Tai apsauga nuo viršsrovių.
Integruota variklio apsauga su apsauga nuo perkaitimo kad išvengtumėte elektros variklio pažeidimų ir gedimų. Integruotam apsaugos įtaisui visada reikalingas išorinis jungiklis, o kai kurių tipų įmontuotai variklio apsaugai reikalinga net perkrovos relė.
Galimos variklio gedimo sąlygos
Eksploatacijos metu gali atsirasti įvairūs gedimai... Todėl labai svarbu iš anksto numatyti gedimo galimybę ir jo priežastis bei kuo geriau apsaugoti variklį. Toliau pateikiamas gedimo sąlygų, kuriomis galima išvengti variklio sugadinimo, sąrašas:
Prasta maitinimo kokybė:
Aukštos įtampos
Nepakankama įtampa
Nesubalansuota įtampa / srovė (viršįtampiai)
Dažnio pokytis
Neteisingas montavimas, laikymo sąlygų pažeidimas arba paties elektros variklio gedimas
Palaipsniui kylanti temperatūra ir jos viršija leistiną ribą:
Nepakankamas aušinimas
Aukšta aplinkos temperatūra
Sumažintas atmosferos slėgis (darbas dideliame aukštyje virš jūros lygio)
Aukšta skysčio temperatūra
Per didelis darbinio skysčio klampumas
Dažnas elektros variklio įjungimas / išjungimas
Per didelis apkrovos inercijos momentas (kiekvienam siurbliui skirtingas)
Staigus temperatūros padidėjimas:
Užrakintas rotorius
Fazės praradimas
Norint apsaugoti tinklą nuo perkrovų ir trumpųjų jungimų, kai atsiranda bet kuri iš aukščiau išvardytų gedimo sąlygų, būtina nustatyti, kuris tinklo apsaugos įrenginys bus naudojamas. Jis turėtų automatiškai atjungti maitinimą nuo elektros tinklo. Saugiklis yra paprasčiausias įrenginys, turintis dvi funkcijas. Paprastai saugikliai tarpusavyje sujungiami avariniu jungikliu, kuris gali atjungti variklį nuo maitinimo tinklo. Tolesniuose puslapiuose apžvelgsime trijų tipų saugiklius pagal jų veikimo principą ir pritaikymą: saugiklių jungiklį, greito veikimo saugiklius ir laiko uždelsimo saugiklius.
Saugiklio jungiklis yra avarinis jungiklis ir saugiklis, sujungti viename korpuse. Grandinės pertraukiklis gali būti naudojamas grandinei atidaryti ir uždaryti rankiniu būdu, o saugiklis apsaugo variklį nuo viršsrovių. Jungikliai paprastai naudojami atliekant aptarnavimo veiklą, kai reikia nutraukti elektros tiekimą.
Avarinis jungiklis turi atskirą dangtelį. Šis dangtelis apsaugo darbuotojus nuo atsitiktinio kontakto su elektros gnybtai taip pat apsaugo jungiklį nuo oksidacijos. Kai kurie EPO turi įmontuotus saugiklius, kiti tiekiami be įmontuotų saugiklių ir turi tik jungiklį.
Apsaugos nuo viršsrovių įtaisas (saugiklis) turi skirti viršsrovę ir trumpąjį jungimą. Pavyzdžiui, nedidelės trumpalaikės viršsrovės yra visiškai priimtinos. Tačiau toliau padidėjus srovei, apsaugos įtaisas turi būti nedelsiant įjungtas. Labai svarbu nedelsiant užkirsti kelią trumpiesiems jungimams. Saugiosios srovės pertraukiklis yra įtaiso, naudojamo apsaugai nuo viršsrovių, pavyzdys. Tinkamo dydžio saugikliai pertraukiklyje atidarys grandinę esant viršsrovei.
Greitai užsidegantys saugikliai
Greitai veikiantys saugikliai užtikrina puikią apsaugą nuo trumpojo jungimo. Tačiau dėl trumpalaikių perkrovų, pavyzdžiui, elektros variklio paleidimo srovė, tokio tipo saugiklis gali nutrūkti. Todėl greitai veikiančius saugiklius geriausia naudoti tinkluose, kuriuose neveikia didelės pereinamosios srovės. Paprastai šie saugikliai vieną ketvirtadalį sekundės atlaikys apie 500 % vardinės srovės. Praėjus šiam laikui, saugiklio įdėklas išsilydo ir grandinė atsidaro. Todėl grandinėse, kuriose įjungimo srovė dažnai viršija 500 % saugiklio nominalios vertės, nerekomenduojama naudoti greitų saugiklių.
Laiko uždelsimo saugikliai
Šio tipo saugiklis užtikrina apsaugą nuo perkrovos ir trumpojo jungimo. Paprastai jie leidžia 5 kartus didesnę vardinę srovę 10 sekundžių, o dar didesnes - trumpiau. Paprastai to pakanka, kad variklis veiktų neatidarant saugiklio. Kita vertus, jei atsiranda perkrovų, kurios trunka ilgiau nei lydančiojo elemento lydymosi laikas, grandinė taip pat atsidarys.
Saugiklio laikas yra laikas, per kurį išsilydo saugiklis (laidas), kad grandinė atsidarytų. Saugiklių atsako laikas yra atvirkščiai proporcingas srovės reikšmei – tai reiškia, kad kuo didesnė viršsrovė, tuo trumpesnis grandinės suveikimo laikotarpis.
Apskritai galima teigti, kad siurblių variklių įsibėgėjimo laikas yra labai trumpas: mažiau nei 1 sekundė. Todėl varikliams tinka vėlinimo saugikliai, kurių vardinė srovė atitinka visos variklio apkrovos srovę.
Dešinėje esančioje iliustracijoje parodytas saugiklio veikimo laiko charakteristikos principas. Abscisė rodo ryšį tarp tikrosios srovės ir visos apkrovos srovės: jei variklis naudoja visos apkrovos srovę arba mažiau, saugiklis neatsidarys. Bet kai srovė yra 10 kartų didesnė už visos apkrovos srovę, saugiklis atsidarys beveik akimirksniu (0,01 s). Atsako laikas pavaizduotas ordinačių ašyje.
Paleidimo metu asinchroniniu varikliu teka gana didelė srovė. Labai retais atvejais tai sukels išjungimą naudojant reles arba saugiklius. Norėdami sumažinti įsijungimo srovę, naudokite skirtingi metodai paleidžiant elektros variklį.
Kas yra grandinės pertraukiklis ir kaip jis veikia?
Grandinės pertraukiklis yra apsaugos nuo viršsrovių įtaisas. Jis automatiškai atidarys ir uždarys grandinę esant nustatytai viršsrovei. Jei grandinės pertraukiklis naudojamas jo veikimo diapazone, jo atidarymas ir uždarymas nekenkia. Atsiradus perkrovai, grandinės pertraukiklį galima nesunkiai iš naujo įjungti, tiesiog jį atstačius.
Yra dviejų tipų grandinės pertraukikliai: terminiai ir magnetiniai.
Šiluminiai grandinės pertraukikliai
Šiluminiai jungikliai yra patikimiausias ir ekonomiškiausias apsaugos įtaisų tipas, tinkantis elektros varikliams. Jie gali susidoroti su didelėmis srovės amplitudėmis, atsirandančiomis užvedus variklį, ir apsaugoti variklį nuo gedimų, pvz., užblokuoto rotoriaus.
Magnetiniai grandinės pertraukikliai
Magnetiniai jungikliai yra tikslūs, patikimi ir ekonomiški. Magnetinis grandinės pertraukiklis atsparus temperatūros pokyčiams, t.y. aplinkos temperatūros pokyčiai neturi įtakos jo atsako ribai. Palyginti su terminiais grandinės pertraukikliais, magnetiniai jungikliai turi tikslesnį atsako laiką. Lentelėje parodytos dviejų tipų grandinės pertraukiklių charakteristikos.
Grandinės pertraukiklio veikimo diapazonas
Grandinės pertraukikliai tarpusavyje skiriasi darbinės srovės lygiu. Tai reiškia, kad visada turėtumėte pasirinkti grandinės pertraukiklį, kuris gali atlaikyti didžiausią trumpojo jungimo srovę, kuri gali atsirasti tam tikroje sistemoje.
Perkrovos relės funkcijos
Perkrovos relė:
Paleidžiant elektros variklį, jiems leidžiama atlaikyti laikinąsias perkrovas, nenutraukiant grandinės.
Atidarykite variklio grandinę, jei srovė viršija didžiausią leistiną vertę ir kyla variklio pažeidimo pavojus.
Pašalinus perkrovą, automatiškai arba rankiniu būdu nustatykite į pradinę padėtį.
IEC ir NEMA standartizuoja perkrovos relės suveikimo klases.
Paprastai perkrovos relės reaguoja į perkrovos sąlygas pagal paėmimo charakteristiką. Bet kuriam standartui (NEMA arba IEC) gaminių klasifikacijos nustato, kiek laiko užtrunka relės suveikimas esant perkrovai. Dažniausiai pasitaikančios klasės yra 10, 20 ir 30. Skaitmeninis žymėjimas atspindi laiką, reikalingą relei veikti. 10 klasės perkrovos relė veikia per 10 sekundžių ar mažiau esant 600 % pilnos apkrovos srovei, 20 klasės relė suveikia per 20 sekundžių ar mažiau, o 30 klasės relė veikia per 30 sekundžių ar mažiau.
Išjungimo charakteristikos nuolydis priklauso nuo variklio apsaugos klasės. IEC varikliai paprastai yra pritaikyti konkrečiam pritaikymui. Tai reiškia, kad perkrovos relė gali valdyti perteklinę srovę, kuri yra labai artima maksimaliam relės našumui. 10 klasė yra labiausiai paplitusi IEC variklių klasė. NEMA varikliai turi didesnį vidinį kondensatorių, todėl dažniau naudojama 20 klasė.
10 klasės relės dažniausiai naudojamos siurblių varikliams, nes variklių įsibėgėjimo laikas yra apie 0,1-1 sekundė. Daugeliui didelės inercijos pramoninių apkrovų veikti reikalinga 20 klasės relė.
Saugikliai skirti apsaugoti instaliaciją nuo pažeidimų, kuriuos gali sukelti trumpasis jungimas. Todėl saugikliai turi būti pakankamai talpūs. Žemesnės srovės izoliuojamos perkrovos rele. Čia saugiklio vardinė srovė atitinka ne elektros variklio veikimo diapazoną, o srovę, kuri gali pažeisti silpniausius instaliacijos komponentus. Kaip minėta anksčiau, saugiklis užtikrina trumpojo jungimo apsaugą, bet ne mažos srovės perkrovos apsaugą.
Paveiksle parodyti svarbiausi parametrai, kurie sudaro pagrindą koordinuotam saugiklių veikimui kartu su perkrovos rele.
Labai svarbu, kad saugiklis perdegtų prieš tai, kai dėl trumpojo jungimo nepažeidžiamos kitos instaliacijos dalys.
Šiuolaikinės lauko variklio apsaugos relės
Pažangios išorinės variklio apsaugos sistemos taip pat užtikrina apsaugą nuo viršįtampių, fazių disbalanso, riboja įjungimų / išjungimų skaičių ir pašalina vibracijas. Be to, jie leidžia per temperatūros jutiklį (PT100) stebėti statoriaus ir guolio temperatūrą, matuoti izoliacijos varžą ir registruoti aplinkos temperatūrą. Be to, pažangios išorinės variklio apsaugos sistemos gali priimti ir apdoroti signalą iš integruotos šiluminės apsaugos. Vėliau šiame skyriuje apžvelgsime šiluminę apsaugą.
Išorinės variklio apsaugos relės skirtos apsaugoti trifazius elektros variklius su variklio pažeidimo grėsme trumpam ar ilgesniam veikimo laikotarpiui. Be variklio apsaugos, išorinė apsauginė relė turi daugybę funkcijų, kurios užtikrina elektros variklio apsaugą įvairiose situacijose:
Suteikia signalą prieš atsirandant gedimui dėl viso proceso
Diagnozuoja atsiradusius gedimus
Leidžia patikrinti relės veikimą atliekant techninę priežiūrą
Stebi temperatūrą ir vibraciją guoliuose
Galite prijungti perkrovos relę prie centrinė sistema pastato valdymas nuolatiniam stebėjimui ir greitam trikčių šalinimui. Jei perkrovos relėje yra sumontuota išorinė apsauginė relė, dėl proceso nutrūkimo dėl gedimo yra mažiau prastovų. Tai pasiekiama greitai aptinkant gedimus ir išvengiant variklio sugadinimo.
Pavyzdžiui, elektros variklis gali būti apsaugotas nuo:
Perkrova
Rotoriaus blokavimas
Užstrigimas
Dažni paleidimai iš naujo
Atvira fazė
Trumpas iki žemės
Perkaitimas (per signalą iš variklio per PT100 jutiklį arba termistorius)
Žema srovė
Įspėjimas apie perkrovą
Išorinės perkrovos relės nustatymas
Perkrovos relės nustatymo gairės yra visos apkrovos srovė, esant konkrečiai įtampai, nurodytai vardinėje plokštelėje. Kadangi tinkluose skirtingos salys Galimos įvairios įtampos, siurblių varikliai gali būti naudojami tiek 50Hz, tiek 60Hz dažniu plačiame įtampos diapazone. Dėl šios priežasties srovės diapazonas nurodytas variklio vardinėje lentelėje. Jei žinome įtampą, galime apskaičiuoti tikslią srovės galią.
Skaičiavimo pavyzdys
Žinodami tikslią įrenginio įtampą, galite apskaičiuoti visos apkrovos srovę esant 254/440 Y B, 60 Hz.
Duomenys pateikiami vardinėje lentelėje, kaip parodyta iliustracijoje.
60 Hz skaičiavimai
Įtampos padidėjimas nustatomas pagal šias lygtis:
Faktinės visos apkrovos srovės (I) apskaičiavimas:
(Dabartinės trikampio ir žvaigždės jungčių vertės esant minimaliai įtampai)
(Dabartinės trikampio ir žvaigždės jungčių vertės esant maksimaliai įtampai)
Dabar visos apkrovos srovę galima apskaičiuoti pagal pirmąją formulę:
Aš už "trikampį":
Aš už "žvaigždę":
Visos apkrovos srovės vertės atitinka leistiną variklio visos apkrovos srovę esant 254 Δ / 440 Y V, 60 Hz.
Dėmesio : išorinė variklio perkrovos relė visada nustatoma pagal vardinėje lentelėje nurodytą vardinę srovę.
Tačiau, jei varikliai suprojektuoti su apkrovos koeficientu, kuris tada nurodytas vardinėje plokštelėje, pvz., 1,15, perkrovos relės kontrolinė srovė gali būti padidinta 15%, palyginti su visos apkrovos srove arba aptarnavimo faktoriaus amperais (SFA). paprastai nurodoma vardinėje plokštelėje.
Kam reikalinga įmontuota variklio apsauga, jei variklyje jau sumontuota perkrovos relė ir saugikliai? Kai kuriais atvejais perkrovos relė neregistruos variklio perkrovos. Pavyzdžiui, situacijose:
Kai variklis uždarytas (nepakankamai aušinamas) ir lėtai įkaista iki pavojingos temperatūros.
At aukštos temperatūros aplinką.
Kai išorinė variklio apsauga nustatyta per didelė, išjungimo srovė arba ji nustatyta neteisingai.
Kai variklis kelis kartus per trumpą laiką paleidžiamas iš naujo ir paleidimo srovė įkaitina variklį, o tai galiausiai gali jį sugadinti.
Apsaugos lygis, kurį gali užtikrinti vidinė apsauga, nurodytas IEC 60034-11.
TP žymėjimas
TP reiškia šiluminę apsaugą. Egzistuoja skirtingi tipaišiluminė apsauga, kuri nurodoma TP kodu (TPxxx). Kodas apima:
Šiluminės perkrovos tipas, kuriam buvo sukurta šiluminė apsauga (1 skaitmuo)
Lygių skaičius ir veiksmo tipas (2-as skaitmuo)
Siurblių varikliuose dažniausiai naudojami TP žymėjimai:
TP 111: laipsniška apsauga nuo perkrovos
TP 211: Apsauga nuo greitos ir laipsniškos perkrovos.
Paskyrimas | Techninė apkrova ir jos variantai (1 skaitmuo) | Lygių skaičius ir funkcinė sritis (2 skaitmuo) | |
TP 111 | Tik lėtai (nuolatinė perkrova) | 1 lygis, kai išjungtas | |
TR 112 | |||
TP 121 | |||
TP 122 | |||
TR 211 | Lėtas ir greitas (nuolatinė perkrova, užsikimšimas) | 1 lygis, kai išjungtas | |
TR 212 | |||
TR 221 TR 222 | 2 lygiai signalizacijai ir išjungimui | ||
TR 311 TR 321 | Tik greitas (blokavimas) | 1 lygis, kai išjungtas | |
Leidžiamo temperatūros lygio rodymas, kai variklis yra veikiamas aukštų temperatūrų. 2 kategorija leidžia aukštesnę temperatūrą nei 1 kategorija.
Visi „Grundfos“ vienfaziai varikliai turi variklio apsaugą nuo viršsrovių ir temperatūros pagal IEC 60034-11. Variklio apsaugos tipas TP 211 reiškia, kad jis reaguoja tiek į laipsnišką, tiek į greitą temperatūros kilimą.
Duomenų atstatymas įrenginyje ir grįžimas į pradinę padėtį atliekamas automatiškai. Grundfos MG trifaziuose nuo 3,0 kW varikliuose standartiškai yra PTC temperatūros jutiklis.
Šie varikliai buvo išbandyti ir patvirtinti kaip TP 211 varikliai, kurie reaguoja tiek į lėtą, tiek į greitą temperatūros kilimą. Kiti elektros varikliai, naudojami Grundfos siurbliams (MMG modeliai D ir E, Siemens ir kt.), gali būti priskiriami TP 211 kategorijai, tačiau dažniausiai jie turi apsaugos tipą TP 111.
Visada reikia laikytis vardinėje plokštelėje pateiktos informacijos. Informaciją apie konkretaus variklio apsaugos tipą rasite vardinėje plokštelėje – TP (terminė apsauga) pagal IEC 60034-11. Paprastai vidinė apsauga gali būti organizuojama naudojant dviejų tipų apsaugos įtaisus: Šiluminės apsaugos įtaisus arba termistorius.
Gnybtų dėžutėje įmontuoti šiluminės apsaugos įtaisai
Šiluminės apsaugos arba termostatai naudoja veržliarakčio disko tipo bimetalinį grandinės pertraukiklį, kad atidarytų ir uždarytų grandinę, kai pasiekiama tam tikra temperatūra. Šiluminės apsaugos priemonės taip pat vadinamos „Klixons“ (iš „Texas Instruments“). Kai tik bimetalinis diskas pasiekia nustatytą temperatūrą, jis atidaro arba uždaro prijungtos valdymo grandinės kontaktų grupę. Termostatai turi kontaktus normaliai atviram arba normaliai uždarytam darbui, tačiau to paties įrenginio negalima naudoti abiem režimams. Termostatus iš anksto sukalibravo gamintojas ir jų keisti negalima. Diskai yra hermetiškai sandarūs ir yra ant gnybtų bloko.
Termostatas gali tiekti įtampą į grandinę signalizacija- jei jis normaliai atidarytas arba termostatas gali atjungti elektros variklį - jei jis normaliai uždarytas ir nuosekliai sujungtas su kontaktoriumi. Kadangi termostatai yra ant išorinio ritės galų paviršiaus, jie reaguoja į temperatūrą toje vietoje. Kalbant apie trifazius elektros variklius, termostatai laikomi nestabilia apsauga stabdymo sąlygomis ar kitomis sąlygomis, kai greitai keičiasi temperatūra. Vienfaziuose varikliuose termostatai naudojami apsaugoti nuo užblokuoto rotoriaus.
Apvijose įmontuotas terminis grandinės pertraukiklis
Apvijose taip pat gali būti įmontuotos šiluminės apsaugos, žr. iliustraciją.
Jie veikia kaip vienfazių ir trifazių variklių maitinimo jungiklis. Vienfaziuose varikliuose iki 1,1 kW šiluminės apsaugos įtaisas montuojamas tiesiai į pagrindinę grandinę, kad veiktų kaip apvijų apsaugos įtaisas. Klixon ir Thermik yra šiluminių grandinės pertraukiklių pavyzdžiai. Šie įrenginiai taip pat vadinami PTO (Protection Thermique a Ouverture).
Instaliacija viduje
Vienfaziuose varikliuose naudojamas vienas šilumos grandinės pertraukiklis. Trifaziuose varikliuose tarp variklio fazių yra du nuosekliai sujungti jungikliai. Taigi visos trys fazės liečiasi su šiluminiu jungikliu. Apvijų gale galima įrengti šiluminius grandinės pertraukiklius, tačiau tai padidina atsako laiką. Jungikliai turi būti prijungti prie išorinės valdymo sistemos. Tai apsaugo variklį nuo laipsniškos perkrovos. Šiluminiams grandinės pertraukikliams stiprintuvo relės nereikia.
Šiluminiai jungikliai NEAPSAUGO variklio, jei rotorius užrakintas.
Šilumos grandinės pertraukiklio veikimo principas
Diagrama dešinėje rodo standartinio šiluminio grandinės pertraukiklio varžą ir temperatūrą. Kiekvienas gamintojas turi savo ypatybes. TN paprastai yra 150–160 ° C diapazone.
Ryšys
Trifazio elektros variklio su įmontuotu šilumos jungikliu ir perkrovos rele pajungimas.
TP žymėjimas grafike
Apsauga pagal IEC 60034-11:
TP 111 (laipsniška perkrova). Kad būtų užtikrinta apsauga užsiblokavus rotoriui, elektros variklyje turi būti įrengta perkrovos relė.
Antrasis vidinės apsaugos tipas yra termistoriai arba teigiamo temperatūros koeficiento (PTC) jutikliai. Termistoriai yra įmontuoti į elektros variklio apvijas ir apsaugo jį nuo užblokuoto rotoriaus, ilgalaikės perkrovos ir aukštos aplinkos temperatūros. Šiluminė apsauga užtikrinama stebint variklio apvijų temperatūrą naudojant PTC jutiklius. Jei apvijų temperatūra viršija išjungimo temperatūrą, jutiklio varža keičiasi pagal temperatūros pokytį.
Dėl šio pakeitimo vidinės relės išjungia išorinio kontaktoriaus valdymo kilpą. Elektros variklis atšaldomas ir atkuriama priimtina elektros variklio apvijos temperatūra, jutiklio varža sumažinama iki pradinio lygio. Šiuo metu valdymo modulis automatiškai atstatomas į pradinę padėtį, nebent jis anksčiau buvo sukonfigūruotas atstatyti ir rankiniu būdu iš naujo įjungti.
Jei termistoriai montuojami pačiuose ritės galuose, apsauga gali būti klasifikuojama tik kaip TP 111. Priežastis ta, kad termistoriai neturi visiško kontakto su ritės galais, todėl negali reaguoti taip greitai, lyg būtų iš pradžių įmontuotas į apviją.
Termistoriaus temperatūros jutimo sistema susideda iš nuosekliai sujungtų teigiamo temperatūros koeficiento (PTC) jutiklių ir kietojo kūno elektroninio jungiklio uždaroje valdymo dėžutėje. Jutiklių rinkinys susideda iš trijų – po vieną fazei. Jutiklio pasipriešinimas išlieka santykinai mažas ir pastovus plačiame temperatūrų diapazone, o reakcijos temperatūra smarkiai padidėja. Tokiais atvejais jutiklis veikia kaip kietojo kūno šiluminis grandinės pertraukiklis ir išjungia stebėjimo relę. Relė atidaro viso mechanizmo valdymo grandinę, kad būtų atjungta apsaugota įranga. Kai apvijos temperatūra atkuriama iki priimtinos vertės, valdymo bloką galima iš naujo nustatyti rankiniu būdu.
Visi „Grundfos“ varikliai nuo 3 kW ir didesni yra su termistoriais. Teigiamo temperatūros koeficiento (PTC) termistorių sistema laikoma atsparia gedimams, nes daviklio gedimas arba jutiklio laido atjungimas sukuria begalinę varžą ir sistema reaguoja taip pat, kaip ir pakilus temperatūrai – stebėjimo relė yra de - energingas.
Termistoriaus veikimo principas
Variklio apsaugos jutiklių kritinės varžos / temperatūros santykiai apibrėžti DIN 44081 / DIN 44082.
DIN kreivė rodo termistorių jutiklių varžą ir temperatūrą.
Palyginti su PTO termistoriais, jie turi šiuos privalumus:
Greitesnis atsakas dėl mažesnio tūrio ir svorio
Geresnis kontaktas su variklio apvija
Kiekvienoje fazėje sumontuoti jutikliai
Suteikia apsaugą, kai rotorius yra užblokuotas
Variklio su PTC žymėjimas TP
TP 211 variklio apsauga realizuojama tik tada, kai gamykloje apvijų galuose pilnai sumontuoti PTC termistoriai. TP 111 apsauga realizuojama tik tada, kai savarankiškas įrengimas operacijos vietoje. Variklis turi būti išbandytas ir sertifikuotas, kad atitiktų ženklinimą TP 211. Jei variklis su PTC termistoriais yra apsaugotas TP 111, jame turi būti įrengta perkrovos relė, kad būtų išvengta užspaudimo pasekmių.
Junginys
Paveikslėliuose dešinėje parodytos trifazio elektros variklio su PTC termistoriais su Siemens išjungimo blokais prijungimo schemos. Siekiant užtikrinti apsaugą nuo laipsniškos ir greitos perkrovos, varikliams su PTC jutikliais su TP 211 ir TP 111 apsauga rekomenduojame šias prijungimo parinktis.
Jei variklis su termistoriumi pažymėtas TP 111, tai reiškia, kad variklis apsaugotas tik nuo laipsniškos perkrovos. Siekiant apsaugoti variklį nuo greitos perkrovos, variklyje turi būti perkrovos relė. Perkrovos relė turi būti nuosekliai sujungta su PTC rele.
Variklis TP 211 yra apsaugotas tik tuo atveju, jei PTC termistorius yra visiškai integruotas į apvijas. TP 111 apsauga realizuojama tik prijungus atskirai.
Termistoriai suprojektuoti pagal DIN 44082 ir gali atlaikyti Umax 2,5 V DC apkrovą. Visi atjungiamieji elementai yra skirti priimti signalus iš DIN 44082 termistorių, t. y. iš Siemens termistorių.
pastaba: Labai svarbu, kad įmontuotas PTC įrenginys būtų nuosekliai sujungtas su perkrovos rele. Daugkartinis perkrovos relės įjungimas gali sukelti perdegimą varikliui užgesus arba paleidus didelę inerciją. Todėl labai svarbu, kad PTC įrenginio ir relės temperatūros ir srovės suvartojimo duomenys
