Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Захист електродвигунів - файл 1.doc


Захист електродвигунів
скачать (504.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc505kb.22.11.2011 22:53скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Черкаський державний технологічний університет

Факультет електронних технологій




КОНТРОЛЬНА РОБОТА


з предмету

” Релейний захист ”

на тему : ” Захист електродвигунів ”





Перевірив викладач:

__________ Самойлик О.В.

«____»_____________2010 р.


Виконав студент

групи СКЗЕСЕ-67

_________Черниш О.Ю.



Черкаси 2010
Зміст
Вступ…………………………………………………………………………3

1 Струмозалежні захисні пристрої………………………………………….…4

2 Теплові захисні пристрої…………………………………………………..…7

3 Термочутливі захисні пристрої……………………………………………....8

5 Реле напруги і контролю фаз…………………………………………...……13

6 Мультифункційне реле захисту двигуна…………………...……………… 15

Література……………………………………………………………….………19


Вступ
Сучасні стандарти більшості країн ставлять дедалі вищі вимоги до безпечної експлуатації асинхронних електродвигунів (АД). Високі показники надійності й довговічності АД можливі тільки за умови їхньої експлуатації в номінальних або близьких до них режимах, що можна забезпечити тільки встановленням належного захисту. 
Усі захисні пристрої слугують для швидкого, протягом частки секунди, визначення характеру й ступеня ушкодження двигуна й локалізації аварійної ділянки шляхом відімкнення його від електропостачання. Але, разом з тим, кожен з них має й цілий ряд істотних недоліків, що впливають на якість їхньої роботи: одні мають невиправдану вибірковість, в інших відсутнє налаштування від пускових струмів, треті не реагують на струми к. з. або перевантаження тощо. Щоб правильно вибрати захисний пристрій, необхідно знати, як і від яких аварій захищає конкретний пристрій та принцип його дії. 

Причини виникнення потреби в захисті електродвигунів.
Електричні двигуни, як і інші електричні машини, мають великий запас міцності і зносостійкості. Якщо не брати до уваги підшипниковий вузол, мабуть, єдину частину машини, підданих тертю й підвищеного зносу, то решту при належній експлуатації можуть прослужити дуже довго .

Сучасні електроізоляційні матеріали виконані з полімерів, які не бояться старіння, окислення і корозії, а мідні і алюмінієві провідники в принципі не зношуються. Основною причиною аварій є перегрів струмоведучих частин машини. Перегрів може бути причиною пошкодження ізоляції, замикань обмоток і навіть пожежі. Щоб уникнути проблем, пов’язаних з перегрівом, варто згадати основні фізичні закони, зокрема закон Джоуля-Ленца, який говорить, що при протіканні струму в провіднику відбувається перетворення електричної енергії в теплову, причому кількість виділеного тепла буде дорівнює роботі електричних сил: Q = W

Кількість тепла, що виділяється в провіднику, дорівнює квадрату сили струму, опору провідника і часу протікання струму в провіднику.

Q = I2·R·t = I·U·t = U2·t / R

P = I·U = I2·R = U2 / R

Як видно з формул, електричні параметри мережі відіграють важливу роль. Зокрема напруга, стрибок якої може призвести до збільшення струму. Порушення чергування фаз, а так само асиметрія живлячої мережі призводять до тих же наслідків.


^ 1 Струмозалежні захисні пристро
Запобіжники призначені для захисту електричних мереж від перевантажень і коротких замикань. Основною характеристикою запобіжника є залежність часу його перегоряння  від струму. При захисті короткозамкнених АД слід враховувати, що пусковий струм двигуна в 5-7 разів більше номінального, а час пуску електродвигуна дорівнює кільком секундам. Номінальний струм запобіжника з урахуванням пускового струму визначається за формулою: 
Iном = kп·In/α;
де: kп – кратність пускового струму електродвигуна до номінального; 

In – номінальний струм електродвигуна, А; 

α – коефіцієнт, що залежить від умов пуску електродвигуна. 

Для двигунів з нормальними умовами пуску (рідкі пуски й час розгону 5-10 с), α = 2,5; для двигунів з важкими умовами пуску (часті пуски й більша тривалість розгону) α = 1, 6-2. 

Як видно з формули, запобіжники здатні захистити АД тільки від струмів короткого замикання, що в 10-100 разів перевищують номінальні струми. Струми ж перевантаження або інші струмові аварії вони сприймуть як пускові струми, не реагуючи на них. У найкращому разі, вони здатні вимкнути електродвигун тільки через кілька хвилин, що може призвести до перегріву обмоток і до аварії АД. 

Тому для захисту електродвигунів від короткого замикання в ньому самому або в кабелі живлення, використовують запобіжники типу АМ з більш пологою струмо-часовою характеристикою, які здатні витримувати, не розплавляючись, струми, що в 5-10 разів перевищують номінальні протягом 10 с, що цілком достатньо для запуску двигуна. Для захисту від перевантаження необхідно використовувати інші пристрої. 

Запобіжники абсолютно не здатні захищати від аварій, пов'язаних з напругою мережі, з порушенням режимів роботи АД або тепловим перевантаженням, а також від режиму неробочого ходу двигуна. Водночас, при однофазному к.з. , а іноді при сильному перекосі фаз вони, зазвичай, вимикають тільки одну фазу, що призводить до аварійного режиму роботи на двох фазах. 

^ Автоматичні вимикачі (автомати) призначені для вмикання й вимикання асинхронних електродвигунів і інших приймачів електроенергії, а також для захисту їх від струмів перевантаження й короткого замикання. 
Автомати поєднують функцію рубильника, запобіжника й теплового реле. Забезпечують одночасне відімкнення всіх трьох фаз у випадку виникнення аварійних ситуацій. У робочому режимі вмикання й вимикання проводиться вручну; в аварійному режимі - автоматично електромагнітним або тепловим розчіплювачем . 

Важливою складовою частиною автомата є розчіплював , який контролює заданий параметр і при потребі вимикає автомат. Найбільш поширені електромагнітні, теплові та комбіновані розчіплювачі. 

Вибір автоматичних вимикачів проводиться за номінальним струмом, характеристикою спрацювання, вимикальною здатністю, умовами монтажу й експлуатації. 

Відповідно до стандартів IEC 898 і EN 60898, за характеристиками спрацювання вимикачі поділяються на три типи: B, C, D

Тип B - величина струму спрацювання магнітного розчіплювача Iв = K·Iн, при K = 3 - 6. Тип C - величина струму спрацювання магнітного розчіплювача Iс = K·Iн, при K = 5 - 10. Тип D - величина струму спрацювання магнітного розчіплювача Id = K·Iн більше 10Iн. 

Для вибору автоматичного вимикача за вимикальною здатністю, необхідно виконати розрахунок очікуваного струму короткого замикання. Як показує практика, для більшості типів мереж його значення не перевищує 4,5 кА. 

Теплові розчіплювачі автоматичних вимикачів чутливі до нагрівання від сторонніх джерел. Нерідко трапляється, що розчіплювач проміжного полюса при номінальному режимі вимикається тільки через нагрівання сусідніх  полюсів. Це призводить до обмеження ділянки його роботи й до корекції номінального струму. 

Навантажувальна характеристика більшості автоматичних вимикачів залежить від температури навколишнього середовища: при її зниженні коефіцієнт навантаження збільшується, при підвищенні - падає. Це обмежує можливість їхнього використання в умовах жорсткого температурного режиму експлуатації, особливо в гарячих цехах або при використанні поза приміщенням. 

Для забезпечення контролю за іншими видами аварій автоматичні вимикачі комплектуються цілим рядом додаткових пристроїв. Розчіплювач мінімальної напруги спрацьовує при неприпустимому зниженні напруги нижче 0,7 Uн, розчіплювач нульової напруги спрацьовує при напрузі в мережі менше 0,35Uн. Незалежний розчіплювач призначений для дистанційного відімкнення автоматичного вимикача, електромагнітний привод - для дистанційного керування вимикачем. Розчіплювач струмів витоку на землю забезпечує безперервний контроль за станом ізоляції установки. 

Спеціально для захисту електродвигунів розроблено так звані мотор-автомати. На відміну від стандартного автомата, мотор-атомати мають цілий ряд особливостей: 

-номінальний струм електромагнітного розчеплювача - 12-14 Iнр, що відповідає режиму роботи на індуктивне навантаження ( AC-3); 

-високу електродинамічну стійкість, до 100 кА; 

-важіль або кнопки керування електроприводом на корпусі; 

-вбудовані або навісні додаткові контакти, які спрацьовують при перевантаженнях або к. з. 

Рознесення функцій захисних пристроїв на кілька незалежних пристроїв створює масу незручностей при монтажі й експлуатації. 

Кожен з них не є універсальним і підходить тільки до конкретного автоматичного вимикача. Тому перед розробниками гостро постала проблема створення універсального пристрою. 

Останні покоління автоматичних вимикачів комплектуються так званими електронними розчіплювачами, що здійснюють комплексний захист електродвигуна й поєднують в одному пристрої функції всіх згаданих вище розчіплювачів. Вони виконані на базі мікропроцесорної техніки, гарантують високу точність спрацювання, надійність і стійкість до температурних режимів. 

Електроживлення, необхідне для правильної роботи, забезпечується безпосередньо трансформаторами струму розчіплювача. 

Автоматичні вимикачі, оснащені електронними розчіплювачами, забезпечують достатній захист двигуна від перевантаження при роботі в нормальному режимі з малою кількістю вмикань, короткими пусками й помірними пусковими струмами. Режим теплової пам'яті, що дозволяє обчислювати температуру двигуна при вимкненні, можливий тільки за наявності додаткового джерела живлення. Ці вимикачі зовсім неефективні при роботі в старт-стопному режимі (> 60 вмикань/год) і при важкому пуску. 
Якщо теплові сталі часу електродвигуна й електронного розчіплювача не збігаються, то при налаштуванні на номінальний струм двигуна, автоматичний вимикач може спрацювати занадто рано або не розпізнати режим перевантаження. Обмеження робочих циклів автоматичного вимикача спричиняє використання в таких схемах контактора, що має більшу кількість циклів комутації й кращу комутуючу здатність. Але для підключення до нього розчіплювача потрібен допоміжний блок керування. Додаткові пристрої необхідні також для налаштування й тестування блоку. 
^ 2 Теплові захисні пристрої
Теплові реле застосовуються для захисту електродвигунів від перевантажень неприпустимої тривалості, а також від обриву однієї з фаз. 

Вибір реле робиться за кривими спрацювання, з врахуванням холодного й теплого старту електродвигуна. Характерним параметром вибору є перевантажувальна здатність електродвигуна: Kp = Ia/In, де Ia - пусковий струм; С - номінальний струм; мінімальний час пуску t та In, зазначені в паспортних даних електродвигуна. Крива спрацювання при холодному пуску повинна проходити нижче точки із цими координатами. Правильно підібрані теплові реле захищають АД не тільки від перевантаження, але й від заклинювання ротора, перекосу фаз і від затягнутого пуску. 

Недоліком теплових реле є те, що важко підібрати з наявних реле такі, щоб струм теплового елемента відповідав струму електродвигуна. Крім того, самі реле вимагають захисту від короткого замикання, тому в схемах повинні бути передбачені запобіжники або автомати. Теплові реле не здатні захистити двигун від режиму неробочого ходу або недовантаження, причому навіть при обриві однієї з фаз. Оскільки теплові процеси, що відбуваються в біметалі, мають досить інерційний характер, реле погано захищає від перевантаження, пов'язаного з швидкозмінним навантаженням на валу електродвигуна. 

Якщо нагрівання обмоток зумовлене несправністю вентилятора, забрудненням поверхні двигуна, теплове реле теж виявиться неспроможним, тому що споживаний струм не зростає або зростає незначно. У таких випадках, тільки убудований тепловий захист здатний виявити небезпечне підвищення температури й вчасно вимкнути двигун. 


^ 3 Термочутливі захисні пристрої
Термочутливі захисні пристрої належать до вбудованого теплового захисту електродвигуна. Розташовуються в спеціально передбачених для цієї мети гніздах у лобових частинах електродвигуна (захист від заклинювання ротора) або в обмотках електродвигуна (захист від теплового перевантаження). Їх можна розділити на два типи: термістори - напівпровідникові резистори, що змінюють свій опір залежно від температури, й термостати - біметалевіі вимикачі, що спрацьовують при досягненні деякої критичної температури. 

Термістори переважно поділяються на два класи: PTC-типу – напівпровідникові резистори з позитивним температурним коефіцієнтом опору й NTC-типу – напівпровідникові резистори з негативним температурним коефіцієнтом опору. Для захисту електродвигунів використовуються переважно PTC-термістори, які різко збільшують свій опір, коли досягнута деяка характеристична температура TRef
Щодо двигуна це максимально допустима температура нагрівання обмоток статора для даного класу ізоляції. Три (для двухобмоткових двигунів шість) PTC-термістори з'єднані послідовно й підключені до входу електронного блоку захисту. Блок налаштований таким чином, що при перевищенні сумарного опору кола спрацьовує контакт вихідного реле, який керує розчіплювачем автомата або котушкою магнітного пускача.

Термісторний захист доцільніший у тих випадках, коли за струмом неможливо визначити з достатньою точністю температуру двигуна. Це стосується, насамперед, двигунів із тривалим періодом запуску, повторно-короткочасним режимом роботи або двигунів з регульованим числом обертів. 

Термісторний захист ефективний також при сильному забрудненні двигунів або виході з ладу системи примусового охолодження. 
Недоліками даного виду захисту є те, що з датчиками випускаються далеко не всі типи двигунів. Датчики можуть установлюватися тільки в умовах стаціонарних майстерень. Температурна характеристика термістора досить інерційна й сильно залежить від температури навколишнього середовища й від умов експлуатації самого двигуна. Датчики вимагають спеціального електронного блоку: термісторного пристрою захисту двигунів, теплового або електронного реле перевантаження, у яких є блоки налаштування й регулювання, та вихідні електромагнітні реле для відімкнення котушки пускача або електромагнітного розчіплювача. 

Для більш оперативного реагування на наднормативні підвищення температури обмотки статора, у корпус двигуна вбудовують біметалеві вимикачі (термостати). 

Термостати (їх іноді ще називають реле температури) являють собою біметалеві регулятори, що працюють за принципом температурного відсічення. Принцип роботи термостата ґрунтується на температурній деформації металу з різним коефіцієнтом теплового розширення. Для захисту двигунів зазвичай використовуються три (по одному на кожну обмотку) нормально замкнутих термостати, ввімкнених послідовно й підключених безпосередньо до схеми керування двигуном. При перевищенні критичної температури обмотки вони миттєво розривають коло, що призводить до відімкнення двигуна. 

Більшість із описаних захисних пристроїв, що працюють за принципом вимірювання прямої або непрямої теплової дії струму, дуже погано реагують на аварії, пов'язані з аваріями напруги мережі. Для захисту від такого виду аварій використовують реле напруги й контролю фаз. 

Як прикладом вбудованого теплового захисту електродвигуна, можна навести пристрій УВТЗ-1М, котрий призначений для роботи спільно з датчиками температури (терморезисторами) типів СТ14-1А, СТ14-1Би, СТ14-2-115. СТ14-2-130, СТ14-2-145, СТ14-2-160, розташованими в зоні контролю температури, тобто безпосередньо, вбудованими в двигун заводом виготувачем. УВТЗ призначене для температурного захисту електродвигунів і інших об'єктів, що захищаються, при наступних аварійних режимах:

1. Аварійному підвищенні температури в зоні контролю унаслідок:

а) тривалих перевантажень електродвигуна;

б) заклинювання ротора електродвигуна;

у) неправильних режимів пуську-гальмування електродвигуна;

г) порушеннях режимів живлення електродвигуна;

д) порушеннях в системі охолодження електродвигуна;

е) підвищенні температури довкілля.

2. Обриві в колі датчика.

а) короткому замиканні в колі датчиків;

б) обриві ланцюга живлення УВТЗ.

Живлення пристрою здійснюється від мережі змінного струму напругою 220 В +10 -20% частотою 50 Гц.

Значення опору спрацьовування при зміні температури довкілля від -40°С до +55°С і напруга живлячої мережі від 80% до 110% від номінального значення:

1) верхнього порогу - 1850...2475 Ом;

2) нижнього порогу - не більш 120 Ом.

Комутована напруга:

1) змінного струму частотою 50 Гц - 6...380 В;

2) постійного струму - 6...220 В.

Комутований струм - 0.001...4 А.

Максимально допустима комутована потужність при активно-індуктивному навантаженні (cos=0,4), не більше 250 В·А.

Самоконтроль справності кола захисту спрацьовує:

1) при обриві в колі датчиків;

2) при короткому замиканні в колі датчиків.

Самоконтроль кола живлення УВТЗ: спрацьовує при обриві.

Робочий режим - тривалий або повторно-короткочасний з частотою включення до 6 раз на хвилину.

Споживана потужність, не більш 3,0 Вт.




Рисунок 1.Принципова схема приладу.




Рисунок 2.Габаритні і монтажні розміри приладу.
Принцип роботи.Принципова схема приладу приведена на рисунку 1. Схема складається з вузла живлення, підсилювача і вихідного виконавського елементу. Вузол живлення складається з конденсатора С1, діодного моста VD1, фільтру С2, резисторів R1, R2, R5 для обмеження струму в колі стабілітрона і розряду конденсатора С1 при відключенні пристрою від мережі. Напруга живлення подається на клеми 1 і 4.

Підсилювач виконаний на транзисторах VT1 ... VT4, і служить для пісилення сигналу датчиків, що підключаються до клем 5 і 6. З колектора транзистора VT4 сигнал поступає на керуючий електрод триністора VS1, для управління вихідним виконавським елементом KV1.

Рисунок 3. Підключення приладу в схему.
Схема УВТЗ працює таким чином:

Якщо температура об'єкту, котрий ми захищаемо, нижче гранично допустимого значення, то сигнал, що подається з датчика, забезпечує режим, при котрому транзистор VT4 відкритий, транзистор VT1 закритий, відповідно закритий триністор VS і контакт KV1 замкнутий.

При збільшенні температури об'єкта захисту понад гранично допустиму, опір датчика різко зростає, внаслідок чого транзистор VT4 закривається, транзистор VT1 і триністор VS1 відкриваються. При цьому відбувається шунтування триністором ланцюга живлення вихідного виконавсьчого елементу KV1 і підсилювача, внаслідок чого контакт KV1 розмикається, що призводить до відключення від мережі об'єкту захисту .

При обриві або короткому замиканні ланцюга датчиків схема працює аналогічно описаному.

Після спрацьовування УВТЗ його схема блокується і для приведення її у вихідний стан необхідно вимкнути живлення мережі, а через 1...2 із знову вввімкнути. Вказаний режим забезпечується підключенням приладу згідно схеми, котра показана на рисунку 3.




Рисунок 4.Схема перевірки працездатності пристрою.

Перевірку працездатності пристрою можна зробити за допомогою схеми приведеною на рисунку 4. Для цього спочатку необхідно встановити тумблер S1 у положення «Вимкнено» і підключити схему до мережі. Потім слід вввімкнути тумблер S1, лампа HL1 при цьому повинна спалахнути. Про справність пристрою свідчитиме відключення цієї лампи при натисненні на кнопку S2.



5 Реле напруги і контролю фаз
Ці пристрої призначені для постійного контролю параметрів напруги мережі й керування трифазними електроустановками шляхом відімкнення їх від електричної мережі у випадку аварійних режимів: недопустимі перепади напруги (стрибки й провали напруги); обриви, злипання, перекоси, порушення послідовності фаз і наступне автоматичне повторне вмикання електродвигуна після повернення параметрів мережі в норму, якщо інше не передбачено технологічним процесом. 

Більшість із присутніх на ринку реле напруги не мають зазначеної універсальності. Одні з них контролюють тільки обриви фаз, інші - перевищення або зниження напруги, треті - перекіс фаз тощо. Це призводить до необхідності використання декількох аналогічних реле одночасно, що невиправдано ускладнює й здорощує схему, підвищує енергоспоживання й тепловиділення, зменшує надійність. 

Дані реле умовно можна розділити на дві групи: аналогові й цифрові. Про переваги цифрової техніки перед аналоговою сказано досить багато. Відзначимо тільки, що характеристики аналогових реле напруги дуже сильно залежать від параметрів самої вимірюваної напруги й температури навколишнього середовища. Їх вирізняє низька надійність, більші габарити й підвищене енергоспоживання, робота з піковими значеннями напруги, тому що засобами аналогової техніки практично неможливо обчислити діюче значення напруги. 

Мікропроцесорні монітори напруги здатні в одному малогабаритному пристрої поєднати більшість функцій, працюють з діючими значеннями напруги, розрізняють види аварій, мають безліч регулювань і параметрів, що налаштовуються. Спеціально для захисту АД кращі зразки реле мають незалежну регульовану (або «зашиту») уставку за мінімальною напругою для налаштування від впливу пускових спадів напруги. 

Поєднувати цю уставку із часом реакції (спрацьовування) реле неприпустимо, тому що точно з такою самою затримкою реле буде реагувати й на важкі аварії, як наприклад обрив фаз або сильний перекіс. Такі монітори мають регулювання АПВ у широких межах, а також можливість контролю контактів магнітного пускача. Остання функція найбільш актуальна для потужних двигунів або для двигунів, що працюють у старт-стопному режимі. 

Підсумовуючи вищевикладене, можна зробити висновки про загальні недоліки традиційних захисних пристроїв: 

- невиправдана вибірковість спрацювання, що не піддається коректуванню; 

- відсутність налаштування від впливу процесу пуску; 

- неможливість відімкнення загальмованого ротора за певний мінімальний час; 

- відсутність сигналу про початок перевантаження; 

- непогодженість струмо-часової характеристики з перевантажувальною кривою двигуна; 

- нездатність точного визначення критичного тепла, накопиченого двигуном. 

Навіть найкращі пристрої захисту не вирішують повністю завдання захисту АД від механічних перевантажень, ушкоджень силового кабелю живлення, перекосу фазних струмів, пов'язаних із внутрішніми аваріями двигуна або з погіршенням опору ізоляції обмоток. 

Повноцінний захист здатен здійснювати пристрій, що буде не тільки контролювати напругу мережі, фазні струми, що протікають в обмотках АД, але й спроможний співставити обидва ці параметра між собою робити висновки про наявність тої або іншої аварії.
^ 6 Мультифункційне реле захисту двигуна
Мультифункційне реле захисту двигуна призначено для захисту трифазних електродвигунів потужністю від сотень Вт до 55 кВт. Реле здійснює захист від теплового перенавантаження двигуна, перегріву під час пуску двигуна, пошкодження ізоляції двигуна, стопоріння двигуна а також від несиметричності та зникнення фаз мережі живлення. Реле не потребує встановлення додаткових трансформаторів струму. Завдяки мікропроцесорному керуванню, воно характеризується високою точністю вимірювань і температурною стабільністю та ефективно захищає двигуни у відповідальних місцях, таких як ліфти, електротранспортери, підйомники, вентилятори, центрифуги, Рисунок 5.Зовнішній вигляд. компресори, тощо.

Захист від теплового перенавантаження двигуна – реле контролює навантаження по кожній фазі. Виходячи із вказаного користувачем струму двигуна, а також реального струму споживання двигуном, мікропроцесор в режимі реального часу синтезує одну з восьми залежностей роботи реле «струм-час» згідно з рекомендаціями IEC947(див. рис.7). Залежності позначаються в діапазоні від 5 до 40 секунд і відповідають часу роботи двигуна в режимі перенавантаження по струму що перевищує номінальний в 7,2 раза. Вибір відповідної залежності здійснюється за допомогою кругових перемикачів на основі даних виробника двигуна. Виходячи з обраної залежності, реле обчислює допустимий час перенавантаження двигуна так, аби не перевищити граничного приросту температури. Також є можливість вибору ручного або автоматичного режиму роботи для функції скидання (повернення до нормальної роботи в разі спрацювання теплового захисту).

Захист від несиметричності та зникнення фаз мережі живлення – незалежне вимірювання струму в кожні фазі дає впевненість, що будь-яке зникнення фази або робота в умовах несиметрії фаз більше ніж 30% буде виявлено вчасно. Вбудовані в реле засоби забезпечують необхідну затримку спрацювання рівну 4 сек, запобігаючи таким чином помилковим аварійним ситуаціям, які виникають внаслідок перехідних процесів в мережі. Ці засоби є ефективніші за простий індикатор зникнення фаз на основі вимірювання напруги, який не завжди вірно інтерпретує результати вимірювань.
Захист від пошкодження ізоляції двигуна – старіння ізоляції електричних компонентів є частою причиною пробою ізоляції на корпус, що може спричинити небезпечне як для двигуна, так і для оточуючих коротке замикання на землю. Для запобігання цьому явищу, в реле реалізована функція, яка вибірково виявляє коротке замикання на землю на заданому користувачем рівні з заданою затримкою спрацювання. Дана функція не потребує встановлення додаткового трансформатора струму.
Захист від перегріву під час пуску двигуна – завдяки функції електронного накопичення тепла, завжди відомий тепловий стан керованого об’єкту. При частих пусках, виділення тепла в двигуні є особливо інтенсивним, що може призвести до перегріву. Для запобігання цьому явищу, реле, при досягненні заданого приросту температури, блокує подальший пуск двигуна до моменту коли температура опуститься нижче допустимого рівня.

Початкова візуальна індикація навантаження двигуна – реле здійснює візуальну індикацію навантаження двигуна наступним чином: при значеннях струму в діапазоні (0,95-1,05)Iр періодичне світіння еншийдіода; при більших навантаженнях постійне світіння. Ця індикація спрощує початковий підбір струму захисту.


Рисунок 6. Схема підключення приладу
Принцип дії. Використовуючи вбудовані трансформатори струму, електронне реле захисту двигуна здійснює постійне вимірювання фазових струмів, які протікають по дротам живлення двигуна. На основі вибраних користувачем параметрів, реле реалізує відповідну залежність захисту двигуна, з якою порівнюються реальні струми. Завдяки алгоритмам перетворення, воно точно вимірює ефективне значення струму навіть при наявності гармонічних складових (включно до 7-ї), та значному перенавантаженні (до 10 разів). Будь-яке відхилення реальних струмів від реалізованої залежності викликане перегрівом двигуна, зникнення фази, ассиметрією напруг живлення або пошкодженням ізоляції, спричинює роз’єднання контактів 95-96, і, в результаті, - вимкнення двигуна. В цій ситуації, реле здійснює візуальну індикацію причини вимкнення. Повторний запуск двигуна можливий лише при умові ліквідації причини аварії та ручному розблокуванню реле (за допомогою кнопки Тест/Скид). У випадку теплового перенавантаження та вимкнення двигуна, повторне увімкнення реле в автоматичному режимі роботи здійснюється автоматично при зменшенні температури керованого двигуна нижче ніж 80% від допустимої температури. При ручному режимі роботи, повторне увімкнення реле здійснюється за допомогою кнопки Тест/Скид.

В реле реалізована функція електронного накопичення тепла, тобто під час неперервної роботи реле, відбувається обчислення та запам’ятовівання теплового стану контрольованого двигуна. Відключення реле від мережі живлення або зникнення напруги живлення призводить до стирання його «термічної пам’яті», що рівноцінно поверненню до початкового («холодного») стану двигуна.

Реле не може працювати одночасно з системами регулювання обертів двигуна та плавного пуску з причин значного спотворення струмів при роботі цих систем.

Вибір реле. Багатофункціональне реле захисту двигуна виробляється в семи версіях номінального струму: 5А, 10А, 16А, 25А, 45А, 63А, 100А. Крім цього є можливість більш точно встановити робочий струм двигуна за допомогою 16 положень в діапазоні (0,625-1) від номінального значення конкретного реле. Вибір відповідної версії реле залежить від потужності двигуна та його номінального струму. Таблиця 1 представляє діапазони встановлення робочого струму для конкретних версій реле. Таблиця 2 представляє залежність номінального струму двигуна від його номінальної потужності.

При виборі реле слід пам’ятати, що двигуни, які працюють в приводах, добирають так аби вони працювали на рівні 80% від своєї номінальної потужності.

У тих випадках, коли номінальний струм двигуна менший за діапазон робочих струмів даного реле, або припадає на межу діапазонів двох сусідніх (по струму) версій реле, можна обрати реле з більшим номінальним струмом з одночасним збільшенням вимірюваного струму шляхом багаторазового пропускання дротів живлення двигуна через трансформатори струму реле (див. рис.7).

Таблиця 1.

Версія реле

Діапазон встановлення струму

5A

3,125+5A

10A

6,25+10A

16A

10+16A

25A

15,625+25A

40A

25+40A


Таблиця 2.


Р [кВт]

0,75

1,1

1,5

2,2

3,0

4,0

5,5

7,5

In [A]

1,8

2,7

3,5

5,0

6,5

8,0

11

15

Р [кВт]

11

15

18,5

22

30

37

45

55

In [A]

22

30

34

41

55

68

81

99



Приклад 1

Двигун потужністю 3кВт з номінальним струмом 6,5А можна захистити за допомогою реле на 25А. Діапазон встановлення робочого струму для нього рівний 15-25А. За допомогою трьох витків дротів живлення двигуна через трансформатори струму, вимірюваний струм збільшується до 19,5А, що відповідає заданому діапазону.

Приклад 2

Для двигуна потужністю 5,5кВт з номінальним струмом 11А, встановлення робочого струму може балансувати на межі діапазонів двох реле: 10А (6,25-10А) та 16А (10-16А). За допомогою двох витків дротів живлення двигуна через трансформатори струму, вимірюваний струм збільшується до 22А, що відповідає діапазону реле на 25А (15-25А).

Рисунок 7. Залежність “час-струм» в холодному стані.





Рисунок 8. Ввімкнення реле на менші струми ніж воно розраховане.

Література
1 www.es.ua/catalog/es/mrzd_ukr.htm - Мультифрикційне реле захисту двигуна.

2 www.laborant.ru/eltech/06/2/0/44-99.htm - Устройство встроенной температурной защиты УВТЗ-1М.

3 www.ukrreferat.com/index.php?referat=36780&pg=16 - Реферати українською: україномовні реферати, курсові, дипломні бесплатно!

4 http://oborudnik.ks.ua/metody-zahystu-elektrodvyhuniv/ - Методи захисту електродвигунів/Виробництво та обладнання.


Скачать файл (504.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru