Ivalt.ru

И-Вольт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подбор автоматических выключателей для защит электродвигателей

Выбор аппарата защиты

Плавкие предохранители в сетях до 1кВ

Существует два типа плавких предохранителей:

  • с большой тепловой инерцией (выдерживающие значительные кратковременные токовые перегрузки)
  • безынерционные (имеющие ограниченную перегрузочную способность).

Плавкие предохранители с большой тепловой инерцией

Это все установочные предохранители с винтовой резьбой и свинцовым токопроводящим мостиком (так называемые «пробки»).

Номинальный ток предохранителя с большой тепловой инерцией определяется по формуле 4-5.

Iв — номинальный ток предохранителя, А.

Iдл — длительный расчетный ток линии, А.

Безынерционные плавкие предохранители

Это трубчатые предохранители с медным токопроводящим мостиком.

Данные предохранители должны удовлетворять двум условиям:

  • см. формулу (4-5)
  • одной из формул (4-6), (4-7) или (4-8).

Для защиты ответвления к одиночному электродвигателю с нечастыми пусками и длительностью пускового периода не более 2-2,5 сек. (электродвигатели металлообрабатывающих станков, вентиляторов, насосов и т. п.)

Iп — пусковой ток электродвигателя, А;

Iв — номинальный ток предохранителя, А.

Для защиты ответвления к одиночному электродвигателю с частыми пусками (электродвигатели кранов) или большой длительностью пускового периода (двигатели центрифуг, дробилок и т. п.)

Iп — пусковой ток электродвигателя, А;

Iв — номинальный ток предохранителя, А.

Для защиты магистрали, питающей силовую или смешанную нагрузку,

Iкр — кратковременный максимальный ток линии, А;

Iв — номинальный ток предохранителя, А (см. формулу 4-9).

I’п — пусковой ток электродвигателя или группы одновременно включаемых двигателей, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшей величины, А;

I’дл — длительный расчетный ток линии до момента пуска электродвигателя (или группы двигателей), определяемый без учета рабочего тока пускаемого электродвигателя (или группы двигателей), А.

Для защиты электродвигателей ответственных механизмов предохранитель выбирается по формуле (4-7), принимая знаменатель равным 1,6 независимо от условий пуска электродвигателя, если кратность тока к. з. удовлетворяет условиям, указанным в столбце 3, табл. 1 (см. ниже).

Для защиты ответвления к сварочному аппарату ток предохранителя выбирается по формуле (4-10). Также ток предохранителя в этом случае можно принимать равным длительно допустимому току на прокладываемый для питания сварочного аппарата провод.

Iн.св — номинальный ток сварочного аппарата при номинальной продолжительности включения, А;

ПВ — номинальная продолжительность включения аппарата, выраженная в долях единицы.

Избирательность защиты плавкими предохранителями магистральной линии с ответвлениями обеспечивается последовательным увеличением величин плавких вставок на отдельных участках линии по мере приближения к пункту питания. При этом выбор величины плавких вставок производится по табл. 2 и табл. 3.

Таблица 1 Значения допустимой минимальной кратности тока КЗ по отношению к току коммутационного аппарата

Условия прокладкиДопустимая кратность тока к.з. по отношению:
к номинальному току плавкого предохранителяк току уставки автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный расцепительк номинальному току расцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой
Сеть проложена в невзрывоопасном помещении при условии выполнения требований табл. 431,1Кр3
Сеть проложена в невзрывоопасном помещении при условии, что требования табл. 4 не выполняются51,5
Сеть проложена во взрывоопасном помещении41,1Кр6

Кр — коэффициент разброса характеристик автоматического выключателя с электромагнитным расцепителем. Допускается принимать значение Кр=1,4 (для автоматических выключателей номинальным током до 100А) и Кр=1,25 ( для автоматических выключателей номинальным током выше 100А) .

Таблица 2 Условия избирательности плавких предохранителей для сетей особо ответственного назначения

Как выбрать защиту для электродвигателя?

В электродвигателе, как и в многих других электротехнических устройствах, могут возникать аварийные ситуации. Если вовремя не принять меры, то в худшем случае из-за поломки электродвигателя, могут выйти из строя и другие элементы энергосистемы.

Наибольшее распространение получили асинхронные электродвигатели. Можно выделить 5 основных видов аварий в асинхронных двигателях:

  • обрыв фазы ОФ статорной обмотки двигателя (вероятность возникновения 40-50%);
  • заторможение ротора ЗР (20-25%);
  • технологические перегрузки ТП (8-10%);
  • понижение сопротивления изоляции обмотки ПС (10-15%);
  • нарушение охлаждения двигателя НО (8-10%).

Любой из этих видов аварий может повлечь выход из строя электродвигателя, а короткое замыкание в двигателе, опасно для питающей сети.

Такие аварийные режимы как ОФ, ЗР, ТП и НО, способны вызвать перегрузку по току в статорной обмотке. В результате этого ток возрастает до 7 Iном и более в течение довольно большого промежутка времени.

Короткое замыкание в электродвигателе может привести к росту тока более чем в 12 Iном в течение очень короткого отрезка времени (около 10 мс).

Учитывая возможные повреждения, и подбирают требуемую защиту.

Защита двигателя от перегрузки. Основные типы.

Тепловая защита – осуществляется путем нагрева током обмотки нагревательного элемента и воздействия его на биметаллическую пластину, которая в свою очередь размыкает контакт в цепи управления контактора или пускателя. Тепловая защита осуществляется с помощь тепловых реле.

Температурная защита — реагирует на увеличение температуры наиболее нагретых частей двигателя с помощью встроенных температурных датчиков (например, позисторов). Через устройства температурной защиты (УВТЗ) воздействует на цепь управления контактора или пускателя и отключает двигатель.

Читать еще:  Монтаж автоматические воздушные выключатели монтаж

Максимально токовая защита – реагирует на рост тока в статорной обмотке и при его достижении тока уставки отключат цепь управления контактора или пускателя. Осуществляется с помощью максимально токовых реле.

Минимально токовая защита — реагирует на исчезновение тока в статорной обмотке двигателя, например, при обрыве цепи. После чего, подается сигнал на отключение цепи управления контактора или пускателя. Осуществляется с помощью минимально токовых реле.

Фазочувствительная защита – реагирует на изменение угла сдвига фаз между токами в трехфазной цепи статорной обмотки двигателя. При изменении угла сдвига фаз в пределах уставки (например, при обрыве фаз угол увеличивается до 180º) подается сигнал на отключение цепи управления контактора или пускателя. Осуществляется с помощью фазочувствительных реле типа ФУЗ.

Таблица эффективности применения защит от перегрузки:

Тип защиты от перегрузкиНадежность защиты
надежноменее надежноне надежно
1Тепловая защитаТПОФ; ЗРНО; ПС
2Температурная защитаТП; НООФ; ЗРПС
3Максимально токовая защитаЗРТПОФ; НО; ПС
4Минимально токовая защитаОФНО; ПС; ТП; ЗР
5Фазочувствительная защитаТП; ОФ; ЗРНО; ПС

Одним из эффективных средств защиты двигателя является автоматический выключатель.

Автоматический выключатель, обладая максимально токовой защитой, что позволит защитить двигатель от чрезмерного роста тока в цепи статорной обмотки, например при обрыве фазы, или повреждении изоляции. При этом он защитит питающую цепь от короткого замыкания в двигателе.

Автоматический выключатель, имеющий в своем составе тепловой расцепитель, расцепитель минимального напряжения, способен защитить двигатель и от других нештатных режимов.

В настоящее время, это одно из наиболее эффективных защитных устройств асинхронных двигателей и цепей, в которых они работают.

Общие правила выбора защиты асинхронных двигателей.

Все двигатели необходимо защищать от короткого замыкания, а электродвигатели, работающие в режиме S1, должны иметь защиту от перегрузки по току.

Электродвигатели, обмотки которых при запуске переключаются с «треугольника» на «звезду», желательно защищать трехполюсными тепловыми реле с ускоренным срабатыванием в неполнофазных режимах. Для электродвигателей, работающих в повторно-кратковременных режимах, рекомендуется предусматривать встроенную температурную защиту. Двигатели, работающие в кратковременном режиме S2 с возможным заторможением ротора без технологического ущерба, следует оснащать тепловой защитой. В случае, если заторможение ротора влечет за собой технологический ущерб, следует применять температурную защиту.

Тепловые реле предназначены в основном для защиты двигателей в режиме S1. Допустимо применение их и для режима S2, если исключено увеличение длительности рабочего периода. Для режима S3 применение тепловых реле допускается в исключительных случаях при коэффициенте загрузки двигателя не более 0,7.

Для защиты обмоток электродвигателя, соединенных в «звезду», могут применяться однополюсные реле (два реле), двухполюсные и трехполюсные реле. Защита обмоток, соединенных в «треугольник», должна осуществляться трехполюсными реле с ускоренным срабатыванием в неполнофазных режимах.

На многоскоростные двигатели нужно предусматривать отдельные реле на каждой ступени скорости при необходимости полного использования мощности на каждой ступени или одно реле с уставкой, выбранной по току ступени наибольшей скорости для двигателей с вентиляторной нагрузкой.

Номинальный ток тепловых элементов реле должен выбираться по номинальному току двигателя так, чтобы номинальный ток двигателя находился между минимальной и максимальной уставками реле по току.

На электротехническом рынке можно найти и другие специализированные устройства защиты электродвигателей, разумеется, цена у них будет значительно отличаться от автоматических выключателей. У себя в проектах я применяю лишь автоматы, контакторы с тепловым реле, устройства плавного пуска и частотные преобразователи, которые имеют встроенную защиту электродвигателей.

Онлайн помощник домашнего мастера

Защита электродвигателя: основные виды, схемы подключения и принцип работы. Инструкция как установить своими руками

  • Электродвигатели

Наверно все знают, что различные устройства работают на основе электрических двигателей. Но для чего нужна защита электродвигателей осознает лишь малая часть пользователей. Оказывается они могут сломаться в результате различных непредвиденных ситуаций.

Чтобы избежать проблем с высокими затратами на ремонт, неприятных простоев и дополнительных материальных потерь используются качественные защитные устройства. Далее разберемся в их устройстве и возможностях.

Краткое содержимое статьи:

Как создается защита для электродвигателя?

Постепенно рассмотрим основные устройства защиты электродвигателей и особенности их эксплуатации. Но сейчас расскажем об трех уровнях защиты:

  • Внешняя версия защиты для предохранения от короткого замыкания. Обычно относится к разным видам либо представлена в виде реле. Они обладают официальным статусом и обязательны к установке согласно нормам безопасности на территории РФ.
  • Внешняя версия защиты электродвигателей от перегрузки помогает предотвратить опасные повреждения либо критические сбои в процессе работы.
  • Встроенный тип защиты спасет в случае заметного перегрева. И это защитит от критических повреждений либо сбоев в процессе эксплуатации. В этом случае обязательны выключатели внешнего типа иногда применяется реле для перезагрузки.
Читать еще:  Автоматический выключатель ва99 125 16а

Из-за чего отказывает электродвигатель?

В процессе эксплуатации иногда появляются непредвиденные ситуации, останавливающие работу двигателя. Из-за этого рекомендуется заранее обеспечить надежную защиту электродвигателя.

Можете ознакомиться с фото защиты электродвигателя различного типа чтобы иметь представление о том, как она выглядит.

Рассмотрим случаи отказа электродвигателей в которых с помощью защиты можно избежать серьезных повреждений:

  • Недостаточный уровень электрического снабжения;
  • Высокий уровень подачи напряжения;
  • Быстрое изменение частоты подачи тока;
  • Неправильный монтаж электродвигателя либо хранения его основных элементов;
  • Увеличение температуры и превышение допустимого значения;
  • Недостаточная подача охлаждения;
  • Повышенный уровень температуры окружающей среды;
  • Пониженный уровень атмосферного давления, если эксплуатация двигателя происходит на увеличенной высоте на основе уровня моря;
  • Увеличенная температура рабочей жидкости;
  • Недопустимая вязкость рабочей жидкости;
  • Двигатель часто выключается и включается;
  • Блокирование работы ротора;
  • Неожиданный обрыв фазы.

Чтобы защита электродвигателей от перегрузки справилась с перечисленными проблемами и смогла защитить основные элементы устройства необходимо использовать вариант на основе автоматического отключения.

Часто для этого используется плавкая версия предохранителя, поскольку она отличается простотой и способна выполнить много функций:

Версия на основе плавкого предохранительного выключателя представлена аварийным выключателем и плавким предохранителем, соединенных на основе общего корпуса. Выключатель позволяет размыкать либо замыкать сеть с помощью механического способа, а плавкий предохранитель создает качественную защиту электродвигателя на основе воздействия электрического тока. Однако выключателем пользуются в основном для процесса сервисного обслуживания, когда необходимо остановить передачу тока.

Плавкие версии предохранителей на основе быстрого срабатывания считаются отличными защитниками от коротких замыканий. Но непродолжительные перегрузки могут привести к поломке предохранителей этого вида. Из-за этого рекомендуется использовать их на основе воздействия незначительного переходного напряжения.

Плавкие предохранители на основе задержки срабатывания способны защитить от перегрузки либо различных коротких замыканий. Обычно они способны выдержать 5-краткое увеличение напряжения в течение 10-15 секунд.

Важно: Автоматические версии выключателей отличаются по уровню тока для срабатывания. Из-за этого лучше использовать выключатель способный выдержать максимальный ток в процессе короткого замыкания, появляющегося на основе данной системы.

Тепловое реле

В различных устройствах используется тепловое реле для защиты двигателя от перегрузок под воздействием тока либо перегрева рабочих элементов. Оно создается с помощью металлических пластин, обладающих различным коэффициентом расширения под воздействием тепла. Обычно его предлагают в связке с магнитными пускателями и автоматической защитой.

Автоматическая защита двигателя

Автоматы для защиты электродвигателей помогают обезопасить обмотку от появления короткого замыкания, защищают от нагрузки либо обрыва любой из фаз. Их всегда используют в качестве первого звена защиты в сети питания мотора. Потом используется магнитный пускатель, если необходимо он дополняется тепловым реле.

Каковы критерии выбора, подходящего автомата:

  • Необходимо учитывать величину рабочего тока электродвигателя;
  • Количество, использующихся обмоток;
  • Возможность автомата справляться с током в результате короткого замыкания. Обычные версии работают на уровне до 6 кА, а лучшие до 50 кА. Стоит учитывать и скорость срабатывания у селективных менее 1 секунды, нормальных меньше 0,1 секунды, быстродействующих около 0,005 секунды;
  • Размеры, поскольку большая часть автоматов можно подключать с помощью шины на основе фиксированного типа;
  • Вид расцепления цепи – обычно применяется тепловой либо электромагнитный способ.

Универсальные блоки защиты

Различные универсальные блоки защиты электродвигателей помогают уберечь двигатель с помощью отключения от напряжения либо блокированием возможности запуска.

Они срабатывают в таких случаях:

  • Проблемы с напряжением, характеризующиеся скачками в сети, обрывами фаз, нарушением чередования либо слипания фаз, перекосом фазного или линейного напряжения;
  • Механической перегруженности;
  • Отсутствие крутящего момента для вала ЭД;
  • Опасных эксплуатационной характеристике изоляции корпуса;
  • Если произошло замыкание на землю.

Хотя защита от понижения напряжения, может быть, организована и другими способами мы рассмотрели основные из них. Теперь у вас есть представление о том зачем необходимо защищать электродвигатель, и как это осуществляется с помощью различных способов.

Автоматы защиты электродвигателей

Доброго дня, уважаемые читатели блога nasos-pump.ru

Автоматы защиты двигателя

В рубрике «Общее» рассмотрим автоматы защиты асинхронных электродвигателей переменного тока. Как следует из названия, автоматы защиты электродвигателей предназначены для защиты и запуска электрических двигателей. Отключение этого устройства происходит при превышении номинального тока или короткого замыкания в двигателе. В автомате защиты предусмотрена температурная компенсация, позволяющая исключить влияние внешней температуры на работу изделия. Второе назначение автоматов защиты – это использование их в качестве аварийного или главного выключателя. Номинальный ток двигателя при определенном напряжении указывается на фирменной табличке, прикрепленной к двигателю. Величина номинального тока также зависит от схемы включения двигателя в электрическую цепь, звезда или треугольник. Приводные устройства в автоматах защиты электродвигателей могут быть выполнено в виде кнопок (Пуск – Стоп), или поворотной ручки (Вкл. – Откл.). Автоматы защиты двигателей при комплексной защите оборудования могут монтироваться совместно с контакторами, пускателями, частотными преобразователями, устройствами плавного пуска и т. д. На рынке присутствует огромное количество разнообразных моделей от различных фирм производителей автоматов защиты двигателей.

Читать еще:  Схема ячеек с вакуумным выключателем

Отличия автоматов защиты двигателя от обычных автоматов

  1. Токовая характеристика автомата защиты настроена с учетом пусковых токов, возникающих при запуске асинхронных электрических двигателей переменного тока.
  2. Предусмотрена температурная компенсации. Автоматы защиты двигателей комплектуются термомагнитынми расцепителями, которые включают в себя расцепитель тепловой – биметаллическую пластину и расцепитель электромагнитный. При изменении температуры внешней среды уставка теплового расцепителя, может значительно изменятся. Этого нельзя допускать, так как изменение температуры может привести к ложным срабатываниям автомата, или выходу двигателя из строя. Чтобы исключить влияние изменений температуры внешней среды на работу автомата защиты и предусмотрена температурная компенсация.
  3. В конструкцию автоматов защиты заложена увеличенная предельная коммутационная способность, в связи с повышенными токами, возникающими при запуске электрических двигателей.
  4. Автоматы защиты двигателя могут доукомплектовываться элементами, обеспечивающими дополнительную защиту двигателей или увеличивающие возможности построения гибкой автоматизированной системы.

Технические характеристики и принцип работы

Технические характеристики изделия рассмотрим на примере автоматов защиты электродвигателей серии MS производства концерна ETI Словения. Основные характеристики приведены в таблице.

Характеристики автоматов защиты серии MS

Для включения автомата защиты двигателя необходимо нажать вручную кнопку «START» или повернуть ручку в положение (Вкл.). Отключение автомата происходит вручную, при нажатия кнопки «STOP» или поворотом ручки в положение (Выкл.), а также автоматически в случае срабатывания термомагнитной или электромагнитной защиты. Электромагнитный расцепитель, имеющий фиксированную уставку 13 In осуществляет защиту от короткого замыкания, а защиту от перегрузки тепловой расцепитель. Электромагнитная защита состоит из катушки в которой находится подвижный сердечник и возвратной пружины. В случае протекания по катушке тока короткого замыкания происходит мгновенное втягивание сердечника, который воздействует на механизм свободного расцепления через отключающую рейку. Тепловая защита состоит из биметаллической пластины которая последовательно соединена с контактом. При протекании по пластине тока перегрузки происходит ее нагрев. Пластина начинает изгибаться воздействуя через отключающую рейку на механизма свободного расцепления. Чтобы компенсировать зависимость от температуры внешней среды, автоматы защиты электродвигателей снабжены биметаллическими температурными компенсаторами с прогибом в обратную сторону по отношению к биметаллическим пластинам. Коммутацию цепей в изделии выполняют не подвижные и подвижные контакты. Подвижные контакты подпирается пружиной, которая увеличивает усилие для скорейшего размыкания контактов. Необходимый ток защиты двигателя задается с помощью регулировочного диска. В пределах диапазона регулировки тока защиты и необходимо подбирать автомат для защиты электрического двигателя от перегрева. На автомате имеется кнопка «ТЕСТ» при помощи которой можно проверить работоспособности изделия. Автоматы защиты электродвигателей серии MS 25 рассчитаны на ток коммутации до 25 ампер, MS 32 до 32 ампер. В автоматах предусмотрена возможность тестирования, они реагируют на обрыв фазы. Автоматы защиты серии MS 25 имеют возможность регулировки тепловой защиты в 13 — диапазонах от 0,1А до 25А;

Монтаж и электрические схемы подключения автоматов

Автоматы защиты электрических асинхронных двигателей монтируются в электрическом шкафу находящимся в помещении защищенными от дождя, снега и других осадков. Монтаж и электрическое подключение автомата должен проводить квалифицированный электрик. Все работы по монтажу оборудования должны проводится согласно Правилам Устройства Электроустановок (ПУЭ) и в соответствии с требованиями местных норм и правил. Автоматические выключатели устанавливаются в электрический шкаф посредством крепления на DIN – рейку. Подсоединение автомата производится с помощью соединительных шин или кабелей. Напряжение питания подводится со стороны верхних контактов. На нижние клеммы подсоединяется нагрузка. Возможные схемы подключения изделия для трех фазной, двух фазной и однофазной нагрузки приведены на (Рис. 1).

Схемы включения автомата защиты двигателя

Эксплуатация обслуживание и ремонт автоматов

Для долгой и надежной эксплуатации автоматов защиты двигателей необходимо регулярно проводить плановые проверки осмотры и техническое обслуживание. Стандартное обслуживание предполагает очистку устройства от грязи и пыли, а также визуальный контроль контактов на отсутствие подгорания и перегрева. Первую подтяжку винтов рекомендуется провести через месяц после ввода автомата в эксплуатацию. Затем периодически следует проверять и при необходимости подтягивать зажимные винты крепящие подводящие кабели. Все работы по техническому обслуживанию изделия необходимо проводить при полностью обесточенном автомате. Если соблюдаются условия эксплуатации автомата, то в ремонте изделие не нуждается.

И в заключении хочется сказать следующее. Эксплуатация электрических двигателей без автоматов защиты очень часто приводит к выходу их из строя. Скачки напряжения, пропадание фазы, перегрузка двигателя, все это, как правило, приводят к перегреву и выгоранию обмотки(ок). Ремонт (перемотка статора) будет стоить дороже, чем один раз приобрести и установить автомат защиты двигателя. Это поможет Вам в дальнейшем сэкономить деньги которые требуются для дорогостоящего ремонта статора двигателя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector