Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
За рік на Львівщині. встановили 41 побутову сонячну станцію
20.02.2017р.

У 2016 році на Львівщині 41 домогосподарство встановило...

Збільшено частку «атома» в енергетиці до 60%
16.02.2017р.

Україна різко збільшила частку атомної енергетики у...

Трансформатори для Саудівської Аравії
16.02.2017р.

Нещодавно ПАТ «Запоріжтрансформатор» (ЗТР) успішно...

Як збалансують виробництво і споживання електроенергії
16.02.2017р.

Запровадження тимчасових надзвичайних заходів на...

Раритетні електромобілі у Львові
15.02.2017р.

Днями у Львові презентували новий туристичний...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

12574
16.07.2007р. |
Захист асинхронних двигунів

Захист від струмів короткого замикання виконується плавкими запобіжниками та автоматичними вимикачами з електромагнітними або комбінованими розчеплювачами. Крім того, захист від перевантажень виконується тепловими реле, вбудованими у магнітні пускачі.
"Електротема" № 2 (58) 2005 року

Для електродвигунів у мережах з глухозаземленою нейтраллю передбачаються види захисту:

- від однофазних та багатофазних замикань;

- від струмів перевантаження;

- мінімальної напруги.

Захист від струмів короткого замикання виконується плавкими запобіжниками та автоматичними вимикачами з електромагнітними або комбінованими розчеплювачами. Крім того, захист від перевантажень виконується тепловими реле, вбудованими у магнітні пускачі.

Захист мінімальної напруги виконується утримуючими котушками пускачів або спеціальними реле напруги (вмикання пускача можливе тільки при напрузі не менше 85% номінальної).

Запобіжники

При виборі запобіжників для захисту електрообладнання від коротких замикань необхідно враховувати, що мережі працюють із заземленою нейтраллю, тому можливі всі види коротких замикань, в тім числі й однофазні. Тому запобіжники встановлюються в усіх трьох фазах.

Вставка калібрується так, щоб при струмах Івст ≤ 1,3 Іном..вст. вона не перегорала протягом 1-2 год. і перегорала при струмах:

Івст. = (3÷4) Іном. вст. – за 15÷20 сек.;

Івст. = (4÷5) Іном. вст. – за 2÷8 сек.;

Івст. = (5÷7) Іном. вст. – за 1÷4 сек.

Захисна характеристика запобіжників представлена на рисунку 1. Крім того при виборі запобіжників для захисту електродвигунів необхідно враховувати, що при коротких замиканнях вставка повинна перегоріти за час 0,15÷0,2 сек. Ця вимога визначається тим, що у колах електроживлення двигунів послідовно за запобіжниками встановлюються магнітні пускачі. При короткому замиканні в електродвигуні плавка вставка повинна перегоріти швидше, ніж відпаде магнітний пускач, тому що контакти пускача не розраховані на вимкнення струмів к. з., отже при розриві контактів можливе їх приварювання (контакти не розмикаються (залипають) та пошкоджуються). Також можливі випадки, коли, не перевіривши стан пускача, міняють запобіжники, що може призвести до серйозних пошкоджень електрообладнання і електротравматизму.

Якщо ж вставка перегорає за 0,15-0,2 сек., то пошкоджень контактів практично не буває, і міняти їх не потрібно.

Виходячи із захисної характеристики запобіжників, дотримання часу перегорання 0,15-0,2 сек. відбувається при струмах к. з., які перевищують у 10÷15 раз номінальний струм плавкої вставки:

Ік.з. / Іном. вст. ≥ 10÷15І

Але ця вимога не завжди виконується, тому що струми к. з. на затискачах залежать від потужності трансформатора, довжини і перерізу кабелю від джерела живлення до двигуна тощо.

Тому, для забезпечення зазначеної вище кратності виконується перевірка опору фаза-нуль, який складається з опору фази трансформатора, фазного та заземлюючого проводів.

Zпетлі = Z1 + Zтр. / 3

де Z1 – опір проводів;

Zтр. – розрахунковий опір фази трансформатора (напр:ТМ100 /10 - Zтр. = 0,779 Ом). Можливий струм к. з.:

Ік.з. = Uф / Zпетлі,

де Uф – фазна напруга.

Опір петлі фаза-нуль перевіряється способом амперметра-вольтметра або приладом типу М-417. Крім того, використовуються прилади прямого вимірювання однофазного струму короткого замикання типу ИПЗ-Т. Коли Ік.з. менший від необхідного, виконують роботи зі зменшення опору петлі фаза-нуль.

Плавкі вставки слід вибирати тільки відповідно до умов захисту електродвигуна від короткого замикання і вони не повинні перегорати від пускових струмів та короткочасних перевантажень.

Таким чином, для вибору номінального струму вставки повинна бути виконана умова:

Іном. вст. ≥ Іпуск.

На практиці для електродвигунів з короткозамкнутим ротором з легкими умовами пуску (2-5 сек.) приймається номінальний струм вставки:

Іном. вст.≥ Іпуск. / 2,5,

де Іпуск. – пусковий струм двигуна.

Якщо пуски є частими або важкими (5÷20 сек.), номінальний струм вставки:

Іном. вст. ≥ Іпуск. / 1,6÷2.

Для групи двигунів вставки, переважно, вибираються:

Іном. вст. ≥ ∑ Ін. дв.

та за найбільшим короткочасним струмом:

Іном. вст. ≥ К∑ Ін. дв. + (Іпуск. – Ін. дв.);

де К = 0,4 – двигуни з легким пуском;

К = 0,6 – важкий пуск;

∑ Ін. дв. – сума робочих струмів одночасно працюючих двигунів;

Іпуск. – Ін. дв. – різниця між пусковим і номінальним струмами найпотужнішого двигуна.

Приклад. Вибрати запобіжники типу НПН2 - 60 для електродвигуна АИР 100S4 (Р = 3,0 кВт, Іном = 6,7 А, Іпуск. = 46,66 А, режим роботи нормальний).

Іном. вст. = 46,66 / 2,5 = 18,66 А.

Вибираємо найближчу більшу стандартну Іном = 20А.

Перевіряємо правильність вибору. Відношення Іпуск.до Івст. .становить: 46,9 / 20 = 2,34. Згідно із захисною характеристикою запобіжників, для даної кратності час спрацювання запобіжника становить 15÷20 сек., що значно більше від часу запуску та короткочасних перевантажень.

Формули справедливі для запобіжників із цинковими та мідними плавкими вставками. Свинцеві вставки мають більшу теплову інерцію і нагріваються повільніше і, зазвичай, ставляться у пробкові запобіжники Ц-27). Крім того, не допускається заміна цинкових вставок на мідні.

При виконанні захисту електродвигунів запобіжниками обов`язковою умовою має бути виконання вимог ПУЕ про заборону живлення котушки магнітного пускача від фази і нуля, тому що це може призвести до серйозного пошкодження електродвигуна (робота на двох фазах) або враження людини електричним струмом, наприклад, перегорають два запобіжники, від яких не задіяне коло керування двигуном, і людина, вважаючи, що двигун вимкнений, може потрапити під напругу.

Автоматичні вимикачі

Захисні характеристики автоматичних вимикачів мають більш точні параметри, ніж запобіжники, та багатократність спрацювання, тому вони, незважаючи на більшу вартість, мають значно ширше використання. Струм вставки миттєвого спрацювання, зазвичай, становить 7÷9 Ін..роз. Гарантований струм спрацювання теплових розчеплювачів становить 1,3÷1,4 Ін..розч..

Вибір автоматичного вимикача полягає у виконанні вимоги:

Іном. авт. та Ін..розч. ≥ Ін. дв.

Струм уставки електромагнітного розчеплювача, який захищає двигун від коротких замикань, приймається:

Іуст. ел. маг. = (1,4÷1,8) Іпуск.

Для групи двигунів:

Іуст. ел. маг. = (1,4÷1,8) (∑ Ін. дв. + (І1пуск. – І1н. дв.));

де І1пуск. – І1н. дв. – різниця між пусковим та номінальним струмами найпотужнішого двигуна.

Номінальний струм теплового та комбінованого розчеплювачів для двигунів з легким пуском повинен бути:

Ін..розч. ≥ Ін. дв.;

при цьому необхідно враховувати, що теплові розчеплювачі не захищають від перевантажень двигуни повторно-короткочасного режиму роботи, а при використанні автоматичних вимикачів, які мають тільки електромагнітні розчеплювачі, необхідно завищувати переріз проводів та кабелів, прокладених до електроспоживача (Ідоп. при виборі провідників згідно з ПУЕ гл.1.3). Тому, для провідників, які захищаються такими автоматами, використовується формула:

Ідоп.≥ 2 / 9 Іуст. ел. маг.

Для більшості автоматів уставка електромагнітного захисту становить 9÷11 номінального струму розчеплювача, тому, за наявності автомата тільки з електромагнітним розчеплювачем, необхідно вибирати провідники на допустимий струм у 2 рази більший, ніж при використанні автомата з комбінованим або тепловим розчеплювачем, вибір якого виконується згідно з формулою:

Ін..розч. ≥ Ін. дв.;

Приклад. Вибрати комбінований розчеплювач автомата АП50Б-3МТ для двигуна АИР 100S4 (Р = 3,0 кВт, Іном = 6,7 А, Іпуск. = 46,66 А, двигун працює у нормальних умовах (легкий пуск)).

Для теплового розчеплювача: Ін..розч. > 6,7 А.

Вибираємо найближчу більшу стандартну вставку – 10 А.

Для електромагнітного розчеплювача: Іуст. ел. маг. = 1,4 х 46,66 = 65,32 А. Перевіряємо правильність вибору: для автомата із вставкою 10 А та електромагнітною вставкою Іел.маг.= 10 Іроб. маємо:

Іуст. ел. маг. = 10 х 10 = 100 А,

що більше від пускового струму двигуна і достатньо для надійного спрацювання при струмах короткого замикання.

Теплова вставка: Згідно з паспортними даними автомата АП50Б-3МТ, тепловий розчеплювач спрацьовує за 1,5÷15 сек. при струмові 6Іроб., і становить:

Іспр=6 х 10 = 60А, що достатньо для захисту від перевантажень, при цьому відсутнє спрацюваннявід пускового струму.

Перевантаження

Оскільки запобіжники через великі розбіжності у захисних характеристиках вставки, не завжди адекватно реагують на струми перевантаження, а саме: при струмах, які перевищують номінальні на 20÷30%, вставка може не перегорати невизначено довго. Крім того, часто ставлять запобіжники і автомати на групу двигунів, вибираючи при цьому вставку за струмом двигуна найбільшої потужності.

Виходячи з вищевикладеного, для двигунів з довготривалим режимом роботи (робочий період яких більше 30 хв.) з метою їх захисту від нагріву до небезпечних температур при перевантаженнях доцільно у коло живлення електродвигуна встановлювати теплові реле. Найчастіше теплові реле встановлюють у магнітний пускач чи контактор.

Теплові реле використовуються також і для захисту двигуна від роботи на двох фазах (при перегоранні запобіжника у одній фазі чи пошкодженні фазного проводу). Тому їх встановлюють у дві фази після магнітного пускача, а розмикаючі контакти послідовно у коло котушки магнітного пускача.

Характеристикою теплового реле є залежність часу спрацювання реле від струму нагрівання Інагр, який проходить через нагрівальний елемент. При збільшенні струму нагрівання понад номінальний струм нагрівача, реле спрацює тим швидше, чим більший струм нагрівання.

Реле не повинне спрацьовувати при пуску двигуна та короткочасних перевантаженнях. При перевантаженні на 25% реле спрацьовує приблизно через 20-30 хв.

Виходячи з цього, і вибирається нагрівач:

Ін. реле ≥ Ін. нагр. ≈ Ін. дв.,

де Ін. реле – номінальний струм реле (найбільший струм нагрівача, який може бути встановлений у даному реле);

Ін. нагр. – номінальний струм нагрівача (найбільший струм, при якому реле не спрацьовує).

Налагодження реле виконується за формулою:

Ін. дв. / (0,75÷0,8) > Ін. нагр. > Ін. дв. / (1,15÷1,25).

При виборі реле необхідно керуватись тим, що двигун і теплове реле можуть працювати при різних температурах навколишнього середовища. Так, якщо температура повітря біля двигуна на 15-20 0С вища, ніж біля реле, вибирається реле на номер менше, і навпаки, якщо температура біля двигуна нижча на 15-20 0С - на номер більше. Це правило справедливе для температур у межах 10-35 0С.

Вибрані таким чином реле досить надійно захищають електродвигуни від довготривалих перевантажень що перевищують Іном на 20-25%.

Більшість теплових реле не захищають двигун від коротких замикань, вони самі потребують такого захисту, тому що нагрівач реле перегорить швидше, ніж реле вимкне двигун. Тому установка теплових реле допускається тільки за наявності максимального миттєвого захисту (запобіжники, автоматичні вимикачі).

Приклад. Вибрати теплове реле для захисту електродвигуна АИР 100S4 (Р = 3,0 кВт, Іном = 6,7 А, магнітний пускач типу ПМЛ-1).

За формулою маємо:

6,7 / 0,8 > Ін. нагр. > 6,7 / 1,2;

8,37 > Ін. нагр. > 5,58.

Виходячи з вищевикладеного, вибираємо реле типу РТЛ-1012-04, яке має згідно з паспортними даними: Ін.р. - 25А, Імакс. нагр. - 8,0 А, діапазон регулювання - 5,5÷8,0 А, тривалість спрацювання реле при нагріванні з холодного стану шестикратним номінальним струмом при tнавк.сер. + 20 0С становить 4,5÷12 сек., що достатньо для неспрацювання при пускові двигуна.

М. Гнєдков,

директор навчально-курсового комбінату ВАТ „Черкасиобленерго`.

Теги та ключові фрази
запобіжники для з ф електродвигунів, вибір автоматичного вимикача для двигуна, як вибрати захист двигуна формули, захист двигунів від перевантаження струмів, Захист електродвигуна 5,5 к, вибір теплових реле на українській, вибір автоматичного вимикача для двигунів, вибрати типи захисту та їх установки захисту короткозамкнутого двигуна, з яких умовах вибирається уставка теплового захисту, умови вибору плавких вставок запобіжників для груп двигунів та не двигунів


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.