Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электрические схемы защита электрических двигателей

О предохранителях электрических цепей

В настоящее время основными способами защиты электрических цепей напряжением 380/220 В от токов короткого замыкания и перегрузок является применение плавких предохранителей или автоматических выключателей.

Применение плавких предохранителей обосновано в таких электрических схемах, когда необходимо обеспечить только защиту от токов КЗ и перегрузки при обеспечении высокой отключающей способности (до 120 кА). Такая схема будет значительно дешевле схемы, в которой защиту возлагают исключительно на автоматические выключатели. Для сравнения: комплект из трех предохранителей с номинальным током плавкой вставки 125 А с отключающей способностью 120 кА марки 125NH00B-400 установленных в держателе EBH00O3TS5 фирмы Bussmann более чем в 5 раз дешевле автоматического выключателя с номинальным током расцепителя 125 А и отключающей способностью 36 кА марки SACE TmaxXT1 160 TMD фирмы ABB.

Защитная функция плавких предохранителей основана на термическом воздействии электрического тока на проводник (плавкую вставку). В случае превышения значения тока в защищаемой цепи определенных значений плавкая вставка расплавляется (перегорает) и при этом возникает разрыв электрической цепи.

Как правило, предохранители характеризуются следующими параметрами:

  • номинальным напряжением Uном.пр. , что соответствует максимальному номинальному напряжению цепи, в которой допускается установка конкретного предохранителя;
  • номинальный ток плавкой вставки Iном.вс. , сколь угодно долго протекающий через предохранитель и не вызывающий расплавление плавкой вставки ток;
  • номинальный ток предохранителя Iном.пр., сколь угодно долго протекающий через предохранитель и не вызывающий изменений в его конструкции электрический ток;
  • предельно отключаемый ток предохранителя (ток короткого замыкания) Iпр.откл., наибольший ток, при протекании которого происходит расплавление плавкой вставки предохранителя и гашение электрической дуги без каких-либо повреждений его конструкции.

Примечание: номинальное напряжение постоянного тока, как правило, ниже номинального напряжения переменного тока. Исходя из практики, за значение напряжения постоянного тока может быть принята как минимум половина значения переменного тока. Держатели предохранителей, промаркированные для переменного напряжения, могут также применяться при постоянном напряжении.

Важной характеристикой предохранителя является время-токовая характеристика, описываемая в виде графика, где по одной оси откладывается ток, чаще всего в относительных единицах (за единицу принимается номинальный ток плавкой вставки), а по другой оси — время срабатывания. При этом надо иметь в виду, что характеристика каждого экземпляра предохранителя (даже из одной партии) уникальна, указывается в каталоге на каждый тип предохранителя как «зона разброса характеристик».

Обозначения характеристики (класса) предохранителя:

— первая буква означает диапазон защиты:

  • a — частичный диапазон (только защита от токов короткого замыкания);
  • g — полный диапазон (защита и от токов короткого замыкания, и от перегрузки);

— вторая буква означает тип защищаемого оборудования:

  • G — универсальный предохранитель для защиты различных типов оборудования: кабелей, электродвигателей, трансформаторов;
  • L — защита кабелей и распределительных устройств;
  • B — защита горного оборудования;
  • F — защита маломощных цепей;
  • M — защита цепей электродвигателей и отключающих устройств;
  • R — защита полупроводников;
  • S — быстрая реакция при коротком замыкании и среднее время реакции при перегрузке;
  • Tr — защита трансформаторов.

Примеры характеристик ножевых предохранителей с характеристикой gL/gG:

Особенности конструкции быстродействующих предохранителей

Полупроводники имеют совсем небольшую теплоемкость и жесткую верхнюю границу температуры запирающего слоя, около 125°С. То есть, при защите термочувствительных полупроводников необходимо согласовать характеристики плавкого металлического элемента с допустимой тепловой перегрузкой полупроводника. Таким образом, эффективная защита должна отключать очень быстро все токи, превышающие номинальный ток полупроводника. Ради достижения этой цели были разработаны быстродействующие предохранители с крайне малым сечением сужений плавкой вставки.

Читать еще:  Гидроудар двигателя причины возникновения

Плавкая вставка предохранителя защиты полупроводниковых приборов

Материалом плавкой вставки служит стойкое к окислению и хорошо проводящее тепло и электрический ток серебро. За счет высокой теплопроводности тепловая энергия, выделяемая в местах сужений при протекании номинального тока, быстро отводится на сплошные участки плавкой вставки и расплавления токоведущих суженых участков не происходит. При больших токах выделяемой тепловой энергии достаточно, чтобы быстро расплавить сужения плавкой вставки. Утилизация тепловой энергии происходит в наполнителе предохранителя и, соответственно, на его корпусе. Корпус предохранителя изготавливается из корундовой керамики, стойкой к изменениям температуры.

Выбирая предохранители необходимо учитывать следующие факторы:

  • род тока (переменный –AC, постоянный – DС);
  • номинальное напряжение;
  • номинальный ток, протекающий в цепи защищаемой предохранителем;
  • возможный ток короткого замыкания;
  • характер защищаемого объекта (двигатель, кабельная линия, полупроводниковый прибор и т.д.) или время-токовая характеристика (класс предохранителя);
  • конструктивные особенности предохранителей;
  • конструктивные особенности держателей предохранителей.

Цилиндрические предохранители (плавкие вставки)

Краткие технические характеристики
СтандартIEC 60269
Напряжение400, 500, 690 VAC
Номинальный токот 0.5 до 125 A
Ток короткого замыканияот 20 до 120 kA
ХарактеристикиgG, aM
Размеры (диаметр, длина),мм8 x 31,
10 x 38,
14 x 51,
22 x 58

Держатели цилиндрических предохранителей

Подобные держатели могут выполнять две функции:

  • функцию защиты от токов к.з. и перегрузки;
  • функцию разъединителя электрической цепи. Iпл.вст. QF6 в 1,6 раза, Iпл.вст. QF6 > Iпл.вст. QF5.). Предохранитель 80NHG000B-400, Bussmann. Размер предохранителя — 000. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH000O3TS5 (Bussmann).

5. Защита кабеля 2 к шкафу ШСУ1.

Для защиты пятижильного кабеля 5х25 мм² , проложенного в земле выбран плавкий предохранитель QF3: характеристика gG, Iном.125 A (условия выбора: 1) Iпл.вст. Iпл.вст. QF8 в 1,6 раза). Предохранитель 125NHG00B-400, Bussmann. Размер предохранителя — 00. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH000O3TS5 (Bussmann).

6. Защита кабеля 3 к шкафу ШСУ2.

Для защиты пятижильного кабеля 5х16 мм² , проложенного в земле выбран плавкий предохранитель QF4: характеристика gG, Iном.100A (условия выбора: 1) Iпл.вст. Iпл.вст. QF7 в 1,6 раза). Предохранитель 100NHG000B-400, Bussmann. Размер предохранителя — 000. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH000O3TS5 (Bussmann).

7. Защита ввода РУ 0,4кВ

Для защиты выбран плавкий предохранитель QF2: характеристика gG, Iном.200 A (условия выбора: Iпл.вст. QF2 > Iпл.вст. QF3 в 1,6 раза). Предохранитель 200NHG1B-400, Bussmann. Размер предохранителя -1. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH1O3TS8 (Bussmann).

8. Защита кабеля 1 к РУ 0,4кВ.

Для защиты четырёхжильного кабеля 4х95 мм², проложенного в земле выбран плавкий предохранитель QF1: характеристика gG, Iном.315A (условия выбора: 1) Iпл.вст. Iпл.вст. QF2 в 1,6 раза). Предохранитель 315NHG03B-400, Bussmann. Размер предохранителя — 03. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH3O3TM2 (Bussmann).

Назначение

ЗМН (защита минимального напряжения) используется совместно с защитами, которые осуществляют контроль сети. Эксплуатируется вкупе с устройством автоматического включения резерва (АВР). ЗМН выполняет отключение или подает соответствующий сигнал пользователю (системе) при возникновении аварий в сети потребителей, в следствии:

  • Короткого замыкания, когда происходят значительные потери электроэнергии. Возникают большие токи, напряжение резко падает.
  • Перегрузки сети. (Мощности источников электропитания не хватает или один из них вышел из строя).

Такое действие обеспечивает безопасность важных механизмов во время самозапуска, когда пусковые токи вызывают снижение напряжения. Автоматика отключает работу менее важных механизмов.

Аппараты защиты Siemens

В семейство входит три линейки аппаратов:

1) Автоматические выключатели SIRIUS Innovations 3RV2 (токи от 0.11 до 40А)

Новая линейка автоматических выключателей для защиты от перегрузки и короткого замыкания:

  • электродвигателей,
  • пусковых сборок (только защита от КЗ),
  • трансформаторов,
  • установок

В сборке с контакторами они используются в качестве беспредохранительных пусковых сборок для электродвигателей.

Диапазон токов: 0,11 А …40 А (максимальная мощность защищаемого двигателя: 0,04 — 18.5 кВт при 400 В) 2 типоразмера: S00 и S0. Возможен монтаж контактора на автомат при помощи соединительных модулей без проводов — экономия места и времени, наглядность структуры шкафа.

Стойкость автоматов к короткому замыканию Icu = от 20 кА до 100 кА при 400 В АС (зависит от номинала аппарата).

Пластик корпуса без содержания галогенов. Унифицированные принадлежности, например, доп. контакты одинаковы для всех аппаратов линейки.

Зажимы – стандартные (винтовые), до 32 А доступны пружинные клеммы (cage clamp)

2) Автоматические выключатели SIRIUS 3RV1 (токи от 16 до 100А) —

линейка автоматических выключателей для защиты от перегрузки и короткого замыкания:

  • электродвигателей,
  • пусковых сборок (только защита от КЗ),
  • трансформаторов,
  • установок

Вместе с контактором они используются в качестве беспредохранительных пусковых комбинаций для электродвигателей.

Диапазон токов: 16 А …100 А (максимальная мощность защищаемого двигателя: 7.5 — 45кВт при 400В).

2 типоразмера: S2 и S3.

Возможен монтаж контактора на автомат при помощи соединительных модулей без проводов — экономия места и времени, наглядность структуры шкафа.

Стойкость автоматов к короткому замыканию Icu = 50 кА или 100 кА при 400 В АС. Поскольку эти высокие значения, как правило, не возникают на практике, отпадает необходимость в расчете и предохранителе на стороне питания.

Возможность полной нагрузки расчетным током при температуре до +60oС. Даже при высокой плотности монтажа нет необходимости в снижении величины рабочего тока.

Пластик корпуса без содержания галогенов.

Унифицированные принадлежности для всех типоразмеров, например, доп. контакты одинаковы для всех типоразмеров

Быстрое подключение, каждая клемма рассчитана на два провода. Зажимы – стандартные (винтовые). До 12А доступны пружинные клеммы (cage clamp)

3) Компактные автоматические выключатели SIRIUS 3RV1 в литом корпусе с повышенной стойкостью к токам КЗ (токи от 1 до 800А).

Эта серия аппаратов предназначена для защиты:

  • электродвигателей от 100 до 630А (электронные расцепители) и
  • пусковых сборок от 1 до 800А (электронные и магнитные расцепители)

Эту линейку аппаратов отличает повышенная стойкость к токам КЗ: Icu составляет от 100 до 120 кА (для аппаратов защиты электродвигателей) и от 85 до 200 кА (для аппаратов защиты пусковых сборок)

SIMOCODE pro 3UF7

SIMOCODE pro (Siemens Motor Protection and Control Device) — система комплексной защиты и управления двигателем с интерфейсом подключения к PROFIBUS-DP. Микропроцессорный базовый модуль является “сердцем” системы. С его помощью реализуются все функции защиты и управления двигателем, а также блокировки, расчет рабочих, диагностических, статистических данных и быстрая связь между уровнем автоматизации и пусковой комбинацией двигателя. Трансформаторы тока/ напряжения служат для регистрации важнейших параметров — электрического тока и напряжения сети. Для формирования данных для модуля защиты по току, сигнализации перегрузки, предельных значений тока, ответных сообщений Вкл./ Откл. и расчета рабочего времени SIMOCODE pro использует параметры тока и напряжения как базовые величины.

Области применения

Защита и управление электродвигателем

В областях, связанных со взрывоопасными условиями: химия, нефтегазовая промышленность При тяжелом пуске: бумажная, цементная, металлургическая промышленность

В системах с высоким коэффициентом готовности: переработка сырья, химическая, нефтяная промышленность, электростанции

В системах с использованием АСУ ТП: отрасли по переработке сырья, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность, электростанции

SIMOCODE pro защищает однофазные, трехфазные двигатели и трансформаторы

Номинальные токи от 0,3А до 630 А

Классы срабатывания CLASS 5/10/15/20/25/30

Основные защиты: перегрузка, обрыв фазы, несимметрия тока, блокировка ротора, термисторная защита двигателя или опционально определение короткого замыкания на землю

Функции управления

SIMOCODE pro позволяет управлять двигателем от панели на двери электрошкафа или локально установленной кнопкой.

Пускатели прямого, реверсивного запуска, с переключением со звезды на треугольник, схемы переключения полюсов, управления магнитными клапанами, задвижками/ сервоприводами, устройства плавного пуска могут управляться системой SIMOCODE pro

Логические модули, такие как таблицы истинности, таймер, счетчик

Функциональные модули, такие как аварийный запуск, ступенчатый запуск

Разрешение на операции обслуживания

Рабочие, диагностические, статистические данные

SIMOCODE pro собирает все данные и передает их системе по шине или посредством программных средств.

Сообщение: Вкл, Выкл, направо, налево, фактический протекающий ток и т.д.

Сигнализация: перегрузка, термистор и т.д.

Неисправность: перегрузка, термистор и т.д.

Статистика: рабочее время, пуски, срабатывания от перегрузки, ток срабатывания от перегрузки

Реле перегрузки SIRIUS 3RU/3RB

Тепловые реле перегрузки 3RU

Реле тепловой защиты (биметаллическое реле) отключает трехфазные двигатели при перегреве с помощью встроенного вспомогательного выключателя (1НО+1НЗ) через контактор, например 3RT20/ 3RT10.

Внутри реле три биметаллических элемента и нагревательные спирали нагреваются при протекании тока. Поскольку нагрев двигателя определяется по его току, речь идет о зависимой от тока защите.

Зависимыми от тока защитными аппаратами являются:

  • реле перегрузки и
  • автоматические выключатели.

Для защиты от короткого замыкания при использовании реле перегрузки необходимы предохранители или автоматические выключатели для пусковых сборок.

В автоматических выключателях защиты электродвигателей защиты от перегрузки и короткого замыкания уже встроены.

Наряду с аппаратами защиты с токовой зависимостью, имеются также аппараты с тепловой зависимостью, например, реле термисторной защиты двигателей 3RN2 или интегрируемые в фидер двигателя реле контроля тока 3RR2.

Электронные реле перегрузки 3RB

Электронные реле защиты от перегрузки почти не создают тепловых потерь, быстрее срабатывают при выпадении фазы ( По запросу

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector