Nara-auto.ru

Автосервис NARA
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулировка тока отсечки автомата

Регулировка тока отсечки автомата

МЕХАНОТРОНИКА:

ПРОБЛЕМА ДАЛЬНЕГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ В СЕТЯХ 0,4 кВ

Сергей Гондуров, генеральный конструктор
Михаил Пирогов, начальник отдела системотехники
Илья Иванов, ведущий инженер отдела системотехники
ООО «НТЦ «Механотроника», г. Санкт-Петербург

Сети 0,4 кВ – важный узел в передаче электроэнергии от источника к потребителю. От его надежности напрямую зависит работа всех промышленных и сельскохозяйственных предприятий, электростанций и подстанций. Еще недавно проблема дальнего резервирования (ДР) сетей 0,4 кВ не имела качественного решения.

Осуществить резервирование в сети 0,4 кВ теми же методами, что и в высоковольтной сети не удавалось из-за существенного снижения тока короткого замыкания (КЗ) по мере удаления точки КЗ от источников питания.

Появление микропроцессорных устройств релейной защиты позволило решить проблему ДР в сетях 0,4 кВ благодаря реализации алгоритма, в основе которого лежит принципиально новая идея, ранее не существовавшая в мировой практике.

ТРАДИЦИОННАЯ МЕТОДИКА ВЫБОРА УСТАВОК

Рассмотрим проблему ДР на примере выбора уставок срабатывания защиты вводного выключателя подстанции 10/0,4 кВ мощностью 1000 кВА (рис. 1). Отметим, что в данном случае нагрузка Н1, Н2, Н3 не содержит в своем составе электродвигатели.

Рис. 1. Схема электроустановки

Уставки срабатывания защит выбираются в соответствии с рекомендациями [1].

Выбор уставок автоматического выключателя QF2 защиты электродвигателя

Токовая отсечка. Токовую отсечку выключателя отстраивают от пускового тока электродвигателя по выражению:

где K н – коэффициент надежности отстройки отсечки от пускового тока электродвигателя, принимается равным 1,5;
1,05 – коэффициент, учитывающий, что в нормальном режиме напряжение может быть на 5% выше U ном электродвигателя.

Уставка срабатывания токовой отсечки составляет I с.о. ≥ 3528 А. Выдержка времени срабатывания минимальна и составляет 0,1 с.

Защита от перегрузки. Ток срабатывания защиты от перегрузки определяется из условия возврата защиты после окончания пуска или самозапуска электродвигателя по выражению:

, (2)

где K н – коэффициент надежности, учитывающий запас по току, неточности настройки и разброс срабатывания защиты;
K в – коэффициент возврата защиты;
I ном – номинальный ток электродвигателя.

Для автоматических выключателей серии ВА с полупроводниковым расцепителем БПР: K в = 0,97÷0,98, K н =1,19÷1,32. По выражению (2) I с.п. = 1,25 · I ном = 400 А.

Время срабатывания защиты от перегрузки принимается из условия несрабатывания защиты при пуске или самозапуске электродвигателя и определяется по выражению:

где t с.п. – время срабатывания защиты при токе, равном пусковому;
t пуск – длительность пуска электродвигателя.

Время срабатывания защиты от перегрузки t с.п. = 4,5 с.

Выбор уставок срабатывания защит автоматических выключателей QF4, QF5

Токовая отсечка. Ввиду отсутствия на данном присоединении двигательной нагрузки, уставка срабатывания отсечки определяется по следующему выражению:

где K н – коэффициент надежности, для автоматических выключателей серии ВА составляет 1,5;
I раб.макс – максимальный рабочий ток присоединения, равный в данном случае I ном .

По выражению (4) находим I с.о. = 1,5 · I раб.макс =108 А.

Согласование с отсечками выключателей отходящих линий не производим ввиду их отсутствия.
Уставка времени срабатывания токовой отсечки выбирается минимальная – 0,1 с.

Защита от перегрузки. На данных присоединениях защита от перегрузки не используется, в связи с этим установлены автоматические выключатели, имеющие только электромагнитные расцепители.

Выбор уставок срабатывания защит автоматического выключателя QF3

Токовая отсечка. Определяется по двум условиям, из которых принимается наибольшее значение.
1-е условие: несрабатывание при максимальном рабочем токе. Определяется по выражению (4) и составляет:

2-е условие: согласование с отсечками выключателей отходящих линий. Определяется по выражению:

где K н.с. – коэффициент надежности согласования, равный 1,4;
I с.о.л. – наибольший из токов срабатывания отсечек выключателей отходящих линий, составляющий 108 А.

По выражению (5) I с.о. = 151 А.
Таким образом, наибольшее значение I с.о. =216 А.
Выдержка времени срабатывания отсечки определяется по выражению:

где t с.о.л. – выдержка времени срабатывания отсечки выключателя отходящей линии;
Δt – ступень селективности, равная 0,15 с.
Уставка выдержки времени срабатывания токовой отсечки t с.о. = 0,25 с.

Защита от перегрузки. На данном присоединении защита от перегрузки не используется.

Выбор уставок срабатывания защит автоматического выключателя QF1

Токовая отсечка. Выбор уставки срабатывания отсечки вводного автоматического выключателя определяется при полной нагрузке секции и электродвигателя с наибольшим пусковым током:

, (7)

где K н – коэффициент надежности, равный 1,5;
– сумма максимальных рабочих токов электроприемников, кроме двигателя с наибольшим пусковым током;
I пуск.макс – наибольший пусковой ток.

По выражению (7) ток срабатывания отсечки вводного выключателя составляет I с.о. = 4356 А.
Согласование с отсечками выключателей отходящих линий определяется по выражению (5) и составляет I с.о. = 4939 А.
Из полученных значений выбираем максимальное I с.о. = = 4939 А.
Выдержка времени срабатывания отсечки определяется по выражению (6) и составляет t с.о. = 0,4 с.

Защита от перегрузки. Уставка защиты от перегрузки рассчитывается так же, как и для электродвигателя (2), однако вместо I ном используется максимальный рабочий ток, который с учетом допустимой перегрузки трансформатора 1,2 составляет I раб.макс = 1,2 · I н.т. = 1734 А.
По выражению (2) уставка срабатывания защиты от перегрузки I с.п. = 1,25 · I раб.макс =2167,5 А.
Время срабатывания защиты в 2 раза больше длительности пуска электродвигателей и составляет t с.п. = 2 · t пуск = 6 с.

Анализ выбранных уставок

Рассчитав токи КЗ [2], представим их в виде графика (рис. 2), где кривая указывает значение тока дугового двухфазного КЗ на кабельной линии ВВГ 3×70 + 1×35 по мере удаления от шин подстанции. Значения I с.о. и I с.п соответствуют значениям уставок срабатывания защит вводного выключателя QF1. На графике видно, что токовая отсечка вводного выключателя QF1, начиная с 84 м, не выполняет резервирование защит отходящего выключателя QF3. Защита от перегрузки также не удовлетворяет выбору проводников по условиям нагрева при КЗ [4] и нарушает требования п.1.4.16 ПУЭ [3]. Это означает, что при возникновении КЗ вне зоны резервирования защиты вводного выключателя QF1 и при отказе отходящего выключателя QF3 произойдет термическое повреждение кабеля по всей его длине, а в наихудшем случае – пожар в кабельных каналах.

Читайте так же:
Регулировка угла опережения впрыскивания топлива ямз 7511

Рис. 2. Токи КЗ на кабельной линии ВВГ 3×70 + 1×35 по мере удаления от шин подстанции

Пример расчета дан для простой схемы, в которой преобладает нагрузка с малой кратностью пускового тока. В более сложных случаях (наличие групп электродвигателей средней и большой мощности) уставки вводного выключателя увеличатся и, как следствие, зона ДР резко сократится (до 60–70 м).

Существующие автоматические выключатели различных производителей не способны решить эту проблему, так как принцип действия их защит одинаков: сравнение действующего значения тока с уставкой, которая должна быть отстроена от токов пуска и самозапуска. Основная причина появления зон, в которых защита вводного выключателя не способна резервировать отходящие выключатели, – резкое, в отличие от сетей среднего и высокого напряжения, снижение токов КЗ по мере удаления от источника питания, а также большие пусковые токи электродвигателей.

Защита ДР должна быть построена с учетом этих явлений и выполняться на принципах, точно определяющих факт возникновения КЗ, а не факт превышения током КЗ уставки. Благодаря появлению блоков цифровой релейной защиты это стало осуществимо.

АЛГОРИТМ ДАЛЬНЕГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ

Впервые алгоритм ДР отказов защит выключателей был реализован А. В. Беляевым и М. А. Эдлиным в блоках БМРЗ-0,4 в 2000 г.

Многолетний опыт эксплуатации показал, что ДР в БМРЗ-0,4 надежно срабатывает при всех видах КЗ, достоверно определяет и не срабатывает при пусках или самозапусках электродвигателей, а также при повреждениях в высоковольтной сети. Алгоритм ДР основан на анализе переходного процесса, возникающего при КЗ, пусках или самозапусках электродвигателей. В основу алгоритма заложен анализ активного тока при возникновении КЗ в кабельных линиях и реактивного в случае пуска или самозапуска электродвигателей.

Особенность алгоритма ДР – анализ не абсолютных величин токов, а их производных, что существенно увеличивает зоны резервирования, ограниченные минимальным диапазоном измерения цифрового устройства, и позволяет с высокой точностью определить границу зоны ДР вне зависимости от нормируемых погрешностей измерений. Принцип функционирования данного алгоритма требует детального рассмотрения в отдельной статье.

Сегодня БМРЗ-0,4 – это единственное в мире устройство, которое проверено эксплуатацией и натурными испытаниями с реальными КЗ, выполняющее ДР отказов защит выключателей 0,4 кВ. Блоки БМРЗ-0,4 широко применяются на объектах нефтегазовой промышленности и в процессе эксплуатации зарекомендовали себя как надежное и качественное комплексное решение по защите и автоматике подстанции.

ВЫВОДЫ

В каждом проектном или эксплуатационном случае требуется проверка зон ДР для предотвращения пожаров в кабельных каналах. Проверку необходимо проводить для всех схем с кабельными линиями длиной более 60 метров.
Существующие модели автоматических выключателей не могут обеспечить ДР по принципу действия защиты.
Многолетний опыт эксплуатации доказал, что блоки БМРЗ-0,4 позволяют решить актуальную проблему ДР благодаря применению принципиально нового алгоритма.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Беляев А. В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. СПб.: ПЭИПК, 2008.
  2. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ. Минск, 1994.
  3. Правила устройства электроустановок. 6-е изд., перераб. и доп.
  4. О проверке кабелей на невозгорание при воздействии тока короткого замыкания: Циркуляр № Ц-02-98(Э). М., 1998.

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Регулировка тока отсечки автомата

Компания CNC Electric предлагает серии автоматических выключателей, предназначенных для решения задач защиты потребителей от скачков тока и короткого замыкания. Бренд CNC — один из популярных и известных на рынке электротехнической продукции (автоматические выключатели различной мощности) в Китае, Европе, России и СНГ. Продукция компании CNC Electric обладает целым набором преимуществ:

  • Наличие международных сертификатов безопасности, собственное подразделение контроля качества продукции в корпорации.
  • Масштабные объемы производства под различными торговыми марками для реализации в России, Китае и СНГ.
    Это минимизирует издержки на производство. За ту же цену вы получаете продукцию более высокого качества.
  • Оптимизированная конструкция без лишних усложнений. Максимальное качество за минимальную стоимость.

Одна и та же модель автоматического выключателя может выпускаться в одно, двух и трехполюсном исполнении. Также встречается четырехполюсный вариант, который устанавливается в системах трехфазного питания с выводом средней точки (нейтрали), но не заземления.

Подбор автоматических выключателей CNC

Основная характеристика выбора — ток отсечки и число фаз. Для трехфазной сети используются трехполюсные автоматы, а также четырехполюсные. Для однофазной — группы из одиночных выключателей в распределительном щите. Количество циклов коммутации (ресурс) в группе автоматических выключателей 1-125 А — одинаковое и составляет 10-20 тыс. циклов. Автоматическое срабатывание приводит к большей нагрузке на механические элементы выключателя, число таких циклов в два раза ниже циклов ручной коммутации. Несмотря на значительное количество циклов переключения, автоматические выключатели не предназначены для частой ручной коммутации электрических цепей. Такие задачи решаются вакуумными контакторами, которые тоже есть в ассортименте производителя CNC Electric.

Число фаз (полюсов)

Однополюсным автоматическим выключателем защищают электроустановки в промышленности и в быту. Защита квартиры делается уже двухполюсным автоматом. Его преимущество в том, что он предотвратит ситуацию, когда фазный провод замкнулся на нейтраль в щитке, еще до защиты автоматом. В этом случае отсечка фазы не поможет, так как фазный ток будет идти по нейтрали, а заземление образует замкнутую цепь. Двухполюсный автоматический выключатель полностью решает эту проблему.

Трехполюсный автомат ставится на трехфазные сети. В ассортименте CNC electric выпускаются трехполюсные автоматические выключатели на 400 В, поэтому они идеально подходят для промышленных трехфазных сетей 380 вольт. Изоляция этих приборов испытывается напряжением 2000 в в течение 1 мин.

При установке четырехполюсного автомата выключатели подключаются ко всем трем фазам и к нейтрали. Защитное заземление не должно подсоединяться к размыкающимся цепям. Соединение электроустановки с заземлением делается постоянно, без выключателей в цепи. Четырехполюсные выключатели выпускаются небольшими сериями, получить их можно из двухполюсных, применив специальную систему объединения клавиш управления.

Читайте так же:
Гур маз 5440 регулировка

Ток отсечки и время-токовая характеристика

Следующая характеристика подбора — ток срабатывания. Для продукции компании CNC electric установлены номинальные токи: 0,5, 1, 1,6, 2, 3,15, 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63. Такая же сетка номиналов установлена для продукции других производителей. 18 стандартных значений тока при установке на напряжение 220 или 380 вольт дают 38 значений мощности. Поскольку, на большинстве электроустановок указывается именно мощность, а не ток потребления, рассмотрим форму расчета для подбора автоматического выключателя.

  • Расчет по формуле: I=P/220 (или 380).
  • I — ток в Амперах.
  • Р — напряжение в вольтах.

Полученное значение необходимо разделить на 0,707, что позволит учесть циклические изменении я мощности из-за синусоидальной формы тока. Во многих руководствах по подбору автомата это действие игнорируется, в итоге, найденное значение тока оказывается почти на 30% выше необходимого. Если выключатель используется на постоянном токе, то вводить коэффициент 0,707 не нужно.

Подбор провода

Автоматические выключатели на объектах гражданского строительства подключаются медным проводом ВВГ (двойная ПВХ изоляция), что соответствует СНиП. Применение алюминиевых проводов в жилых помещениях запрещено. Лучший вариант — использовать кабель ВВГ с изоляцией «НГ», что означает, что в нее внесены антипирены и она не поддерживает горение.

Рассмотрев марки провода, переходим к подбору сечения. За основу берется допустимая плотность тока, и формула здесь достаточно сложная. Поэтому пользуются готовой таблицей, которая составлена для всех потребителей 220 и 380 вольт с учетом ПУЭ, и СНиП.

Сечение токопроводящей
жилы, мм2
Ток, А, для проводов, проложенных в одной трубе
открытодвух
одножильных
трех
одножильных
четырех
одножильных
одного
двухжильного
одного
трехжильного
0,511
0,7515
1171615141514
1,2201816151614,5
1,5231917161815
2262422202319
2,5302725252521
3343228262824
4413835303227
5464239343731
6504642404034
8625451464843
10807060505550
161008580758070
251401151009010085
35170135125115125100
50215185170150160135
70270225210185195175
95330275255225245215
120385315290260295250
150440360330
185510
240605
300695
400830

Время-токовая характеристика (ВТХ)

Под время-токовой характеристикой подразумевают временной промежуток, за который автоматический выключатель разорвет цепь, где произошла перегрузка.

Время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя – это зависимость времени отключения защищаемой цепи, от силы протекающего через нее тока. Ток указывается как отношение к номинальному току I/Iном, т.е. во сколько раз протекающий через автомат ток превышает номинальный для данного автоматического выключателя.

Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одинаковым номиналом будут отключаться по-разному (в зависимости от типа время-токовой характеристики). Это дает возможность уменьшить количество ложных срабатываний, применяя автоматические выключатели с различными токовыми характеристиками для разных типов нагрузки,

Типы время-токовых характеристик:

  • Тип A (2-3 значения номинального тока) применяются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.
  • Тип B (3-5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с малым значением кратности пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи, осветительные электросети общего назначения). Показаны для применения в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки в основном активные.
  • Тип C (5-10 значений номинального тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеры, холодильники, домашние и офисные розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенным пусковым током.
  • Тип D (10-20 значений номинального тока) применяются для защиты цепей, питающих электроустановки с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки). Устанавливаются, в основном, в производственных помещениях.
  • Тип K (8-12 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.
  • Тип Z (2,5-3,5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с электронными приборами, чувствительными к сверхтокам.

В быту обычно используются автоматические выключатели с характеристиками B, C и очень редко D. Тип характеристики обозначается на корпусе автомата латинской буквой пред значением номинального тока.

Маркировка «С16» на автоматическом выключателе будет обозначать, что он имеет тип мгновенного расцепления С (т.е. срабатывает при величине тока от 5 до 10 значений от номинального тока) и номинальный ток, равный 16 А.

Устройство автоматических выключателей CNC Electric

Для токов до 100 А наиболее оптимальна конструкция автоматического выключателя необслуживаемого типа. Он исполняется в пластиковом корпусе с дугогасильной камерой. Корпус собран на пяти заклепках и сделан неразборным. Все внутренние механизмы не нуждаются в смазке.

Чувствительный элемент для защитного отключения — дублированный: биметаллическая пластина и электромагнитный расцепитель (схема расцепления электромагнитная и тепловая). Такая схема обеспечивает высокий уровень защиты, как от незначительной токовой перегрузки, так и от скачкообразного изменения потребления тока, например, при коротком замыкании.

Отличительные особенности и преимущества

CNC electric начала выпуск с учетом наработок и выявленных слабых мест в конструкции автоматических выключателей других производителей. Был принят ряд решений, для повышения качества с сохранением низкой себестоимости производства. (Отметки обозначены на картинке цифрами).

  1. Напайка на контакты из тугоплавкого серебросодержащего сплава (температура плавления — 2900 С).
  2. Увеличенная зона дугогасильной камеры с газоотводными отверстиями.
  3. Для корпуса использован полистирол и ABS пластик с антипиренами и добавками для термостойкости.
  4. Неразборный корпус с внутренним механизмом, не требующим смазки и обслуживания на протяжении всего периода эксплуатации.
  5. Анодирование металлических частей.
  6. Клеммы с гальваническим покрытием под медный и алюминиевый провод и с насечкой.
  7. Совместимость кнопки стандартных автоматических выключателей (в том числе и слаботочных на 220 в) с устройствами промышленной автоматики для дистанционного управления.
  8. Дугогасильная камера оптимизированной формы.
  9. Контакты с ресурсом 10 000 автоматических переключений и 20 000 ручных.
  10. Износостойкие пластиковые детали механизма.
  11. Клавиша управления контрастного цвета.
  12. Оптимизированная конструкция электромагнитного расцепителя.
Читайте так же:
Регулировка фар вольво xc70

Механизм обеспечивает сохранение характеристик при любом пространственном положении корпуса. Значения тока срабатывания не изменяются со временем. Производитель CNC Electric рекомендует затягивать клеммы динамометрическим ключом с выставленным усилием зажима болтов 3,5 Нм. Клеммы имеют насечку для увеличения площади контакта с проводом. Медные детали изготовлены из чистой электротехнической меди, прошедшей рафинирование (электрохимическая очистка). Стандартный свет корпуса — белый. Маркировка нанесена на переднюю панель. Цвет клавиши управления — красный и синий. Клавиша имеет устройства для дополнительных устройств:

  • Пломбирования в одном положении.
  • Подключения внешних механизмов для управления.
  • Объединения выключателей в группы (не для всех моделей).

В бытовых распределительных щитах в жилых строениях автоматические выключатели используются без дополнительных приспособлений. Их совместимость с разнообразной дополнительной автоматикой важна для применения в промышленности.

Стандартная ширина автоматического выключателя — 18 м

Также CNC предлагает усиленные варианты с увеличенным сроком службы. Их ширина — 27 мм, что необходимо учитывать при монтаже. Основные модели CNC electric и рекомендуемые сферы применения:

  • DZ47-63 — освещение, приборы с током отключения 3 kA (3000 Вт/А).
  • YCB6N-32 — освещение, розетки, слаботочные бытовые приборы до 4,5 kА.
  • YCB6-63 — потребители тока до 6 кА.
  • YCB7-63 — промышленное и бытовое оборудование до 10 kA.
  • YCB1-125 — электроустановки до 15 кА.

Опции безопасности

Автоматические выключатели CNC Electric проходят тестирование напряжением 2 кВ в течение 1 мин. Импульсное напряжение — 4 кВ. Обеспечено соответствие стандарту EN 60947-2:2015. Временно-токовая характеристика соответствует классу A, В, C или D. Производитель производит эталонную настройку теплового расцепителя при температуре 30С. В среде эксплуатации температура воздуха, как правило, ниже, но она является средним значением из максимально допустимого рабочего диапазона температур -40… +55 С, таким образом, тепловая защита имеет максимальную точность.

Приобрести продукцию CNC-Electric мы рекомендуем на нашем сайте. Ознакомьтесь с ассортиментом, ценами, условиями доставки в регионы.

Автоматический выключатель для защиты электродвигателя — как правильно подобрать?

Автомат для защиты электродвигателя

При подборе автоматических выключателей, способных защитить электрические моторы от повреждения в результате КЗ или чрезмерно высоких нагрузок, необходимо учитывать большую величину пускового тока, нередко превышающую номинал в 5-7 раз. Наиболее мощным стартовым перегрузкам подвержены асинхронные силовые агрегаты, обладающие короткозамкнутым ротором. Поскольку это оборудование широко применяется для работы в производственных и бытовых условиях, то вопрос защиты как самого устройства, так и питающего кабеля очень актуален. В этой статье речь пойдет о том, как правильно рассчитать и выбрать автомат защиты электродвигателя.

Задачи устройств для защиты электродвигателей

Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается. Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.

Автомат защиты асинхронного двигателя

Современные автоматы для защиты двигателя нередко устанавливаются в общем корпусе с пускателями (так называются коммутационные устройства запуска мотора). Они предназначены для выполнения следующих задач:

  • Защита устройства от сверхтока, возникшего внутри мотора или в цепи подачи электропитания.
  • Предохранение силового агрегата от обрыва фазного проводника, а также дисбаланса фаз.
  • Обеспечение временной выдержки, которая необходима для того, чтобы мотор, вынужденно остановившийся в результате перегрева, успел охладиться.

Управляющая и защитная автоматика для двигателя на видео:

  • Отключение установки, если нагрузка перестала подаваться на вал.
  • Защита силового агрегата от долгих перегрузок.
  • Защита электромотора от перегрева (для выполнения этой функции внутри установки или на ее корпусе монтируются дополнительные температурные датчики).
  • Индикация рабочих режимов, а также оповещение об аварийных состояниях.

Необходимо также учитывать, что автомат для защиты электродвигателя должен быть совместим с контрольными и управляющими механизмами.

Все части схемы тщательно подбираются друг к другу

Расчет автомата для электродвигателя

Еще недавно для защиты электрических моторов использовалась следующая схема: внутри пускателя устанавливался тепловой регулятор, подключенный последовательно с контактором. Этот механизм работал таким образом. Когда через реле в течение длительного времени проходил ток большой величины, происходил нагрев установленной в нем биметаллической пластины, которая, изгибаясь, прерывала контакторную цепь. Если превышение установленной нагрузки было кратковременным (как бывает при запуске двигателя), пластинка не успевала нагреться и вызвать срабатывание автомата.

Внутреннее устройство автомата защиты двигателя на видео:

Главным минусом такой схемы было то, что она не спасала агрегат от скачков напряжения, а также дисбаланса фаз. Сейчас защита электрических силовых установок обеспечивается более точными и современными устройствами, о которых мы поговорим чуть позже. А теперь перейдем к вопросу о том, как производится расчет автомата, который нужно установить в цепь электромотора.

Чтобы подобрать защитный автоматический выключатель для электроустановки, необходимо знать его времятоковую характеристику, а также категорию. Времятоковая характеристика от номинального тока, на который рассчитан АВ, не зависит.

Характеристики АВ указываются на корпусе или в паспорте

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал каждый раз при запуске мотора, величина пускового тока не должна быть больше той, которая вызывает моментальное срабатывание аппарата (отсечка). Соотношение тока запуска и номинала прописывается в паспорте оборудования, максимально допустимое – 7/1.

Производя расчет автомата практически, следует использовать коэффициент надежности, обозначаемый символом Kн. Если номинальный ток устройства не превышает 100А, то величина Kн составляет 1,4; для больших значений она равна 1,25. Исходя из этого, значение тока отсечки определяется по формуле Iотс ≥ Kн х Iпуск. Автоматический выключатель выбираем в соответствии с рассчитанными параметрами.

Читайте так же:
Материал щупа для регулировки клапанов

Еще одна величина, которую необходимо учитывать при подборе, когда автомат монтируется в электрощитке или специальном шкафу – температурный коэффициент (Кт). Это значение составляет 0,85, и номинальный ток защитного устройства при подборе следует умножать на него (Inт).

Современные устройства электрозащиты силовых агрегатов

Большой популярностью пользуются модульные мотор-автоматы, представляющие собой универсальные устройства, которые успешно справляются со всеми функциями, описанными выше.

Модульный автоматический выключатель для двигателя

Кроме этого, с их помощью можно производить регулировку параметров отключения с высокой точностью.

Современные мотор-автоматы представлены множеством разновидностей, отличающихся друг от друга по внешнему виду, характеристикам и способу управления. Как и при подборе обычного аппарата, нужно знать величину пускового, а также номинального тока. Кроме этого, надо определиться, какие функции должно выполнять защитное устройство. Произведя нужные расчеты, можно покупать мотор-автомат. Цена этих устройств напрямую зависит от их возможностей и мощности электрического мотора.

Особенности защиты электрических двигателей в производственных условиях

Нередко при включении устройств, мощность которых превышает 100 кВт, напряжение в общей сети падает ниже минимального. При этом отключения рабочих силовых агрегатов не происходит, но количество их оборотов снижается. Когда напряжение восстанавливается до нормального уровня, мотор начинает заново набирать обороты. При этом его работа происходит в режиме перегрузки. Это называется самозапуском.

График процесса самозапуска электродвигшателя

Самозапуск иногда становится причиной ложного срабатывания АВ. Это может произойти, когда до временного падения напряжения установка в течение длительного времени работала в обычном режиме, и биметаллическая пластина успела прогреться. В этом случае тепловой расцепитель иногда срабатывает раньше, чем напряжение нормализуется. Пример падения напряжения в электросети автомобиля на следующем видео:

Чтобы предотвратить отключение мощных заводских электромоторов при самозапуске, используется релейная защита, при которой в общую сеть включаются токовые трансформаторы. К их вторичным обмоткам подключаются защитные реле. Эти системы подбираются методом сложных расчетов. Приводить здесь мы их не будем, поскольку на производстве эту задачу выполняют штатные энергетики.

Заключение

В этом материале мы подробно осветили тему защитных устройств для электрических двигателей, и разобрались с тем, как подобрать автомат для электромотора и какие параметры при этом должны быть учтены. Наши читатели могли убедиться, что расчеты, которые производятся при этом, совсем несложны, а значит, подобрать аппарат для сети, в которую включен не слишком мощный силовой агрегат, вполне можно самостоятельно.

Автоматический выключатель и сопротивление петли фаза ноль бытовой проводки

Электрическая безопасность жилых помещений по-прежнему остается актуальной. Ей необходимо уделять постоянное внимание.

Однако не все владельцы квартир квалифицированно занимаются этим, зачастую просто не представляя специфику вопроса.

Часто можно встретить случаи, когда приобретенный в магазине автомат сразу установлен в качестве основной защиты электрической проводки и введен в работу без необходимых проверок.

В тексте статьи приводятся советы домашнему мастеру по выбору автоматического выключателя для защиты бытовой сети и способам его проверок применительно к конкретно выполненной электропроводке с поясняющими картинками, схемами и видеороликом.

Они призваны помочь начинающему электрику избежать типичные ошибки монтажа, наладки и эксплуатации защитных устройств, сделать бытовую электрическую проводку надежной и безопасной.

Особенности работы автоматического выключателя

Конструкция устройства и принципы работы этой защиты изложены отдельной статьей. Рекомендую ознакомиться с ней.

Автоматический выключатель создан для оперативного снятия напряжения со схемы питания в случае ее перегрузки или возникновения короткого замыкания.

Защитные функции

Режим перегрузок

Первоначальную защиту электрической схемы раньше выполняли с помощью предохранителя, плавкая вставка которого просто перегорела и разрывала электрическую цепь под тепловым воздействием аварийного тока.

Эта функция осталась в конструкции автоматического выключателя. В нем она реализована тепловым расцепителем и выполняет защиту от перегрузок, снимая напряжение с защищаемого участка с выдержкой времени. Это необходимо для исключения частых отключений при возникновении переходных процессов от различных коммутаций схемы.

Определять зону работы теплового расцепителя, как и его второй составляющей — электромагнита отключения удобно с помощью времятоковой характеристики, указывающей зависимость времени срабатывания от величины аварийного тока, проходящего по контактам биметаллической пластины.

Вид времятоковой характеристики у автоматического выключателя

Режим коротких замыканий

При его возникновении к схеме прикладываются максимально возможные мощности, энергия которых способна расплавить металлические провода или вызвать пожар. Поэтому с целью сохранения оборудования необходимо выполнять очень быстрое снятие питания за тысячные доли секунды.

Это задача второй составляющей защиты автоматического выключателя: токовой отсечки, которую выполняет электромагнитный расцепитель.

Обе защиты автомата работают автономно, не зависят друг от друга, имеют собственные уставки и настройки. Однако они подобраны под конкретную величину рабочего номинального тока, призваны обеспечивать его нормальное прохождение без излишних, ложных отключений.

Принцип выбора автоматического выключателя

При определении его технических возможностей учитывают:

  • величину номинального тока в сети, на которую существенное влияние оказывает состояние электропроводки и подключаемые к ней нагрузки;
  • допустимый режим перегрузок;
  • отключающие способности возможных аварийных режимов.

Алгоритм выбора автоматического выключателя по номинальному току с учетом особенностей схемы электроснабжения показан на диаграмме.

Алгоритм определения номинального тока автоматического выключателя

Она позволяет сделать предварительный расчет необходимых параметров автоматического выключателя, подобрать его защитные характеристики.

Для проведения подобного расчета также можно воспользоваться компьютерной программой Электрик 7-8.

Что такое петля фаза ноль

В любой бытовой схеме электрический ток совершает работу за счет того, что электродвижущая сила вторичной обмотки трансформаторной подстанции замыкается на цепочку, состоящую из последовательно подключенных электрических сопротивлений:

  • питающих шин 0,4кВ;
  • жил силовых кабелей и проводов;
  • включенных контактов защитных устройств;
  • контактных соединений коммутационных аппаратов и транспортных магистралей.

Всю эту собранную цепочку на языке электриков принято называть петлей фаза ноль. Ее техническое состояние, качество монтажа, эксплуатационные режимы и последующее обслуживание могут увеличить величину электрического сопротивления. Оно в большинстве случаев практически не оказывает значительного влияния на обычный режим электроснабжения.

Бытовые потребители будут нормально функционировать, а ток, проходя от обмотки трансформаторной подстанции по всем контактам, проводам и кабелям, совершает полезную работу.

Читайте так же:
Регулировка кпп маз 500

Путь тока по петле фаза ноль

Как бытовая проводка влияет на работу автоматического выключателя

Сопротивление петли фаза ноль может существенно сказаться на работе автоматических защит в аварийной ситуации: оно способно их сильно загрубить. Поэтому оно требует периодического измерения, учета и корректировок.

Увеличение сопротивления питающей цепочки может произойти:

  • в результате ослабления резьбовых зажимов на контактных соединениях;
  • ухудшения усилий сжатия пружинных контактов;
  • подключения дополнительных участков электроснабжения;
  • подгорания или засорения подвижных контактов коммутационных аппаратов;
  • по другим причинам.

Все эти факторы необходимо заранее, до момента возникновения аварии, выявить и своевременно устранить.

Еще один метод безопасного предотвращения последствий коротких замыканий — учет корректировок измененного электрического сопротивления этой петли и подбор по ним характеристик автоматического выключателя. Но для его обеспечения необходимо знать эту величину.

Как замеряется сопротивление петли фаза ноль

Работа состоит из трех этапов:

  1. подготовительная часть;
  2. электрические измерения;
  3. анализ полученных данных и принятие решения по ним.
Подготовительный этап

Общепринято до начала проведения электрических замеров выполнять внутренний осмотр оборудования, проверять состояние контактов, прожимать резьбовые соединения. Любые выявленные дефекты, включая соединения проводов и кабелей, должны своевременно устраняться: иначе просто теряется смысл всей последующей работы.

Особое внимание обращайте на механическое состояние каждой жилы провода в месте контактного соединения. Среди электромонтажников встречаются работники, которые пережимают ее, деформируя металл и ослабляя его прочность. Со временем в этом месте создается излишний нагрев, а затем — разрыв провода.

Для измерения выбирается наиболее удаленная по проводке розетка. Ее тоже необходимо осмотреть и определить правильность схемы ее подключения к бытовой сети.

Основные принципы замера

Оценить качество настройки и работы автоматического выключателя можно двумя способами:

  1. прямым созданием короткого замыкания в розетке с замером времени его отключения защитой;
  2. косвенными методами.

Первый метод измерения является самым достоверным, эффективным, но наиболее опасным. Любые дефекты в электрической проводке или ошибки в выборе модели автоматического выключателя могут привести к возникновению опасных режимов, включая пожар. Поэтому на практике выполняют замер косвенным способом.

Для его проведения используют различные электронные приборы, работающие по принципу измерения падения напряжения на встроенном в корпус нагрузочном калиброванном сопротивлении.

При подключении измерителя в розетку вначале фиксируется напряжение холостого хода на ее контактах, а затем кратковременно коммутируется цепь через встроенный резистор. При этом определяется величина тока через него и разность приложенных потенциалов. По полученным данным автоматически осуществляются вычисления, а их результат высвечивается на табло.

Замер сопротивления петли фаза ноль

На картинке приведен пример подобного измерения петли фаза ноль для системы заземления TN-S, когда путь тока создается по цепочке рабочего ноля. Однако не стоит забывать о проверке качества монтажа РЕ проводника. Для этого прибор подключают между ним и фазой, а технология измерения остается прежней.

В схеме заземления зданий TN-C замер сопротивления петли фаза ноль выполняют только между фазой и PEN проводником, а в системах заземления ТТ и TN-C-S, как и в предыдущем случае.

Современные электронные измерители предоставляют сведения не только о полном сопротивлении измеренной петли, но и об активной и реактивной составляющих с отображением направлений векторов тока и напряжения, участвующих в замере.

Анализ результатов измерения

Полученные показания измерителя сопротивления петли фаза ноль используются чисто в практических целях. Они предназначены для выполнения одного из последующих действий:

  1. возможности продолжать эксплуатировать электрическую проводку и ее защиты в технически исправном состоянии без каких-либо переделок;
  2. необходимости усовершенствования проводимости проблемных участков электропроводки;
  3. срочного принятия мер по настройке защит автоматического выключателя или его замены.
Первый вывод

Его делают, когда:

  1. результат замера соответствует нормативам;
  2. ток рассчитанного короткого замыкания лежит в зоне срабатывания токовой отсечки автоматического выключателя.

Определить ток короткого замыкания в петле фаза ноль позволяет простое действие: деление напряжения холостого хода в розетке на полученный замером результат сопротивления. Здесь действует общеизвестный закон Ома.

Закон Ома

Полученную величину необходимо сравнить с зоной срабатывания автоматического выключателя. Ее определяют по величине номинального тока с обеспечением запаса 10% по требованию ПУЭ и действующей характеристике электромагнитного расцепителя (в бытовой проводке применяют автоматический выключатель типов “B”, “C” или “D”.)

Модернизация проблемных мест

Сравнение двух результатов измерения сопротивления петли относительно рабочего ноля и РЕ проводника позволяет сделать вывод о качестве монтажа этих отдельных цепочек.

РЕ проводник выполняют цельной конструкцией без возможности создания разрывов. Он обладает повышенной проводимостью. Но на результате конечного измерения его цепи в схемах TN-C-S и ТТ может сказаться величина сопротивления контура заземления. Ее тоже необходимо измерить и учесть, но это отдельная тема.

Сопротивление цепочки рабочего нуля может быть чуть выше: в него входят контакты коммутационных аппаратов, отдельные провода и кабели, что учитывается при анализе.

Вывод о непригодности автоматического выключателя

К нему можно прийти, если зона отключения токовой отсечки электромагнитом расположена выше рассчитанного тока короткого замыкания. В этом случае сработают только резервные защиты теплового расцепителя, но они обладают задержкой по времени, что не приемлемо для мгновенного отключения. Такой автоматический выключатель требует замены.

Таким образом, измерение сопротивление петли фаза ноль имеет чисто практическое значение и производится для корректировки электрических параметров схемы электропроводки, уточнения правильности работы, встроенных в нее защит.

Заключительный вывод

Периодическое проведение этой операции обеспечивает электрическую безопасность жилых помещений, надежность электроснабжения, оперативное устранение возможных аварийных ситуаций.

Замер сопротивления петли фаза ноль выполняют аккредитованные специалисты электротехнических лабораторий. Инструментальной базы и навыков домашнего мастера для выполнения подобной работы явно недостаточно.

Для закрепления материала рекомендую посмотреть видеоролик владельца Sitgreentv об измерении петли фаза ноль.

Если у вас остались вопросы по этой теме, то задавайте их в комментариях. Сейчас вам удобно поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector