Gc-helper.ru

ГК Хелпер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет автоматического выключателя для группы асинхронных двигателей

Выбор автоматов для электродвигателей 0,4 кВ

В электроустановках напряжением 0,4 кВ основными защитами оборудования и линий от всех видов повреждений являются токовая отсечка (ТО) и максимальная токовая защита (МТЗ). ТО защищает сети от токов коротких замыканий (КЗ), срабатывание такой защиты выполняется без выдержки времени, а пороговое значение тока срабатывания находится в пределах 10-12 Iн.

МТЗ иначе называется защитой от перегрузок и не допускает перегрева обмоток оборудования и линий, вследствие протекания недопустимого тока нагрузки. Выдержка времени задается в зависимости от величины перегруза.

Защиту электродвигателей (как и большинство других электроприемников) от коротких замыканий и токовых перегрузок выполняют с помощью автоматических выключателей. Наиболее распространенные отечественные серии автоматов: А3100, А3700, ВА, АЕ, “Электрон”, “АВМ”.

Защитные характеристики автоматов. При выборе выключателей очень важную роль играет его защитная характеристика, зависящая от типа расцепителя и определяющая время его срабатывания. Автоматы различаются по следующим защитным характеристикам:

· с независимой характеристикой отключения — имеют электродинамический или полупроводниковый расцепитель, работающий в зоне токов КЗ без выдержки времени; · с зависимой защитной характеристикой. Выполняются только с тепловым расцепителем в виде биметаллических пластин. Чем больше ток, тем меньше времени затрачивается на нагрев биметалла, и соответственно, быстрей отключается расцепитель. Аппараты, имеющие такую характеристику, используются редко, из-за ограниченных возможностей защиты. · ограниченно-зависимая защитная характеристика автоматов — подразумевает использование комбинированного типа расцепителя. При небольших уровнях токов КЗ работает тепловой расцепитель, при значительно больших токах — электродинамический. У выключателей серии АВМ электродинамический расцепитель имеет две ступени срабатывания, поэтому тепловой не применяется. Ограниченно-зависимой характеристики добиваются также применением полупроводниковых расцепителей. · трехступенчатая защитная характеристика — выполняется на базе полупроводниковых расцепителей типа РМТ, БПР, РП. Такими расцепителями оборудуются выключатели серии А3700, ВА, “Электрон”.

Особенность выбора уставок токовой отсечки двигателей состоит в отстройке защиты от пусковых токов. Так, запуск или самозапуск асинхронных электродвигателей может сопровождаться возрастанием тока в 6-7 раз. Кроме того, пусковой ток содержит периодическую и апериодическую составляющие.

Следует учитывать, что выключатели серии А3100, А3700, ВА, АП-50 и АЕ-20 не имеющие полупроводниковых расцепителей, реагируют на апериодическую составляющую и могут производить ложные срабатывания. Массивный якорь АВМ также может срабатывать при кратковременном броске апериодического тока, что приводит к ложному отключению.

Отстройка автоматов от пусковых токов определяется выражением:

— ток срабатывания отсечки; Iпуск — пусковой ток, каталожное значение; — коэффициент надежности отстройки отсеки от пусковых токов: для выключателей с полупроводниковым расцепителем равен 1,5-2,2, для электромагнитного расцепителя 1,8-2,1.

Коэффициент чувствительности для токовой отсечки, при однофазных и двухфазных КЗ должен находиться в пределах:

I(2)кR и I(1)кR — соответственно, минимальный ток двух- и однофазного замыкания на зажимах двигателя. Приближенно 1,1kp принимают равным 1,4-1,5.

Выбор уставки МТЗ определяется выражением:

— коэффициент возврата, характеризующий значение тока, при котором защита переходит в несработанное состояние.

Защита считается выбранной верно если:

Ограниченно зависимые защитные характеристики выключателей А3134, А3144, АВМ и “Электрон” не позволяют выбрать ток уставки МТЗ удовлетворяющий вышеприведенному выражению, поэтому их применяют как резервные защиты от перегруза, основную функцию защиты от перегруза в этом случае выполняют тепловые реле.

Наиболее подходящими автоматами для защит электродвигателей от перегруза являются автоматы серии А3700 и ВА, оснащенные полупроводниковыми расцепителями. Время срабатывания МТЗ подбирается таким образом, чтобы не произошло излишнего отключения цепи, при пуске или самозапуске двигателя:

Легким считается пуск двигателя длительностью 0,5-2 сек, тяжелым пуском называется процесс длительностью 5-10 сек. Автоматические выключателя типа А3700, ВА, “Электрон” с полупроводниковыми расцепителями позволяют регулировать время срабатывания МТЗ.

Мотор-автоматы. Зарубежные производители для защиты электродвигателей от ненормальных режимов предлагают специальные мотор-автоматы, которые могут работать автономно и в блоке с магнитным пускателем. Выполняя функции защиты электрических машин, такие автоматы имеют ряд отличий от простых отечественных аппаратов:

· выпускаются только в трехфазном исполнении; · имеют повышенную элктродинамическую стойкость, до 100 кА; · тепловой расцепитель позволяет выполнить точную подстройку под каждый двигатель; · номинальный ток электромагнитного расцепителя 12-14 Iн, что позволяет настроить защиту, с учетом пусковых токов двигателей; — модульная конструкция автоматов позволяет расширять функции защиты, применяя дополнительные блоки.

Наиболее широкое применение, мотор-автоматы получили в приводах с двигателями мощностью до 12,5 кВт при напряжении 380В. Изделия концерна АВВ типа MS225 с номинальным током 25 А, регулируемым расцепителем от 0,1 до 25А имеют электродинамическую стойкость 50 кА.

Читать еще:  Программ для андроид выключатель

MS116 — мотор-автоматы открытого типа не имеющие дополнительного оборудования, номинальный ток 16А, электродинамическая стойкость 10 кА. MS450 и MS495 аналогичны MS225 но рассчитаны на ток до 100 А.

Мотор-автоматы компании «SCHNEIDER ELECTRIC» марки GV оснащены термомагнитным расцепителем. Магнитный расцепитель имеет фиксированную уставку 13 Iн, служит для защиты от КЗ. Тепловой расцепитель может быть отрегулирован с помощью специальных дисков, расположенных на лицевой поверхности аппарата, также имеется устройство компенсации температуры окружающей среды.

Аппараты этой марки могут быть укомплектованы расцепителями минимального напряжения. Такое устройство позволяет предупредить несанкционированный самозапуск оборудования, после посадки напряжения. Мотор-автоматы марки GV рассчитаны на токи от 1,5 до 22,5 А.

Пусковые токи асинхронных электродвигателей

Пусковым называется ток, необходимый для осуществления запуска электрического двигателя. Пусковые токи асинхронных электродвигателей обычно в несколько раз превышают показатели, достаточные для работы в нормальном режиме.

Пусковые токи асинхронных электродвигателей

Двигатели асинхронного типа в момент подключения к электросети потребляют значительное количество энергии для того, чтобы:

  • привести ротор в движение;
  • поднять скорость вращения с нуля до рабочего уровня.

Этим объясняется необходимость использования большого пускового тока, который существенно отличается от количества электроэнергии, позволяющего поддерживать постоянное число оборотов. Это характерно не только для асинхронных, но и для однофазных двигателей постоянного тока, хотя принцип действия последних совершенно иной.

Проблема высоких пусковых токов: решение

Высокий пусковой ток может спровоцировать резкое, хотя и кратковременное падение напряжения, при котором прочие подключенные к сети устройства испытают недостаток энергии. Это нежелательно, поскольку негативно влияет на безопасность работы и долговечность оборудования.

Для решения задачи предусмотрены специальные дополнительные устройства, установка которых в процессе подключения и наладки двигателей позволяет:

  • максимально уменьшить значение пускового тока;
  • повысить плавность запуска;
  • снизить затраты на запуск агрегата, так как становится возможным применение менее мощных дизельных электростанций, стабилизаторов, проводов с меньшим сечением и пр.

Наибольшей эффективностью отличаются такие современные устройства, как частотные преобразователи и софтстартеры. Они обеспечивают высокую (более минуты) продолжительность поддержания пускового тока.

Как рассчитать пусковой ток электродвигателя

Чтобы объективно оценить сложность условий запуска двигателя, необходимо предварительно узнать величину необходимого для этого пускового тока. Основные этапы расчета следующие:

  • вычисление номинального тока;
  • определение значения пускового тока (в амперах).

Для того чтобы получить значение номинального тока для используемой модели электродвигателя, применяют формулу, которая имеет вид Iн=1000Pн / (Uн*cosφ*√ηн). Pн и Uн – это номинальные показатели мощности и напряжения, cosφ и ηн – номинальные коэффициенты мощности и полезного действия.

Собственно пусковой ток, который обозначается как Iп, определяется при помощи формулы Iп = Iн * Kп, где Kп – это кратность постоянного тока по отношению к его номинальному значению (Iн). Всю необходимую для проведения расчетов информацию (значения Kп, Pн, ηн, cosφ, Uн) можно найти в технической документации, которая прилагается к электродвигателю.

Корректный расчет пускового тока двигателя способствует правильному выбору автоматических выключателей, предназначенных для защиты линии включения, а также приобретению дополнительного оборудования (генераторы и пр.) с подходящими параметрами.

Инструкция по выбору теплового реле для защиты электродвигателя

  • Методика выбора
  • Что делать, если паспортные данные не известны?

Методика выбора

Чтобы правильно выбрать номинал теплового реле нам необходимо узнать его In (рабочий, номинальный ток) и уже опираясь на эти данные можно подобрать правильный диапазон уставки аппарата.

Правилами технической эксплуатации ПУЭ оговорен этот момент и допускается устанавливать до 125% от номинального тока во взрывобезопасных помещениях, и 100%, т.е. не выше номинала двигателя во взрывоопасных.

Как узнать In? Эту величину можно посмотреть в паспорте электродвигателя, табличке на корпусе.

Как видно на табличке (для увеличения нажмите на картинку) указаны два номинала 4.9А/2.8А для 220В и 380В. Согласно нашей схеме включения нужно выбрать ампераж, ориентируясь на напряжение, и по таблице подобрать реле для защиты электродвигателя с нужным диапазоном.

Для примера рассмотрим, как выбрать тепловую защиту для асинхронного двигателя АИР 80 мощностью 1.1 кВт, подключенного к трехфазной сети 380 вольт. В этом случае наш In будет 2.8А, а допустимый максимальный ток «теплушки» 3.5А (125% от In). Согласно каталогу нам подходит РТЛ 1008-2 с регулируемым диапазоном 2.5 до 4 А.

Читать еще:  Рабочая температура автоматических выключателей abb

Что делать, если паспортные данные не известны?

Для этого случая рекомендуем использовать токовые клещи или мультиметр С266, конструкция которого также включает токоизмерительные клещи. С помощью данных приборов нужно определить ток мотора в работе, измерив его на фазах.

В том случае, когда на таблице частично читаются данные, размещаем таблицу с паспортными данными асинхронных двигателей широко распространенных в народном хозяйстве (тип АИР). С помощью нее возможно определить In.

Кстати, недавно мы рассмотрели принцип действия и устройство тепловых реле, с чем настоятельно рекомендуем вам ознакомиться!

В зависимости от токовой нагрузки будет различаться и время срабатывания защиты, при 125% должно быть порядка 20 минут. В диаграмме ниже указана векторная кривая зависимости кратности тока от In и времени срабатывания.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Надеемся, прочитав нашу статью, вам стало понятно, как выбрать тепловое реле для двигателя по номинальному току, а также мощности самого электродвигателя. Как вы видите, условия выбора аппарата не сложные, т.к. можно без формул и сложных вычислений подобрать подходящий номинал, используя таблицу!

Советуем также прочитать:

Kompas — блог

Расчёт пусковых сопротивлений асинхронного двигателя с контактными кольцами

Запись опубликовал Kompas · 9 ноября, 2016

7 946 просмотров

Расчёт пусковых сопротивлений асинхронного двигателя с контактными кольцами

Наибольшее распространение в электроприводе промышленного производства, находят асинхронные двигатели с к.з ротором. Но есть в промышленном оборудовании области, когда применение двигателей с к.з ротором, становится проблемным или вообще невозможным, вследствие того, что при пуске такой двигатель имеет очень высокий пусковой ток 5-7Iн и низкий пусковой момент и поэтому не может обеспечить форсированный пуск тяжёлых механизмов. Применение двигателей в каждом конкретном случае, должно быть технически и экономически обоснованным.

Применение двигателя с фазным ротором, является обоснованным в следующих случаях [Л.1]:

В цепь каждой фазы ротора, включается дополнительное сопротивление, которое затем выводится из использования частичным шунтированием резисторов сопротивления, коммутационной аппаратурой. В том случае, когда пусковое сопротивление нужно только для форсированного пуска механизма, ротор двигателя полностью закорачивается. Весь пуск обычно производится в функции времени. Поэтому расчёт количества ступеней переключения, является очень важным, для удешевления стоимости схемы управления механизмом т.к. стоимость коммутационной аппаратуры мощных двигателей очень даже существенна.

Существующая методика позволяет точно рассчитать пусковые сопротивления в цепи ротора двигателя с контактными кольцами, однако она основана на графических построениях – использует механические характеристики двигателя, полученные при различных критических скольжениях Sкр [Л. 1]. Аналитическое же вычисление, указанных сопротивлений, возможно лишь для пусковых моментов, не превышающих 0.75Мкр., где Мкр – критический момент. Для более высоких пусковых моментов, аналитический расчёт даёт значительную погрешность, что приводит к ошибке в определении сопротивлений секций и к завышению количества ступеней переключения.

Для устранения выше указанного недостатка, автором сделана попытка повысить точность аналитического расчёта использующего классический метод. Автором выведены формулы, позволяющие на основе каталожных данных на двигатели взятых из справочника по электрическим машинам, по известным данным задаваемого пускового момента М1 (см. рисунок),

вычислить момент переключения М2 и количество ступеней переключения. Получившийся расчётный момент переключения, должен быть больше Мс.

При выведении формул для расчёта секций резистора было одно сделано допущение, что механическая характеристика двигателя задаётся упрощенной формулой Клосса, использование которой не приводит к значительной погрешности.

Главное преимущество всех аналитических вычислений, это возможность создания программного продукта, который позволяет произвести быстрый расчёт, в данном случае, расчёт пусковых сопротивлений, для заданного к расчёту двигателя с фазным ротором.

При этом можно выбрать наиболее оптимальный вариант.

разработана программа, позволяет произвести расчёт двумя способами:

1. Вариант предложенный автором (возможности данного расчёта см. выше);

2. Классический вариант, в основном применяемый на практике [Л.1,2].

P.S. Заменил картинку №2 в расчёте пусковых сопротивлений: допущена опечатка при наборе текста.

1. Вешеневский С.Н » Характеристики двигателей в электроприводе», Москва, «Энергия», 1977г.;

2. Дьяков В.И. «Типовые расчёты по электрооборудованию», Москва», «Высшая школа»,1991г.;

3. Справочник по электрическим машинам Т.1, Москва, «Энергоиздат»,1988г.

Подбираем автоматический выключатель для электродвигателя

Сейчас, автоматические выключатели (АВ) пережили огромнейший скачок в своем развитии. Никто не использует плавкие предохранители или что-то подобное ввиду их очень весомых недостатков в отличие от АВ.

Читать еще:  Микропроцессорные защиты вакуумных выключателей

При этом, количество и разнообразие устройств выросло до той степени, что очень часто нужно знать, как подобрать автоматический выключатель для электродвигателя. Для того, чтобы не ошибиться в выборе автоматического выключателя, нужно иметь представление о его основных характеристиках и, конечно же, параметрах.

Первое, это номинальный ток автомата. Это то значение, на которое рассчитан автомат для нормальной работы. Все чаще, автоматы идут с регуляторами диапазона задаваемого номинального тока. Но если вы укажите величину больше, чем допустима на автомате, сработает защита, и он не будет работать.

Второе – тип автомата. Он определяет кратковременное значение силы тока, при котором автомат сработает. Если у вас автоматический выключатель подсоединен к нужной аппаратуре, то токи, возникающие при ее включении, могут быть в десятки раз больше кратковременного значения силы тока, указанного на выключателе.

Отличным примером могут послужить электродвигатели. При их запуске кратковременная сила тока возрастает как раз в 10 раз.

Существует три основных типа выключателей автоматических по кратковременному значению силы тока:

  1. Тип В – кратковременное увеличение значения силы тока в 3-5 раз;
  2. Тип С – увеличение в 5-10 раз;
  3. Тип Д (D) – 10-50 раз;

Следующий параметр – время срабатывания. Отрезок времени, начиная с момента, когда контролируемый параметр превысил предельное значение и до момента разомкнутого состояния контактов. По времени срабатывания, автоматические выключатели делятся на:

  1. Селективные – время срабатывания – 1 секунда;
  2. Нормальные – время от 0,02 до 0.1 секунды;
  3. Быстродействующие – 0, 005 секунды.

Селективные АВ используются в цепи автоматических выключателей, поскольку имеют контакт с задержкой на размыкание. Такие АВ ставятся в начале цепи автоматов, после них идут менее мощные. При возникновении аварийной ситуации, благодаря селективности, они отключат только некоторую часть оборудования, которая подвержена угрозе, а все остальное находится в рабочем состоянии.

И последнее – отключающая способность. Для автоматических выключателей это максимальное значение, которое кратковременно присутствует в цепи, для обеспечения работы выключателя(сваривание контактов при токах больше нормы). Оно может быть в сотню раз больше обычного рабочего тока. Возникает при коротком замыкании.

Нельзя забывать и о механизмах расцепления. Их существует всего два вида:

  1. Тепловая отсечка. В данном варианте используется пластина, которая выполнена из двух разных металлов с отличными друг от друга показателями теплопроводности. Через нее протекает рабочий ток цепи. Если значение этого тока имеет номинальное или несколько меньшее значение – пластина находится в замкнутом положении.
    Но если, в течении длительного времени значение тока превысит номинальное значение – пластина нагреется, деформируется и разомкнется цепь. Тут важен факт, что ток влияет длительно и может превышать норму хоты бы на 10%.
  2. Если вам нужна защита от больших и резких скачков тока, то следует обращать внимание на электромагнитное расцепление. Тут механизм построен на основе соленоида. Задается максимальное значение, при котором должно произойти размыкание цепи. Как только оно достигается в определенный отрезок времени (скачок), соленоид «втягивается» и размыкает контакт – защита сработала.

В нашем интернет-магазине представлены разные версии автоматических выключателей АВ2М с отличными друг от друга приводами.

Зачем использовать автоматический выключатель с электродвигателем

Автоматические выключатели были разработаны для того, чтобы запускать, защищать от перегрузок, выключать и аварийно выключать электродвигатели в случае возникновения аварийной ситуации.

В любом случае, автомат послужит защитой двигателю в экстренной ситуации. К тому же, не стоит забывать, что если вы используете электродвигатели на несколько фаз, то и выключатель может «контролировать» их работу и своевременное отключение. А это очень ценно, особенно если у вас работает высоковольтное оборудование. Его покупка или ремонт обойдутся не мало, а если сработает защита, то в худшем случае заменить нужно будет только выключатель.

Потому, автоматические выключатели являются ценным оборудованием не со стороны высокой стоимости, а со стороны высокой защиты еще более дорогостоящего и ценного оборудования, не говоря уже о помещении и работниках.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector