Токовая защита электродвигателя: Защита электродвигателя

Содержание

Защита электродвигателя

В электродвигателях, 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.

Для повышения ресурса безаварийной работы двигателя и повышения эксплуатационной надежности, концерн Русэлпром предлагает использовать защиту двигателей.

Применение защиты удорожает двигатель, поэтому выбор типа и количества защит определяется не только технической, но и экономической целесообразностью их установки. Правильный выбор защиты двигателя позволяет получить необходимый эффект с обоснованными затратами.

Как правило, для двигателей напряжением до 1000 Вт предусматривается:

защита от коротких замыканий;
защита от перегрузки.

Короткое замыкание в электродвигателе может привести к росту тока, более чем в 12 раз в течение очень короткого промежутка времени (около 10 мс). Для защиты двигателей

от коротких замыканий должны применяться предохранители или автоматические выключатели.

Защита от перегрузки устанавливается в тех случаях, когда возможна перегрузка механизма по технологическим причинам, а также при тяжелых условиях пуска и для ограничения длительности пуска при пониженном напряжении.

Для защиты двигателя от перегрузки используется:

Тепловая защита;
Температурная защита;
Максимально токовая защита;
Минимально токовая защита;
Фазочувствительная защита.

Температурная защита

Наиболее эффективной защитой двигателей является температурная защита.

Температурная защита реагирует на увеличение температуры наиболее нагретых частей двигателя с мощью встроенных температурных датчиков и через устройства температурной защиты воздействует на цепь управления контактора или пускателя и отключает двигатель.

Любой двигатель производства концерна «Русэлпром» по заказу потребителя может быть укомплектован встроенными температурными датчиками для защиты двигателей в аварийных режимах, следствием которых может быть нагрев обмотки до недопустимой температуры.

В качестве датчиков используются полупроводниковые терморезисторы с положительным температурным коэффициентом – позисторы. Датчики встраиваются в лобовые части обмотки статора со стороны противоположной вентилятору наружного обдува по одному в каждую фазу, соединяются последовательно. Концы цепи датчиков выводятся на специальные клеммы в коробке выводов. К этим клеммам подключают реле или иной аппарат, реагирующий на сигнал датчиков.

Датчики реагируют только на температуру, и их действие не зависит от причин возникновения опасного нагрева. Поэтому такая система обеспечивает защиту двигателя как в режимах с медленным нагреванием (перегрузка, работа на двух фазах), так и в режимах с быстрым нагреванием (заклинивание ротора, выход из строя подшипников и другое).

Согласно требованиям ГОСТ 27895 (МЭК 60034$11) температура срабатывания защиты должна соответствовать значениям, приведенным в таблице.

Пороги термозащиты

Тепловой режим	Значение температуры обмотки статора для систем изоляции класса нагревостойкости, град. С
Тепловой режим	B	F	H
Установившийся (Предельно допустимое среднее значение)	120	140	165
Медленной нагревание (Срабатывание защиты)	145	170	195
Быстрое нагревание (Срабатывание защиты)	200	225	250

Характеристики датчиков температурной защиты

Двигатели с датчиками температурной защиты имеют встроенные в каждую фазу обмотки и соединённые последовательно терморезисторы типа СТ14-2-145 по ТУ11-85 ОЖО468. 165ТУ или другие терморезисторы с аналогичными параметрами.

В вводном устройстве двигателей предусмотрены клеммы для подсоединения цепи терморезисторов к исполнительному устройству температурной защиты.

Температура срабатывания датчиков температурной защиты:

Класс нагревостойкости изоляции двигателя	Обозначения типа позистора по ТУ11-85 ОЖО468.165ТУ	Пороговая температура срабатывания позистора, град. С.
В	CТ-14А-2-130	130
F	CТ-14А-2-145	145
H	CТ-14А-2-160	160

Срабатывание температурной защиты происходит при возрастании температуры обмотки до значения, указанного в таблице 13, и температуре позистора, указанной в таблице 13.1. Время срабатывания защиты не превышает 15 с. Исполнительное устройство температурной защиты должно отключать силовую цепь двигателя при достижении сопротивления цепи термодатчиков 2100- 450 Ом.

Сопротивление одного позистора составляет 30 – 140 Ом при 25 градусах C, сопротивление цепи из 3 позисторов составляет 250±160 Ом.

Сопротивление изоляции цепи терморезисторов относительно обмоток статора двигателя при температуре окружающей среды (25 +5)°C составляет:

В практически холодном состоянии двигателя находится в пределах от 120 до 480 Ом. Измерительное напряжение при контроле не более 2,5 В.
В номинальном режиме работы двигателей при установившемся тепловом состоянии (температура обмотки двигателя <= 140 °C) не более 1650 Ом.

Напряжение, подаваемое на цепь терморезисторов, не более 7,5 В.

Исполнительные устройства

В качестве исполнительного устройства температурной защиты применяется любое устройство позволяющее отключать силовую цепь двигателя при достижении цепью терморезисторов сопротивления в диапазоне 1650-2400 Ом. Время срабатывания устройства температурной защиты при этом должно быть не более 1 с.

Защита электродвигателей.

[Разделы] [Оглавление раздела] [Главная страница СПЭТ] [Назад] [Дальше]

Защита электродвигателей.

1.Виды повреждений и ненормальных режимов работы ЭД.

Повреждения электродвигателей. В обмотках электродвигателей могут возникать замыкания на землю одной фазы статора, замыкания между витками и многофазные КЗ. Замыкания на землю и многофазные КЗ могут также возникать на выводах электродвигателей, в кабелях, муфтах и воронках. Короткие замыкания в электродвигателях сопровождаются прохождением больших токов, разрушающих изоляцию и медь обмоток, сталь ротора и статора. Для защиты электродвигателей от многофазных КЗ служит токовая отсечка или продольная дифференциальная защита, действующие на отключение.

Однофазные замыкания на землю в обмотках статора электродвигателей напряжением 3—10 кВ менее опасны по сравнению с КЗ, так как сопровождаются прохождением токов 5—20 А, определяемых емкостным током сети. Учитывая сравнительно небольшую стоимость электродвигателей мощностью менее 2000 кВт, защита от замыканий на землю устанавливается на них при токе замыкания на землю более 10 А, а на электродвигателях мощностью более 2000 кВт — при токе замыкания на землю более 5 А защита действует на отключение.

Защита от витковых замыканий на электродвигателях не устанавливается.

Ликвидация повреждений этого вида осуществляется другими защитами электродвигателей, поскольку витковые замыкания в большинстве случаев сопровождаются замыканием на землю или переходят в многофазное КЗ.

Электродвигатели напряжением до 600 В защищаются от КЗ всех видов (в том числе и от однофазных) с помощью плавких предохранителей или быстродействующих электромагнитных расцепителей автоматических выключателей.

Ненормальные режимы работы. Основным видом ненормального режима работы для электродвигателей является перегрузка их токами больше номинального. Допустимое время перегрузки электродвигателей, с, определяется по следующему выражению:

Рис. 6.1. Зависимость тока электродвигателя от частоты вращения ротора.

где k — кратность тока электродвигателя по отношению к номинальному; А — коэффициент, зависящий от типа и исполнения электродвигателя: А == 250 — для закрытых электродвигателей, имеющих большую массу и размеры, А = 150 — для открытых электродвигателей.

Перегрузка электродвигателей может возникнуть вследствие перегрузки механизма (например, завала углем мельницы или дробилки, забивания пылью вентилятора или кусками шлака насоса золоудаления и т. п.) и его неисправности (например, повреждения подшипников и т. п.).

Токи, значительно превышающие номинальные, проходят при пуске и самозапуске электродвигателей. Это происходит вследствие уменьшения сопротивления электродвигателя при уменьшении его частоты вращения.

Зависимость тока электродвигателя I от частоты вращения п при постоянном напряжении на его выводах приведена на рис. 6.1. Ток имеет наибольшее значение, когда ротор электродвигателя остановлен; этот ток, называемый пусковым, в несколько раз превышает номинальное значение тока электродвигателя. Защита от перегрузки может действовать на сигнал, разгрузку механизма или отключение электродвигателя.

После отключения КЗ напряжение на выводах электродвигателя восстанавливается и частота его вращения начинает увеличиваться. При этом по обмоткам электродвигателя проходят большие токи, значения которых определяются частотой вращения электродвигателя и напряжением на его выводах. Снижение частоты вращения всего на 10—25 % приводит к уменьшению сопротивления электродвигателя до минимального значения, соответствующего пусковому току. Восстановление нормальной работы электродвигателя после отключения КЗ называется самозапуском, а токи, проходящие при этом, — токами самозапуска.

На всех асинхронных электродвигателях самозапуск может быть осуществлен без опасности их повреждения, и поэтому их защита должна быть отстроена от режима самозапуска. От возможности и длительности самозапуска асинхронных электродвигателей основных механизмов собственных нужд зависит бесперебойная работа тепловых электростанций. Если из-за большого снижения напряжения нельзя обеспечить самозапуск всех работающих электродвигателей, часть из них приходится отключать. Для этого используется специальная защита минимального напряжения, отключающая неответственные электродвигатели при снижении напряжения на их выводах до 60—70 % номинального.

В случае обрыва одной из фаз обмотки статора электродвигатель продолжает работать. Частота вращения ротора при этом несколько уменьшается, а обмотки двух неповрежденных фаз перегружаются током в 1,5—2 раза большим номинального. Защита электродвигателя от работы на двух фазах применяется лишь на электродвигателях, защищенных предохранителями, если двухфазный режим работы может повлечь за собой повреждение электродвигателя.

На мощных тепловых электростанциях в качестве привода для дымососов, дутьевых вентиляторов и циркуляционных насосов получили широкое распространение двухскоростные асинхронные электродвигатели напряжением 6 кВ. Эти электродвигатели выполняются с двумя независимыми статорными обмотками, каждая из которых подключается через отдельный выключатель, причем обе статорные обмотки одновременно не могут быть включены, для чего в схемах управления предусмотрена специальная блокировка. Применение таких электродвигателей позволяет экономить электроэнергию путем изменения их частоты вращения в зависимости от нагрузки агрегата. На таких электродвигателях устанавливается по два комплекта релейной защиты.

В эксплуатации применяются также схемы электропривода, предусматривающие вращение механизма (например, шаровой мельницы) двумя спаренными электродвигателями, которые присоединяются к одному выключателю. При этом все защиты являются общими для обоих электродвигателей, за исключением токовой защиты нулевой последовательности, которая предусматривается для каждого электродвигателя и выполняется с помощью токовых реле, подключенных к ТТ нулевой последовательности, установленным на каждом кабеле.

2.Защита асинхронных ЭД от междуфазных к.з., перегрузок и замыканий на землю.

Для защиты от многофазных КЗ электродвигателей мощностью до 5000 кВт обычно используется максимальная токовая отсечка. Наиболее просто токовую отсечку можно выполнить с реле прямого действия, встроенными в привод выключателя. С реле косвенною действия применяется одна из двух схем соединения ТТ и реле, приведенных на рис. 6.2 и 6.3. Отсечка выполняется с независимыми токовыми реле. Использование токовых реле с зависимой характеристикой (рис. 6 3) позволяет обеспечить с помощью одних и тех же реле защиту от КЗ и перегрузки. Ток срабатывания отсечки выбирается -по следующему выражению:

где kсх — коэффициент схемы, равный 1 для схемы на рис. 6.3 и v3 для схемы на рис. 6.2; Iпуск —пусковой ток электродвигателя.

Если ток срабатывания реле отстроен от пускового тока, отсечка, как правило, надежно отстроена и от. тока, который электродвигатель посылает в сечь при внешнем КЗ.

Зная номинальный ток электродвигателя Iном и кратность пускового тока kп, указываемую в каталогах, можно подсчитать пусковой ток по следующему выражению:

Рис. 6.2 Схема защиты электродвигателя токовой отсечкой с одним токовым реле мгновенного действия: а — цепи тока, б — цепи оперативного постоянного тока

Как видно по осциллограмме, приведенной на рис. 6.4, на которой показан пусковой ток электродвигателя питательного насоса, в первый момент пуска появляется кратковременный пик намагничивающего тока, превышающий пусковой ток электродвигателя. Для отстройки от этого пика ток срабатывания отсечки выбирается с учетом коэффициента надежности: kн=1,8 для реле типа РТ-40, действующих через промежуточное реле; kн = 2 для реле типов ИТ-82, ИТ-84 (РТ-82, РТ-84), а также для реле прямого действия.

Рис. 6.3. Схема защиты электродвигателя от коротких замыканий и перегрузки с двумя реле типа РТ-84:
а— цепи тока, б — цепи оперативного постоянного тока.

Рис. 6 4. Осциллограмма пускового тока электродвигателя.

оковую отсечку электродвигателей мощностью до 2000 кВт следует выполнять, как правило, по наиболее простой и дешевой однорелейной схеме (см. рис. 6.2). Однако недостатком этой схемы является более низкая чувствительность по сравнению с отсечкой, выполненной по схеме на рис. 6.3, к двухфазным КЗ между одной из фаз, на которых установлен ТТ, и фазой без ТТ. Это имеет место, так как ток срабатывания отсечки, выполненной по однорелейной схеме, согласно (6.1) в vЗ раз больше, чем в двухрелейной схеме.

Поэтому на электродвигателях мощностью 2000—5000 кВт токовая отсечка для повышения чувствительности выполняется двухрелейной. Двухрелейную схему отсечки следует также применять на электродвигателях мощностью до 2000 кВт, если коэффициент чувствительности однорелейной схемы при двухфазном КЗ на выводах электродвигателя меньше двух.

На электродвигателях мощностью 5000 кВт и более устанавливается продольная дифференциальная защита, обеспечивающая более высокую чувствительность к КЗ на выводах и в обмотках электродвигателей. Эта защита выполняется в двухфазном или в трехфазном исполнении с реле типа РНТ-565 (аналогично защите генераторов). Ток срабатывания рекомендуется принимать 2Iном.

Поскольку защита в двухфазном исполнении не реагирует на двойные замыкания на землю, одно из которых возникает в обмотке электродвигателя на фазе В, в которой отсутствует ТТ, дополнительно устанавливается специальная защита от двойных замыканий без выдержки времени.

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

Защита от перегрузки устанавливается только на электродвигателях, подверженных технологическим перегрузкам (мельничных вентиляторов, дымососов, мельниц, дробилок, багерных насосов и т. п.), как правило, с действием на сигнал или разгрузку механизма. Так, например, на электродвигателях шахтных мельниц защита может действовать на отключение электродвигателя механизма, подающего уголь, благодаря чему предотвращается завал мельницы углем.

Защита от перегрузки должна отключать электродвигатель, на котором она установлена, только в том случае, если без остановки электродвигателя нельзя устранить причину, вызвавшую перегрузку. Использование защиты от перегрузки с действием на отключение целесообразно также в установках без обслуживающего персонала.

Ток срабатывания защиты от перегрузки принимается равным:

где kн = 1,1—1,2.

При этом реле защиты от перегрузки смогут сработать от пускового тока, поэтому выдержка времени защиты принимается 10—20 с по условию отстройки от времени пуска электродвигателя. Защита от перегрузки выполняется с помощью индукционного элемента реле типа ИТ-80 (РТ-80) (см. рис 6.3). Если электродвигатель при перегрузках должен отключаться, в схеме защиты используются реле типа ИТ-82 (РТ-82). На электродвигателях, защита которых от перегрузки не должна действовать на отключение, целесообразно использовать реле с двумя парами контактов типа ИТ-84 (РТ-84), обеспечивающие раздельное действие отсечки и индукционного элемента.

Для ряда электродвигателей (дымососов, дутьевых вентиляторов, мельниц), время разворота которых составляет 30—35 с, схема защиты от перегрузки с реле РТ-84 дополняется реле времени типа ЭВ-144, которое приходит в действие после замыкания контакта токового реле. При этом выдержка времени защиты может быть увеличена до 36 с. В последнее время для защиты от перегрузки электродвигателей собственных нужд применяется схема защиты с одним реле тока типа РТ-40 и одним реле времени типа ЭВ-144, а для электродвигателей с временем пуска более 20 с — реле времени типа ВЛ-34 (со шкалой 1—100 с).

3.Защита минимального напряжения.

После отключения КЗ происходит самозапуск электродвигателей, подключенных к секции или системе шин, на которых во время КЗ имело место снижение напряжения. Токи самозапуска, в несколько раз превышающие номинальные, проходят по питающим линиям (или трансформаторам) собственных нужд. В результате напряжение на шинах собственных нужд, а следовательно, и на электродвигателях понижается настолько, что вращающий момент на валу электродвигателя может оказаться недостаточным для его разворота. Самозапуск электродвигателей может не произойти, если напряжение на шинах окажется ниже 55—65 % Iном.

Для того чтобы обеспечить самозапуск наиболее ответственных электродвигателей, устанавливается защита минимального напряжения, отключающая неответственные электродвигатели, отсутствие которых в течение некоторого времени не отразится на производственном процессе. При этом уменьшается суммарный ток самозапуска и повышается напряжение на шинах собственных нужд, благодаря чему обеспечивается самозапуск ответственных электродвигателей.

В некоторых случаях при длительном отсутствии напряжения защита минимального напряжения отключает и ответственные электродвигатели. Это необходимо, в частности, для пуска схемы АВР электродвигателей, а также по технологии производства. Так, например, в случае остановки всех дымососов необходимо отключить мельничные и дутьевые вентиляторы и питатели пыли; в случае остановки дутьевых вентиляторов — мельничные вентиляторы и питатели пыли. Отключение ответственных электродвигателей защитой минимального напряжения производится также в тех случаях, когда их самозапуск недопустим по условиям техники безопасности или из-за опасности повреждения приводимых механизмов.

Наиболее просто защиту минимального напряжения можно выполнить с одним реле напряжения, включенным на междуфазное напряжение. Однако такое выполнение защиты ненадежно, так как при обрывах в цепях напряжения возможно ложное отключение электродвигателей. Поэтому однорелейная схема защиты применяется только при использовании реле прямого действия.

Для предотвращения ложного срабатывания защиты при нарушении цепей напряжения применяются специальные схемы включения реле напряжения. Одна из таких схем для четырех электродвигателей, разработанная в Тяжпромэлектропроекте, показана на рис. 6.5. Реле минимального напряжения прямого действия КVТ1—KVT4 включены на междуфазные напряжения ab и bс. Для повышения надежности защиты эти реле питаются отдельно от приборов и счетчиков, которые подключены к цепям напряжения через трехфазный автоматический выключатель SF3 с мгновенным электромагнитным расцепителем (использованы две фазы автоматического выключателя).

Фаза В цепей напряжения заземлена не глухо, а через пробивной предохранитель FV, чю исключает возможность однофазных КЗ в цепях напряжения и также повышает надежность защиты. В фазе А защиты установлен однофазный автоматический выключатель SFI с электромагнитным мгновенным расцепителем, а в фазе С — автоматический выключатель с замедленным тепловым расцепителем. Между фазами А и С включен конденсатор С емкостью порядка 30 мкФ, назначение которого указано ниже.

Рис. 6 5. Схема защиты минимального напряжения с реле прямого действия типа РНВ

При повреждениях в цепях напряжения рассматриваемая защита будет вести себя следующим образом. Замыкание одной из фаз на землю, как уже отмечалось выше, не приводит к отключению автоматических выключателей, так как цепи напряжения не имеют глухого заземления.

При двухфазном КЗ фаз В и С отключится только автоматический выключатель SF2 фазы С. Реле напряжения KVT1 и KVT2 остаются при этом подключенными к нормальному напряжению и поэтому не запускаются. Реле KVT3 и KVT4, запустившиеся при КЗ в цепях напряжения, после отключения автоматического выключателя SF2 вновь подтянутся, так как на них будет подано напряжение от фазы А через конденсатор С. При КЗ фаз АВ или АС отключится автоматический выключатель SF1, установленный в фазе А. После отключения КЗ реле KVT1 и KVT2 вновь подтянутся под действием напряжения от фазы С, поступающего через конденсатор С. Реле KVT3 и KVT4 не запустятся. Аналогично будут вести себя реле и при обрыве фаз А и С.

Таким образом, рассматриваемая схема защиты не работает ложно при наиболее вероятных повреждениях цепей напряжения. Ложная работа защиты возможна только при маловероятных повреждениях цепей напряжения — трехфазном КЗ или при отключении автоматических выключателей SF1 и SF2.

Сигнализация неисправности цепей напряжения осуществляется контактами реле KV1.1, KV2.1, KV3.1 и контактами автоматических выключателей SF1.1, SF2. 1, SF3.1.

В установках с постоянным оперативным током защита минимального напряжения выполняется для каждой секции сборных шин собственных нужд по схеме, приведенной на рис. 6.6. В цепи реле времени КТ1, действующего на отключение неответственных электродвигателей, включены последовательно контакты трех минимальных реле напряжения KV1. Благодаря такому включению реле предотвращается ложное срабатывание защиты при перегорании любого предохранителя в цепях трансформатора напряжения. Напряжение срабатывания реле KV1 принимается порядка 70 % Uном.

Рис. 6.6. Схема защиты минимального напряжения на постоянном оперативном токе:
а — цепи переменного напряжения; б — оперативные цепи I — на отключение неответственных двигателей; II — на отключение ответственных двигателей.

Выдержка времени защиты на отключение неответственных электродвигателей отстраивается от отсечек электродвигателей и устанавливается равной 0,5—1,5 с. Выдержка времени на отключение ответственных электродвигателей принимается 10—15 с, для того чтобы защита не действовала на их отключение при снижениях напряжения, вызванных КЗ и самозапуском электродвигателей.

Как показывает опыт эксплуатации, в ряде случаев самозапуск электродвигателей продолжается 20—25 с при снижении напряжения на шинах собственных нужд до 60—70 %Uном. При этом, если не принять дополнительных мер, защита минимального напряжения (реле KV1), имеющая уставку срабатывания (0,6—0,7) Uном, могла бы доработать и отключить ответственные электродвигатели. Для предотвращения этого в цепи обмотки реле времени КТ2, действующего на отключение ответственных электродвигателей, включается контакт KV2. 1 четвертого реле напряжения KV2. Это минимальное реле напряжения имеет уставку срабатывания порядка (0,4—0,5) Uном и надежно возвращается во время самозапуска. Реле KV2 будет длительно держать замкнутым свой контакт только при полном снятии напряжения с шин собственных нужд. В тех случаях, когда длительность самозапуска меньше выдержки времени реле КТ2, реле KV2 не устанавливается.

В последнее время на электростанциях применяется другая схема защиты, показанная на рис. 6.7. В этой схеме используются три пусковых реле: реле напряжения обратной последовательности KV1 типа РНФ-1М и реле минимального напряжения KV2 и KV3 типа РН-54/160.

Рис. 6.7. Схема защиты минимального напряжения с реле напряжения прямой последовательности:
а — цепи напряжения; б — оперативные цепи

В нормальном режиме, когда междуфазные напряжения симметричны, размыкающий контакт KV1.1 в цепи обмоток реле времени защиты КТ1 и КТ2 замкнут, а замыкающий KV1.2 в цепи сигнализации разомкнут. Размыкающие контакты реле K.V2.1 и KV3.1 при этом разомкнуты.

При снижении напряжения на всех фазах контакт KV1.1 останется замкнутым и поочередно подействуют: первая ступень защиты минимального напряжения, которая осуществляется с помощью реле KV2 (уставка срабатывания 0,7Uном) и КТ1; вторая — с помощью реле KV3 (уставка срабатывания 0,5 Uном) и КТ2. В случае нарушения одной или двух фаз цепей напряжения срабатывает реле KV1, замыкающим контактом которого KV1.2 подается сигнал о неисправности цепей напряжения.

При срабатывании каждой ступени защиты подается плюс на шинки ШМН1 и ШМН2 соответственно, откуда он поступает на цепи отключения электродвигателей. Действие защиты сигнализируется указательными реле КН1 и КН2, имеющими обмотки параллельного включения.

[Разделы] [Оглавление раздела] [Главная страница СПЭТ] [Назад] [Дальше]

ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7

5.3.55. Для электродвигателей переменного тока должна предусматриваться защита от многофазных замыканий (см. 5.3.56), в сетях с глухозаземленной нейтралью — также от однофазных замыканий, а в случаях, предусмотренных в 5.3.57 и 5.3.58, — кроме того, защита от токов перегрузки и защита минимального напряжения. На синхронных электродвигателях (при невозможности втягивания в синхронизм с полной нагрузкой) дополнительно должна предусматриваться защита от асинхронного режима согласно 5.3.59.

Для электродвигателей постоянного тока должны предусматриваться защиты от КЗ. При необходимости дополнительно могут устанавливаться защиты от перегрузки и от чрезмерного повышения частоты вращения.

5.3.56. Для защиты электродвигателей от КЗ должны применяться предохранители или автоматические выключатели.

Номинальные токи плавких вставок предохранителей и расцепителей автоматических выключателей должны выбираться таким образом, чтобы обеспечивалось надежное отключение КЗ на зажимах электродвигателя (см. 1.7.79 и 3.1.8) и вместе с тем чтобы электродвигатели при нормальных для данной электроустановки толчках тока (пиках технологических нагрузок, пусковых токах, токах самозапуска и т. п.) не отключались этой защитой. С этой целью для электродвигателей механизмов с легкими условиями пуска отношение пускового тока электродвигателя к номинальному току плавкой вставки должно быть не более 2,5, а для электродвигателей механизмов с тяжелыми условиями пуска (большая длительность разгона, частые пуски и т. п.) это отношение должно быть равным 2,0-1,6.

Для электродвигателей ответственных механизмов с целью особо надежной отстройки предохранителей от толчков тока допускается принимать это отношение равным 1,6 независимо от условий пуска электродвигателя, если кратность тока КЗ на зажимах электродвигателя составляет не менее указанной в 3.1.8.

Допускается осуществление защиты от КЗ одним общим аппаратом для группы электродвигателей при условии, что эта защита обеспечивает термическую стойкость пусковых аппаратов и аппаратов защиты от перегрузок, примененных в цепи каждого электродвигателя этой группы.

На электростанциях для защиты от КЗ электродвигателей собственных нужд, связанных с основным технологическим процессом, должны применяться автоматические выключатели. При недостаточной чувствительности электромагнитных расцепителей автоматических выключателей в системе собственных нужд электростанций могут применяться выносные токовые реле с действием на независимый расцепитель выключателя.

Для надежного обеспечения селективности защит в питающей сети собственных нужд электростанций в качестве защиты электродвигателей от КЗ рекомендуется применять электромагнитные расцепители-отсечки.

5.3.57. Защита электродвигателей от перегрузки должна устанавливаться в случаях, когда возможна перегрузка механизма по технологическим причинам, а также когда при особо тяжелых условиях пуска или самозапуска необходимо ограничить длительность пуска при пониженном напряжении. Защита должна выполняться с выдержкой времени и может быть осуществлена тепловым реле или другими устройствами.

Защита от перегрузки должна действовать на отключение, на сигнал или на разгрузку механизма, если разгрузка возможна.

Применение защиты от перегрузки не требуется для электродвигателей с повторно-кратковременным режимом работы.

5.3.58. Защита минимального напряжения должна устанавливаться в следующих случаях:

для электродвигателей постоянного тока, которые не допускают непосредственного включения в сеть;

для электродвигателей механизмов, самозапуск которых после останова недопустим по условиям технологического процесса или по условиям безопасности;
для части прочих электродвигателей в соответствии с условиями, приведенными в 5. 3.52.

Для ответственных электродвигателей, для которых необходим самозапуск, если их включение производится при помощи контакторов и пускателей с удерживающей обмоткой, должны применяться в цепи управления механические или электрические устройства выдержки времени, обеспечивающие включение электродвигателя при восстановлении напряжения в течение заданного времени. Для таких электродвигателей, если это допустимо по условиям технологического процесса и условиям безопасности, можно также вместо кнопок управления применять выключатели, с тем чтобы цепь удерживающей обмотки оставалась замкнутой помимо вспомогательных контактов пускателя и этим обеспечивалось автоматическое обратное включение при восстановлении напряжения независимо от времени перерыва питания.

5.3.59. Для синхронных электродвигателей защита от асинхронного режима должна, как правило, осуществляться с помощью защиты от перегрузки по току статора.

5.3.60. Защита от КЗ в электродвигателях переменного и постоянного тока должна предусматриваться:

1) в электроустановках с заземленной нейтралью — во всех фазах или полюсах;

2) в электроустановках с изолированной нейтралью:

при защите предохранителями — во всех фазах или полюсах;
при защите автоматическими выключателями — не менее чем в двух фазах или одном полюсе, при этом в пределах одной и той же электроустановки защиту следует осуществлять в одних и тех же фазах или полюсах.

Защита электродвигателей переменного тока от перегрузок должна выполняться:

в двух фазах при защите электродвигателей от КЗ предохранителями;
в одной фазе при защите электродвигателей от КЗ автоматическими выключателями.

Защита электродвигателей постоянного тока от перегрузок должна выполняться в одном полюсе.

5.3.61. Аппараты защиты электродвигателей должны удовлетворять требованиям гл. 3.1. Все виды защиты электродвигателей от КЗ, перегрузки, минимального напряжения допускается осуществлять соответствующими расцепителями, встроенными в один аппарат.

5.3.62. Специальные виды защиты от работы на двух фазах допускается применять в порядке исключения на электродвигателях, не имеющих защиты от перегрузки, для которых существует повышенная вероятность потери одной фазы, ведущая к выходу электродвигателя из строя с тяжелыми последствиями.

Токовая защита двигателя ТЗД-3Ф-100

Технические характеристики

Диапазон измеряемой силы тока	от 1 до 100 Ампер
Разрешающая способность	0,1 Ампер
Погрешность измерения тока	0,5 %
Количество параметров задания тока	7
Время установки таймеров	от 0 до 999 секунд
Напряжение питания прибора	от 150 до 400 Вольт 50 Гц
Потребляемая мощность	2 Ватта
Способ монтажа (подключения)	DIN-рейка
Габаритные размеры	5 х 9 х 6,5 см (эквивалент 3 стандартных токовых автомата)

Общее описание

Защита трехфазного двигателя – ТЗД-3Ф-100 (100А) AKIP-DON, представляет собой устройство, которое в реальном времени измеряет силу тока и, при необходимости (при несоответствии значений заданным параметрам), отключает трехфазную нагрузку. Служит как защита 3-х фазного электродвигателя и другой нагрузки 380В, в основе работы которых заложено одинаковое значение тока потребления на каждой из фаз, либо есть допуски по отклонению. В случае аварийной ситуации, например при превышении нагрузки на вал, его заклинивании, блок токовой защиты двигателей ТЗД-3Ф-100 производит его аварийное отключение. Применение данного прибора позволяет осуществлять контроль за производственным процессом и предотвратить повреждение дорогостоящего трехфазного оборудования.

Назначение и основные характеристики

Прибор ТЗД-3Ф-100 представляет собой устройство, которое в реальном времени измеряет силу тока и, при необходимости (при несоответствии значений заданным параметрам) , отключает нагрузку. Токовая защита трехфазных электродвигателей способна определить обрыв, холостой ход или перегрузку.

Для удобства пользователя, устройство оснащено индикаторами, которые отображают текущее значения тока на каждой из фаз.

При подаче напряжения на прибор включается реле, происходит измерение тока в проводниках, на которых смонтированы датчики (измерительные трансформаторы тока). Измеренные значения тока сравниваются с заданными настройками. В случае превышения или понижения включается таймер времени, через которое происходит выключение реле. В это же время происходит индикация параметра, по которому произошло срабатывание и значение измеренного тока. В случае, если за время действия таймера ток пришел в норму, аварийная ситуация игнорируется.

Технические характеристики

Диапазон измеряемого тока каждой фазы – от 1 до 100 Ампер.
Разрешающая способность – 0,1 Ампера.
Диапазон установки разрешенного параметра тока – от 1 – до 100 Ампер.
Погрешность измерения тока – не более 0,5 %.
Возможность настройки (юстировки) амперметра ТЗД-ЗФ-100 – есть.
Количество вариантов задания коэффициентов превышения или уменьшения заданного параметра тока – семь (П1 – П7).
Заводские установки коэффициента превышения или уменьшения тока (разы) ко времени время задержки (сек) – есть.
Заводские установки П1 – П7: коэффициент/время задержки:
– П1 – 2,00/004; П2 – 1,85/006, П3 – 1,7/008; П4 – 1,55/010; П5 – 1,4/032, П6 – 1,25/064; П7 – 1,1/128.
Возможность изменения коэффициентов превышения или уменьшения заданного параметра тока – есть.
При установке коэффициента больше 1 – защита от превышения заданного тока, защита от заклинивания, кз и перегрузки.
При установке коэффициента меньше 1 – защита от падения тока, “сухого” хода электродвигателя, например в насосных станциях.
Время установки таймеров от 0 до 999 секунд.
Возможность быстрого сброса заданных параметров и возврат к заводским настройкам – есть.
Максимальный ток собственного реле для управления внешним трехфазным контактором – 10 Ампер.
Напряжение питания прибора от 150 до 400 Вольт 50 Гц.
Потребляемая мощность 2 Ватта.
Корпус под DIN рейку – занимает место эквивалентное 3-ем токовым автоматам 17,5 мм.

Гарантия – 24 мес.

Защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ от многофазных КЗ

В данной статье речь пойдет о защите электродвигателей напряжением выше 1 кВ от многофазных КЗ. Рассмотрим в каких случаях следует применять токовую отсечку и дифференциальную защиту в соответствии с ПУЭ пункт 5.3.46 и другими нормативными документами.

Для защиты электродвигателей от многофазных КЗ. При мощности электродвигателей менее 2 МВт в качестве такой защиты устанавливается токовая отсечка в однорелейном (для электродвигателей мощностью до 1 МВт) или двухрелейном исполнении.

При однорелейном исполнении отсечка включается на разность токов двух фаз, при двухрелейном – на вторичные токи трансформаторов тока, соединенных по схеме неполной звезды.

Когда мощность электродвигателей 5 МВт и более и данные электродвигатели имеют шесть выводов обмотки статора, в этом случае в качестве защиты от многофазных КЗ устанавливается дифференциальная токовая защита в трехфазном исполнении. Такая защита еще должна устанавливается на электродвигателях меньшей мощности, если недостаточно чувствительности токовой отсечки (Кч < 2). Допускается на электродвигателях мощностью 5 МВт и более, имеющие три вывода обмотки статора, выполнять токовую отсечку.

Дифференциальная защита электродвигателей осуществляется с применением реле с торможением типа ДЗТ-11, что позволяет отстроится от повышения токов небаланса переходного процесса в режимах пуска и самозапуска электродвигателей.

Повышенные токи небаланса в указанных режимах обусловлены наличием в свободном токе статора электродвигателя апериодической составляющей и различием длин контрольных кабелей, соединяющих трансформаторы тока в нуле двигателя и в КРУ 6 кВ с дифференциальной защитой.

Тормозная обмотка реле включается на трансформаторы тока, установленные в нулевых выводах электродвигателя, чем достигается необходимая чувствительность и требуемая отстройка от токов небаланса.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

Благодарность:

Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding».

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

%PDF-1.4 % 1 0 obj >/Metadata 5 0 R/OutputIntents[>]/Pages 3 0 R/StructTreeRoot 7 0 R/Type/Catalog>> endobj 5 0 obj >stream 2011-02-01T23:07:57+07:002011-02-01T23:07:57+07:002011-02-01T23:07:57+07:00Microsoft® Office Word 2007application/pdf

Вадим

uuid:24702280-d498-4dbf-9bef-673a2091238cuuid:b108466d-28dc-47ef-bb52-d78d98306206Microsoft® Office Word 2007 endstream endobj 3 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 12 0 obj > endobj 13 0 obj > endobj 66 0 obj > endobj 67 0 obj > endobj 68 0 obj > endobj 69 0 obj > endobj 70 0 obj > endobj 71 0 obj > endobj 72 0 obj > endobj 73 0 obj > endobj 74 0 obj > endobj 75 0 obj > endobj 76 0 obj > endobj 77 0 obj > endobj 78 0 obj > endobj 79 0 obj > endobj 80 0 obj > endobj 81 0 obj > endobj 82 0 obj > endobj 83 0 obj > endobj 84 0 obj > endobj 85 0 obj > endobj 86 0 obj > endobj 87 0 obj > endobj 88 0 obj > endobj 89 0 obj > endobj 90 0 obj > endobj 91 0 obj > endobj 92 0 obj > endobj 93 0 obj > endobj 94 0 obj > endobj 95 0 obj > endobj 96 0 obj > endobj 97 0 obj > endobj 98 0 obj > endobj 99 0 obj > endobj 100 0 obj > endobj 11 0 obj >/ProcSet[/PDF/Text/ImageB/ImageC/ImageI]>>/StructParents 3/Type/Page>> endobj 114 0 obj >stream x[K6/0^er toA4Is^+Y/ReM”؝YEQG#=y8voN^^}y?ԝ.

)jwv$pǴ)Ht5rip #`l;IX}Fh-M%̭8QWRs+Of4>!y QI E5fQzsShA”,Y餉

Релейная защита электродвигателя

Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) на двигателях напряжением выше 1000В должны устанавливаться следующие устройства релейной защиты:

защита от междуфазных коротких замыканий;
защита от замыканий на землю;
защита от двойных замыканий на землю;
защита от перегрузки.

Для синхронных двигателей дополнительно требуется защита от асинхронного режима. Применяемые для этой цели виды релейной защиты зависят от мощности электродвигателей:

В качестве защиты от междуфазных КЗ при мощности двигателей до 5000 кВт применяется токовая отсечка, она может применяться и для двигателей большей мощности, не имеющих фазных выводов со стороны нейтрали двигателя. При двигателях большей мощности, а также, если токовая отсечка для двигателей меньшей мощности не удовлетворяет требованиям чувствительности, применяется дифференциальная защита при условии, что эти двигатели имеют выводы со стороны нейтрали.

В качестве защиты от замыканий на землю при токах замыкания более 5 А для двигателей более 2000 кВт и 10А для двигателей меньшей мощности применяется токовая защита нулевой последовательности, действующая на отключение. На линиях, питающих двигатели передвижных механизмов, защита от замыканий на землю, по соображениям электробезопасности, должна действовать на отключение независимо от величины тока замыкания на землю. На блоках трансформатор-двигатель защита от замыканий на землю действует на сигнал.

Для защиты от двойных замыканий на землю применяется токовая защита нулевой последовательности, действующая на отключение. Она применяется в тех случаях, когда зашита от замыканий на землю имеет выдержку времени. Ее применение обязательно, если защита от междуфазных КЗ выполняется в двухфазном варианте.

Защита от перегрузки требуется для двигателей, подверженных перегрузке по технологическим причинам, или с особо тяжелыми условиями пуска. Защиту от перегрузки можно выполнять с зависимой или независимой выдержкой времени. Она может действовать на разгрузку механизма по технологическим цепям или на сигнал – первая ступень и на отключение – вторая. Выдержка времени защиты от перегрузки при токе, равном пусковому току двигателя, выполняется большей времени его пуска. При таком выполнении защиты двигателя имеется значительный тепловой запас. Это дает возможность выполнить действие такой защиты от перегрузки на разгрузку механизма.

Согласно ПУЭ на двигателях мощностью менее 5000 кВт можно иметь токовую отсечку, токовую защиту от замыканий на землю, защиту от перегрузки. Существуют специальные защиты от перегрузки с зависимой от величины характеристикой, совпадающей с тепловой характеристикой.

Защита от асинхронного режима для синхронных двигателей может действовать по току перегрузки с независимой выдержкой времени. Для двигателей с ОКЗ более 1,0 может быть применена защита с зависимой характеристикой. Режим асинхронного хода сопровождается перегрузкой двигателя, и на него реагируют защиты от перегрузки. Простые токовые защиты могут срабатывать и возвращаться при колебаниях тока. Поэтому защиты от перегрузки в асинхронном режиме должны накапливать выдержку времени. Можно использовать две ступени защиты от перегрузки: ступень с меньшей выдержкой времени действует на ресинхронизацию, а с большей – на отключение.

Специальные защиты от потери возбуждения имеются в устройствах возбуждения крупных двигателей. Эти устройства целесообразно использовать для автоматической ресинхронизации. Для облегчения условий самозапуска, а также для предотвращения подачи несинхронного напряжения на возбужденные синхронные двигатели или заторможенные механизмы двигатели должны быть оборудованы защитой минимального напряжения. Эта защита может быть либо индивидуальной, либо групповой. В ряде случаев для ускорения подачи напряжения на шины или предотвращения подачи напряжения на двигатели автоматикой внешней сети синхронные двигатели могут быть дополнительно оборудованы зашитой по понижению частоты, так как они способны длительно поддерживать напряжение в сети.

Кроме перечисленных, обязательных функций защиты, специальные защиты для двигателей имеют дополнительные функции, использование которых улучшает условия эксплуатации двигателя. К ним относятся:

зашита от обрыва фазы;
ограничение количества пусков;
запрет пуска по времени прошедшего от предыдущего пуска;
зашита минимального тока или мощности;
заклинивание или затормаживание ротора.

Специальные устройства защиты двигателей могут работать не только с током и напряжением, но и с датчиками температуры.

У двигателей большой мощности существуют также технологические защиты, которые могут действовать на отключение двигателей; повышение температуры двигателя, его подшипников, прекращение смазки подшипников, циркуляция воздуха в системе охлаждения. Необходимость этих защит и предъявляемые к ним требования излагаются в заводской документации.

Токовая защита от многофазных замыканий в обмотке статора двигателя

Защиты от многофазных замыканий в обмотке статора должны срабатывать по возможности с минимальным временем. Для этой цели используется максимальная токовая защита с зависимой или независимой выдержкой времени. При этом для быстрого отключения при сверхтоках короткого замыкания используется токовая отсечка, отстраиваемая от максимального значения пускового тока в момент включения двигателя. Остальной диапазон возможных токов коротких замыканий перекрывается ступенями МТЗ с независимой (зависимой) выдержкой времени.

Функция динамического переключения параметров (уставок) защиты обеспечивает ее загрубление на определенное время (при включении электродвигателя после предшествующей паузы) и тем самым позволяет повысить чувствительность к коротким замыканиям. При этом генерируется сигнал наличия предшествующей паузы в подаче напряжения, и переключаются уставки МТЗ, чем обеспечивается блокировка защиты во время последующего пуска двигателя.

Дифференциальная защита электродвигателя

Дифференциальная защита применяется ка двигателях сравнительно большой мощности, а также в случаях, когда МТЗ к токовая отсечка не обеспечивают необходимую чувствительность к внутренним междуфазным коротким замыканиям, ввиду необходимости отстройки от пусковых токов.

Защита электродвигателя от замыканий на землю в обмотке статора

Защиты от замыканий на землю в обмотке статора зависят от вида заземления нейтрали сети. В сетях с большим током КЗ на землю (сеть с глухозаземленной нейтралью) применяется токовая защита, реагирующая на ток нулевой последовательности (3I₀). Так как ёмкость обмотки намного меньше ёмкости сети, можно использовать ненаправленные токовые защиты нулевой последовательности. В особых случаях, при соизмерительности ёмкости двигателя и электрической сети необходимо использование направленной токовой земляной защиты.

Защита электродвигателя по току обратной последовательности

Ток обратной последовательности (I₂) в обмотке статора возникает при несимметричном питании, при обрыве фазы обмотки статора, при несимметричном коротком замыкании. Как электрическая машина с вращающимся ротором, двигатель имеет значительно меньшее сопротивление для составляющих токов обратной последовательности. Поэтому составляющая тока обратной последовательности, возникающая в обмотке ротора и имеющая более высокую частоту ввиду обратного направления вращения относительно поля статора, приводит к увеличению тепловых потерь и разогреву двигателя. Принцип выполнения защиты основан на измерении симметричных составляющих рабочего тока.

Защита электродвигателя от снижения напряжения питания

Устойчивость работы двигателя зависит от значения и длительности снижения напряжения. Для этой цели используются защиты с контролем глубины снижения напряжения, которые могут иметь ступени по напряжению как с независимой выдержкой времени, так и с выдержкой времени, зависящей от глубины снижения напряжения. Данная защита должна автоматически выводиться из действия при отключении двигателя или при неисправности цепей напряжения.

Защита электродвигателя от тепловой перегрузки

Защита от тепловой перегрузки может быть выполнена на основе использования МТЗ с зависящей от тока выдержкой времени или на основе дифференциального уравнения нагрева двигателя.

Зашита электродвигателя от потери синхронизма

Традиционный способ выполнения защиты двигателя от потери синхронизма – фиксация периодических колебаний тока статора. Другим критерием может являться потребление синхронным двигателем в асинхронном режиме сравнительно большого тока с низким коэффициентом мощности (cosφ)

Консультации – Инженер по подбору | Основы защиты цепи двигателя

Цели обучения

Узнайте о различиях между электрической перегрузкой и перегрузкой по току.
Знайте, как выбрать устройство защиты двигателя от перегрузки.
Просмотрите, как выбрать устройство максимальной токовой защиты от короткого замыкания и замыкания на землю для цепей двигателя
Разберитесь, как правильно выбрать сечение проводов для двигателей..

NFPA 70: Статья 430 Национального электрического кодекса охватывает двигатели, включая их защиту от перегрузки, защиту от короткого замыкания и замыкания на землю, проводники, цепи управления, контроллеры, центры управления двигателями, средства отключения, системы привода с регулируемой скоростью (также известные как частотно-регулируемые приводы). ) и заземление. Эта статья основана на выпуске NEC 2017 года.

Часть III статьи 430 касается защиты двигателя и его цепи от перегрузки.Важно защитить электродвигатели, оборудование управления электродвигателями и проводники параллельных цепей электродвигателя от перегрузок электродвигателя и чрезмерного нагрева. Также очень важно, чтобы двигатель мог запускаться и работать по назначению.

NEC заявляет, что положения статьи 430 части III не применяются к цепям двигателей с номинальным напряжением более 1000 вольт. В этой статье рассматриваются типичные двигатели с напряжением ниже 1000 вольт.

Перегрузка двигателя в зависимости от перегрузки по току

Важно понимать разницу между перегрузкой и перегрузкой по току.

Перегрузка по току – это когда ток превышает номинальный ток двигателя или допустимую нагрузку на его проводники. Это может быть из-за перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю.

Перегрузка – это когда работа двигателя при превышении его нормальной номинальной полной нагрузки сохраняется в течение достаточно долгого времени, что может вызвать повреждение или перегрев двигателя. Короткое замыкание или замыкание на землю не считается состоянием перегрузки. Защита от перегрузки защищает двигатель от возгорания.

Защита двигателя от перегрузки не предназначена или не может остановить токи короткого замыкания или замыкания на землю.Неисправность не является перегрузкой, как указано в определениях статьи 100 NEC. Однако перегрузка считается перегрузкой по току.

Короткое замыкание – это непреднамеренное электрическое соединение между любыми двумя нормально токоведущими проводниками электрической цепи, например, между фазой и нейтралью или между фазой и линией.

Замыкание на землю – это непреднамеренное электрически проводящее соединение между незаземленным проводником электрической цепи и обычно не токоведущими проводниками, металлическими дорожками качения или кожухами оборудования или землей.Во время замыкания на землю на металлических частях могут присутствовать опасные напряжения до тех пор, пока не сработает устройство защиты от перегрузки по току, такое как предохранитель или автоматический выключатель.

NEC также заявляет, что положения не требуют защиты двигателя от перегрузки, если потеря мощности может привести к потенциальной опасности для жизни, например, с пожарным насосом.

Защита двигателя от перегрузки

Ток полной нагрузки двигателя используется для определения защиты от перегрузки. Этот FLA указан на паспортной табличке оборудования.Примеры устройств защиты от перегрузки включают предохранители и автоматические выключатели, а также пускатели двигателей с реле (ами) перегрузки или твердотельный контроллер / пускатель двигателя.

NEC 430.32 состояний для двигателей непрерывного режима с коэффициентом эксплуатации 1,15 или более на паспортной табличке или с превышением температуры на паспортной табличке 40 ° C должно иметь устройство защиты от перегрузки, рассчитанное не более чем на 125% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке (FLA). .

Двигатели, работающие в непрерывном режиме, обычно имеют продолжительную нагрузку, при которой ток FLA достигается в течение трех часов или более.

Типичной защитой от перегрузки могут быть предохранители или автоматические выключатели, если они применяются должным образом. При выборе устройства защиты от перегрузки, если в результате расчетов получается нестандартный номинальный ток для автоматического выключателя или предохранителя, инженер должен использовать следующий меньший размер. Стандартные размеры предохранителей и автоматических выключателей можно найти в NEC 240,6 (A).

Все остальные двигатели, кроме двигателей с паспортной табличкой 1,15 или более или с превышением температуры на паспортной табличке 40 ° C, должны иметь устройство защиты от перегрузки, рассчитанное не более чем на 115% от FLA двигателя.

Пример расчета размера устройства защиты двигателя от перегрузки:

Паспортная табличка двигателя имеет коэффициент использования 1,15 и номинальный ток 24,5 ампер.

NEC заявляет, что это устройство защиты от перегрузки должно иметь размер не более 125% от FLA двигателя для двигателей с коэффициентом эксплуатации 1,15 или более.

24,5 ампер x 1,25 = 30,625 ампер

Используйте устройство защиты от перегрузки с номиналом 30 ампер, потому что номинальное значение не может превышать 125% от FLA. Это устройство защиты от перегрузки может быть предохранителем или автоматическим выключателем.

Рис. 1: Освещение приемной зоны спортивного института Джеймсон Крейн Университета штата Огайо управляется по отдельной цепи. Предоставлено: Metro CD Engineering

Максимальная токовая защита двигателя

Часть IV статьи 430 NEC перечисляет требования к максимальной токовой защите двигателя. Это включает защиту от короткого замыкания и замыкания на землю для двигателя, оборудования управления двигателем и проводов.

Статья 430.52 устанавливает требование, чтобы устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю в параллельной цепи двигателя могло выдерживать пусковой ток двигателя.Обычно, когда напряжение сначала подается на асинхронный двигатель, требуется большой пусковой пусковой ток. Когда двигатель начинает достигать номинальной скорости, ток двигателя достигает значения FLA.

В таблице 430.52 NEC приведены максимальные номинальные значения или настройки устройств защиты от короткого замыкания в параллельной цепи двигателя и замыкания на землю. В таблице перечислены типы двигателей (однофазные, многофазные двигатели переменного тока, кроме двигателей с фазным ротором, с короткозамкнутым ротором – кроме энергоэффективных двигателей конструкции B, синхронные, с фазным ротором и постоянного тока / постоянного напряжения).В таблице также указаны для каждого типа двигателя процентное значение тока полной нагрузки для различных устройств защиты от замыканий на землю и защиты от замыканий на землю: плавкие предохранители без выдержки времени, двухэлементные предохранители (с выдержкой времени), автоматический выключатель мгновенного срабатывания и автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени.

В этом примере расчета показано, как определить размер устройства защиты двигателя от короткого замыкания и замыкания на землю.

Определите размер обратного выключателя и сечение проводника для однофазного двигателя мощностью 5 лошадиных сил, 230 В, с клеммами 75 ° C.

Сначала перейдите к Таблице 430.52 и найдите строку с «однофазными двигателями». Затем перейдите к столбцу «прерыватель с обратнозависимой выдержкой времени». Там вы найдете «250», что означает «250% от тока полной нагрузки».

Инженер-электрик может не иметь доступа к паспортной табличке двигателя на этапе проектирования, чтобы определить FLA для двигателя. Для определения FLA необходимо связаться с производителем. Если FLA по-прежнему недоступен, инженер должен обратиться к таблице 430.248 NEC, в которой указан ток полной нагрузки в амперах для однофазных двигателей.Например: 5 лошадиных сил при 230 вольт – это 28 ампер.

28 ампер x 2,50 (это 250% тока полной нагрузки из таблицы 430.52) = 70 ампер.

Автоматический выключатель на 70 А имеет стандартный размер, поэтому его размер должен соответствовать максимальному устройству защиты от перегрузки по току для этого двигателя мощностью 5 лошадиных сил.

Если расчет для защитного устройства не соответствует стандартному типоразмеру автоматического выключателя, то можно использовать устройство защиты от сверхтока следующего более высокого номинала. Это объяснение содержится в статье 430.52 (C) (1) Исключение 1. Дополнительные исключения см. В этой статье NEC.

Минимальный размер проводов двигателя определяется статьей 430.22. Это означает, что проводники для одного двигателя рассчитаны не менее чем на 125% от тока полной нагрузки, указанного в таблице, а не на ток, указанный на паспортной табличке.

Из таблицы 430.248 используйте значения 28 ампер, полученные выше.

28 ампер x 1,25 (125% от полной нагрузки) = 35 ампер.

Воспользуйтесь таблицей 310.15 (b) (16) NEC, чтобы найти правильный размер проводника для меди, 75 ° C, тип THWN.Для 35 ампер это размер проводника 10 AWG.

Обратите внимание, что максимальная токовая защита устройства составляет 70 ампер, а сечение проводников – # 10 AWG. В этом примере максимальная токовая защита для цепи двигателя может быть больше допустимой допустимой нагрузки проводов. Это то, с чем часто сталкиваются многие инженеры. Идея состоит в том, чтобы сечение проводника соответствовало размеру устройства защиты от сверхтока. NEC позволяет устройству защиты от перегрузки по току превышать номинал проводов, чтобы учесть пусковой ток двигателя.

NEC позволяет использовать одно устройство максимальной токовой защиты от перегрузки двигателя, короткого замыкания в ответвлении двигателя и замыканий на землю. Статья 430.55 «Комбинированная защита от перегрузки по току» устанавливает, что одиночное устройство защиты от перегрузки по току должно соответствовать требованиям статьи 430.32.

Частотные приводы и системы регулируемых приводов

VFD – это тип системы привода с регулируемой скоростью. ЧРП становятся все более распространенными на коммерческих и промышленных объектах. Частотно-регулируемые приводы могут обеспечить экономию энергии по сравнению с двигателями с постоянной скоростью.

NEC Статья 430 Часть X касается систем привода с регулируемой скоростью. Большинство частотно-регулируемых приводов имеют собственное устройство защиты от перегрузки, короткого замыкания и замыкания на землю.

Если частотно-регулируемый привод не имеет собственного защитного устройства, то для определения номинальных характеристик этих устройств следует использовать NEC 430.32 и 430.52.

Цепь защиты освещения

NEC считает, что освещение является постоянной нагрузкой. Это нагрузка, при которой максимальный ток составляет три часа или более.

Статья 410 NEC касается освещения. Однако в статье 210.19 рассматривается размер световодов, поскольку большинство осветительных приборов работают непрерывно в течение трех часов или более. 210,9 (A) (1) – для ответвленной цепи освещения не более 600 вольт. 210.19 (A) (1) (a) указывает, что когда параллельная цепь обеспечивает постоянную нагрузку, минимальный размер проводника ответвленной цепи должен составлять не менее 125% от продолжительной нагрузки.

Например, инженер-электрик проектирует освещение для нового учреждения спортивной медицины.Инженер определяет количество встраиваемых светодиодных осветительных приборов в зоне приема и ожидания, которые могут быть подключены к автоматическому выключателю на 120 вольт и 20 ампер, который не на 100% полностью рассчитан.

Автоматический выключатель, рассчитанный на 100%, может выдерживать ток, указанный в его номинале, для длительных нагрузок. Типичный автоматический выключатель рассчитан на 80% тока, указанного на выключателе для длительных нагрузок. Например, типичный автоматический выключатель на 20 ампер (не полностью рассчитанный на 100%) может выдерживать постоянные нагрузки 16 ампер, что составляет 80% от 20 ампер.

Управление декоративными осветительными приборами должно осуществляться по отдельной цепи (см. Рисунок 1). Осветительные приборы следует оставлять включенными непрерывно примерно на 16 часов каждый день. Каждая встраиваемая банка светильника на открытой офисной территории составляет 28 Вт.

NEC Статья 210.19 (A) (1) (a) гласит, что длительные нагрузки должны иметь размеры проводников параллельной цепи не менее 125% от продолжительной нагрузки. Если ответвленная цепь имеет постоянные нагрузки или любую комбинацию непрерывных и прерывистых нагрузок, минимальный размер проводника ответвленной цепи должен иметь допустимую нагрузку не менее прерывистой нагрузки плюс 125% продолжительной нагрузки.

Расчет: Типовой автоматический выключатель на 20 А рассчитан на 16 А. При постоянной световой нагрузке 16 ампер / 1,25 (125%) = 12,8 ампер. Это означает, что для осветительных нагрузок в этой цепи доступно 12,8 А.

28 Вт необходимо преобразовать в вольт-амперы для этого расчета. Светодиодные источники света обычно имеют коэффициент мощности от 0,65 до 0,95. Для этого расчета мы будем использовать коэффициент мощности 0,85.

28 Вт / 0,85 = 32,9 вольт-ампер; это означает, что на каждый встраиваемый светодиодный осветительный прибор используется 32.9 вольт-ампер.

Для определения максимального количества этих светодиодных осветительных приборов, разрешенных в цепи:

120 вольт x 12,8 ампер = 1536 вольт-ампер; это максимально допустимый ток в цепи.

1536 вольт-ампер / 32,9 вольт-ампер = 46,7 светодиодных осветительных приборов; 46 светильников – это максимальное количество встраиваемых светодиодных светильников в этой цепи.

Одна проблема, о которой инженеры-электрики могут не знать, – это пусковой ток для светодиодных источников света.Когда светодиодные источники света включены, может возникнуть большой бросок тока. Этот большой пусковой ток может привести к срабатыванию автоматического выключателя или срабатыванию предохранителя. Инженер должен определить, может ли пусковой ток и его продолжительность отключить автоматический выключатель.

В технических характеристиках светодиодного источника света может быть указано что-то вроде этого: «Для защиты от пускового тока следует использовать плавкий предохранитель с задержкой срабатывания или автоматический выключатель типа C / D». Типичный автоматический выключатель типа C имеет минимальную уставку срабатывания, в 5-10 раз превышающую номинальный ток.Типичный автоматический выключатель типа D имеет минимальную уставку срабатывания, в 10-20 раз превышающую номинальный ток.

NEC Статья 411 содержит системы освещения низкого напряжения. Это для систем освещения, работающих от напряжения не более 30 вольт переменного тока или 60 вольт постоянного тока. Обычные низковольтные системы включают в себя некоторое освещение дорожек и распространены в коммерческих зданиях, музеях, ландшафтном дизайне и т. Д.

Низковольтные осветительные системы обычно имеют источник питания, осветительные приборы и другое сопутствующее оборудование, такое как дорожка для освещения дорожки.

Статья 411.7 NEC гласит, что низковольтные системы освещения могут питаться от ответвленной цепи с максимальным током 20 А.

Защита электродвигателей и систем освещения входит в компетенцию NEC. Двигатели могут использоваться в системах жизнеобеспечения, таких как лифты, системы дымоудаления и т. Д. Системы освещения могут включать аварийное освещение для выхода людей из здания.

Статья 430 NEC касается двигателей. Инженер-электрик должен правильно рассчитать устройство защиты от перегрузки и устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю для двигателя.

Статья 410 NEC касается освещения. Освещение считается постоянной нагрузкой, и это необходимо учитывать при проектировании схемы защиты

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ТОКА ДЛЯ УСТАНОВКИ ДВИГАТЕЛЯ: ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

В этом месяце колонка посвящена максимальной токовой защите проводников в цепях двигателя и контроллера, а также защите двигателей от перегрузки – вопросам, о которых спрашивали многие подписчики нашей онлайн-функции «Кодовый вопрос дня». ВОПРОС: Требуется ли, чтобы проводники параллельной цепи двигателя были рассчитаны на 125 процентов от тока полной нагрузки двигателя (FLC), чтобы выдерживать пусковой ток двигателя? ОТВЕТ: Нет.Пусковой или пусковой ток двигателя, который также называется «током заторможенного ротора», присутствует только в период ускорения в момент запуска двигателя. Пусковой ток быстро уменьшается, когда двигатель начинает вращаться. Максимальная токовая защита в параллельной цепи двигателя, рассчитанная по Таблице 430-152, легко справляется с этими токами в пределах ограничений проводников параллельной цепи двигателя. Эти устройства защиты от перегрузки по току в параллельной цепи двигателя могут иметь размер, намного превышающий номинальную допустимую нагрузку проводов параллельной цепи двигателя.Они также способны защищать проводники параллельной цепи двигателя от токов короткого замыкания или замыкания на землю из-за величины токов, столь быстро возникающих при таких типах повреждений. Почему проводники параллельной цепи двигателя рассчитаны на 125% от тока полной нагрузки двигателя? См. Следующий вопрос. ВОПРОС: Почему сечение проводников параллельной цепи двигателя составляет 125 процентов от FLC двигателя? ОТВЕТ: Проводники параллельной цепи двигателя защищены от токов короткого замыкания и замыкания на землю устройствами максимального тока параллельной цепи, но эти устройства не защищают проводники от условий перегрузки.В соответствии с Разделом 430-32 (a) (1) устройства защиты двигателя от перегрузки, которые обычно расположены в контроллере двигателя, могут иметь размер в соответствии с отмеченным «коэффициентом эксплуатации» двигателя. Эти значения обычно составляют 115 или 125 процентов от FLC двигателя. Есть исключения из этого, как показано в Разделе 430-32 (a) (2). Если двигатель может выдерживать до 125 процентов FLC двигателя, то мы защищаем проводники параллельной цепи, рассчитывая их также на 125 процентов от FLC двигателя. ВОПРОС: Что такое коэффициент использования двигателя и что они означают «отмеченный коэффициент службы»? ОТВЕТ: Фактор обслуживания – это запас прочности.Когда производитель вводит в двигатель коэффициент полезного действия, это означает, что двигатель может развивать ток, превышающий его номинальный, без ущерба для самого себя. Например, двигатель мощностью 10 л.с. с эксплуатационным коэффициентом 1,15 может развить ток, эквивалентный 11,5 л.с., без повреждения изоляции обмотки двигателя. Национальный электротехнический кодекс (NEC) в Разделе 430-32 (a) (1) позволяет двигателю с коэффициентом обслуживания 1,15 использовать защиту от перегрузки 125%. Это позволяет двигателю работать с номинальной мощностью до 15 процентов выше его нормальной мощности, не вызывая срабатывания защиты от перегрузки.ВОПРОС: Меня беспокоит размер проводки двигателя и защита от перегрузки по току. Почему мы можем перегореть двигатель с помощью Таблицы 430-152? ОТВЕТ: В таблице 430-152 не указывается максимальная токовая защита двигателей. Эта таблица, как указано в заголовке, обеспечивает процентное соотношение FLC двигателей, чтобы установить «Максимальный номинал или настройку устройств защиты от короткого замыкания и замыкания на землю в ответвленной цепи двигателя». Эти устройства максимального тока (предохранители или автоматические выключатели) защищают проводники, питающие двигатель, от сверхтоков, вызванных коротким замыканием или замыканием на землю.Они не предназначены для защиты обмоток двигателя. Проводники параллельной цепи двигателя защищены от условий перегрузки с помощью защиты двигателя от перегрузки, указанной в Разделе 430-32. Ключ к пониманию защиты проводов и двигателя заключается в понимании значения замыкания на землю, короткого замыкания и перегрузки. См. Следующий вопрос. ВОПРОС: Меня смущают термины «защита от короткого замыкания в параллельной цепи двигателя и защита от замыканий на землю» и «перегрузка». Вы можете мне это прояснить? ОТВЕТ: Проводники параллельной цепи двигателя защищены от двух возможных проблем: (1) короткого замыкания и замыкания на землю и (2) перегрузки.Сначала приведем несколько определений по порядку. Короткое замыкание: два или более проводника противоположной полярности, контактирующие друг с другом с относительно низким сопротивлением между ними, или контакт между ними за пределами нагрузки. Замыкание на землю: один или несколько незаземленных проводов контактируют с заземленным проводом или заземленной поверхностью. Перегрузка: эксплуатация оборудования или проводника со значением тока, превышающим его номинальную допустимую нагрузку, что может привести к повреждению или опасному перегреву.Неисправность, такая как короткое замыкание или замыкание на землю, не является перегрузкой. Это условия, от которых мы должны защищать проводники параллельной цепи двигателя. Защита проводов от короткого замыкания и замыкания на землю описана в Разделе 430-52. Первое правило: «Устройство защиты от короткого замыкания двигателя и замыкания на землю должно выдерживать пусковой ток двигателя». Раздел 430-52 отсылает нас к Таблице 430-152, которая, в зависимости от типа двигателя и типа используемого устройства максимального тока, допускает максимальный процент тока полной нагрузки, который может использоваться для определения размера устройства максимального тока.Это устройство защиты от сверхтоков может быть либо предохранителем, либо автоматическим выключателем. При коротких замыканиях и замыканиях на землю возникает ток большой величины, который быстро размыкает устройство максимального тока, размер которого соответствует таблице 430-152. Защита от перегрузки для проводов параллельной цепи двигателя обеспечивается устройствами защиты двигателя, которые также защищают обмотки двигателя от состояния перегрузки. Эти устройства защиты от перегрузки расположены в контроллере мотора или являются его неотъемлемой частью. Их размеры соответствуют разделам 430-32.Поскольку эти устройства защиты от перегрузки могут иметь размер до 125 процентов от тока полной нагрузки двигателя, раздел 430-22 требует, чтобы проводники параллельной цепи также были рассчитаны на 125 процентов от FLC двигателя. Шесть шагов к базовой установке двигателя Предположим, что трехфазный двигатель на 208 В мощностью 10 л.с.с буквенным обозначением F и эксплуатационным коэффициентом 1,15. Электродвигатель будет питаться от распределительной панели в 60 футах от места расположения электродвигателя. Двигатель будет запускаться вручную с помощью кнопки старт-стоп на крышке контроллера мотора, а кнопка дистанционного останова будет расположена в 50 футах от контроллера мотора.Контроллер мотора будет расположен рядом с двигателем и будет содержать устройства защиты двигателя от перегрузки. Шаг № 1: Определите FLC двигателя. Национальный электротехнический кодекс в разделе 430-6 требует, чтобы для определения FLC двигателей использовались таблицы с 147 по 430-150, а не номинальные характеристики на паспортной табличке. Таблица 430-150 охватывает трехфазные двигатели переменного тока, и, используя эту таблицу, мы находим, что двигатель мощностью 10 л.с. 208 В имеет FLC 30,8 ампер. Шаг № 2: Определите сечение проводов параллельной цепи двигателя.Раздел 430-22 требует, чтобы проводники параллельной цепи, питающие один двигатель, имели допустимую нагрузку не менее 125 процентов от номинала FLC. 30,8 ампер x 1,25 = 38,5 А Шаг № 3: Определите номинал предохранителя (сдвоенного элемента), который будет использоваться в качестве защиты от короткого замыкания в параллельной цепи двигателя и замыкания на землю. Раздел 430-52 ссылается на Таблицу 430-152, где указаны максимальные номинальные значения или настройки устройств защиты от короткого замыкания в параллельной цепи двигателя и замыкания на землю. 30,8 ампер х 1,75 = 53,9 А. Разделы 430-52 и Раздел 240-6, следующий более высокий стандартный размер (60A).Шаг № 4: Определите номинальные параметры, необходимые для выключателя двигателя. Раздел 430-110 требует, чтобы средства отключения двигателя имели номинальный ток не менее 125 процентов от номинального тока двигателя FLC. 30,8 ампер x 1,15 = 35,42 А (требуется разъединитель на 60 А) Раздел 430-102 требует, чтобы средства отключения располагались в зоне видимости с места расположения контроллера. «Видимость» определяется как видимая на расстоянии не более 50 футов от другого. Шаг № 5: Определите требуемую защиту двигателя и параллельной цепи от перегрузки.Раздел 430-32 требует отдельного устройства защиты от перегрузки, которое реагирует на ток двигателя, или встроенного в двигатель термозащитного устройства, которое предотвратит перегрев двигателя из-за перегрузки или отказа при запуске. В нашей установке устройства защиты двигателя от перегрузки будут находиться в контроллере двигателя. Для двигателей с коэффициентом эксплуатации не менее 1,15 Раздел 430-32 (a) (1) допускает 125% FLC двигателя для устройства защиты двигателя от перегрузки. 30,8 ампер x 1,25 = 38,5 А Если выбранного реле перегрузки недостаточно для запуска двигателя или выдерживания нагрузки, разрешается использовать реле перегрузки следующего более высокого размера при условии, что ток срабатывания реле перегрузки не превышает процентное значение FLC двигателя, указанное в разделе 430-34.Для двигателя с коэффициентом эксплуатации не менее 1,15 можно использовать 140 процентов. 30,8 ампер x 1,40 = 43,12 А Шаг № 6: Определите требования к максимальной токовой защите цепи управления двигателем. Раздел 430-72 описывает эти требования. Цепь управления двигателем простирается за пределы контроллера двигателя до кнопки дистанционного останова. Раздел 430-72 (b) Исключение № 2 разрешает защиту цепи управления двигателем с помощью защитного устройства параллельной цепи, если оно не превышает значения, указанного в столбце C Таблицы 430-72 (b).Устройство защиты от перегрузки по току в параллельной цепи, используемое в этой установке, рассчитано на 60 ампер, и если для проводов цепи управления двигателем используются медные проводники № 12, то они должны считаться защищенными устройством максимальной токовой защиты параллельной цепи, и дополнительная защита от перегрузки по току не требуется. . Буквы кода, нанесенные на паспортные таблички двигателя, обозначают ввод двигателя с заблокированным ротором и должны соответствовать таблице 430-7 (b). Большинство двигателей рассчитаны на длительный режим работы и могут работать неограниченно долго при номинальной нагрузке.Во время запуска двигатель потребляет большой ток. Этот «пусковой» ток может в 4-10 раз превышать ток полной нагрузки двигателя. Таблица 430-152 позволяет процентное увеличение FLC, чтобы двигатель мог быть успешно запущен при сохранении полной защиты от перегрузки по току. TROUT был подрядчиком в области электротехники в течение многих лет и в настоящее время связан с Maron Electric Co., Скоки, Иллинойс. Он является председателем Национальной комиссии по разработке электрических кодов № 12, членом комитета по кодам и стандартам NECA и член Западной секции Международной ассоциации электротехнических инспекторов.

Расчеты двигателей

Часть 1: Двигатели и проводники ответвлений

Благодарим вас за посещение одной из наших самых популярных классических статей. Если вы хотите получить обновленную информацию по этой теме, ознакомьтесь с недавно опубликованной статьей

Motor Calculations – Part 1 .

Наилучшим методом обеспечения максимальной токовой защиты для большинства цепей является использование автоматического выключателя, сочетающего защиту от перегрузки по току с защитой от короткого замыкания и замыкания на землю.Однако обычно это не лучший выбор для двигателей. За редкими исключениями, наилучшим методом обеспечения максимальной токовой защиты в этих случаях является отделение устройств защиты от перегрузки от устройств защиты от короткого замыкания и замыкания на землю ( Рис. 1 ).

Устройства защиты двигателя от перегрузки, такие как нагреватели, защищают двигатель, оборудование управления двигателем и проводники параллельной цепи от перегрузки двигателя и, как следствие, чрезмерного нагрева (430.31). Они не обеспечивают защиты от коротких замыканий или токов замыкания на землю.Это работа выключателей ответвлений и фидеров, которые не обеспечивают защиту двигателя от перегрузки. Такая компоновка отличает расчеты двигателя от расчетов, используемых для других типов нагрузок. Давайте посмотрим, как применять ст. 430, начиная с мотора.

Защита от перегрузки. Устройства защиты двигателя от перегрузки часто встроены в пускатель двигателя. Но вы можете использовать отдельное устройство защиты от перегрузки, такое как двухэлементный предохранитель, который обычно находится рядом с пускателем двигателя, а не с выключателем питания.

Рис. 1. Защита от перегрузки по току обычно достигается путем отделения защиты от перегрузки от устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю.

Если вы используете предохранители, вы должны предоставить по одному на каждый незаземленный провод (430,36 и 430,55). Таким образом, для трехфазного двигателя требуется три предохранителя. Имейте в виду, что эти устройства находятся на стороне нагрузки в ответвленной цепи и не обеспечивают защиты от короткого замыкания или замыкания на землю.

Двигатели мощностью более 1 л.с. без встроенной тепловой защиты и двигатели мощностью 1 л.с. или менее, которые запускаются автоматически [430.32 (C)] должно иметь устройство защиты от перегрузки, размер которого соответствует номинальному току двигателя, указанному на паспортной табличке [430,6 (A)]. Размер устройств защиты от перегрузки не должен превышать требований 430.32. Двигатели с номинальным коэффициентом эксплуатации (SF), указанным на паспортной табличке, равным 1,15 или более, должны иметь устройство защиты от перегрузки, рассчитанное не более чем на 125% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке.

Рис. 2. При работе с двигателями с коэффициентом эксплуатации 1,15 или выше размер устройства защиты от перегрузки не должен превышать 125% от номинала двигателя, указанного на паспортной табличке.

Давайте посмотрим на Рис. 2 и проработаем пример расчета.

Пример № 1 : Предположим, вы используете двухэлементный предохранитель для защиты от перегрузки. Предохранитель какого размера вам нужен для однофазного двигателя мощностью 5 л.с., 230 В с эксплуатационным коэффициентом 1,16, если номинальный ток двигателя, указанный на паспортной табличке, составляет 28 А?

(а) 25А
(в) 35А
(б) 30А
(г) 40А

Размер защиты от перегрузки должен соответствовать номинальному току двигателя, указанному на паспортной табличке [430,6 (A), 430.32 (А) (1) и 430,55].

Также необходимо учитывать еще один фактор: превышение температуры на паспортной табличке. Для двигателей с номинальной температурой, указанной на паспортной табличке, не более 40 ° C, размер устройства защиты от перегрузки не должен превышать 125% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке. Таким образом, 28A × 1,25 = 35A [240,6 (A)]

Рис. 3. Определите размер устройства защиты двигателя от перегрузки с номинальным значением превышения температуры, указанным на паспортной табличке, на 40 ° C или менее при не более 125% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке.

Давайте посмотрим на рис.3 и проработайте еще один пример задачи.

Пример № 2 : Опять же, предположим, что вы используете двухэлементный предохранитель для защиты от перегрузки. Предохранитель какого размера вам нужен для 3-фазного двигателя мощностью 50 л.с., 460 В с повышением температуры до 39 ° C и номинальным током, указанным на паспортной табличке двигателя, 60 А (FLA)?

(а) 40А
(в) 60А
(б) 50А
(г) 70А

Защита от перегрузки соответствует номинальному току двигателя, указанному на паспортной табличке, а не номинальному току полной нагрузки двигателя (FLC).Таким образом, 60А × 1,25 = 75А. Защита от перегрузки не должна превышать 75A, поэтому вам необходимо использовать двухэлементный предохранитель на 70A [240,6 (A) и 430,32 (A) (1)].

Двигатели, которые не имеют номинального эксплуатационного фактора 1,15 или выше или рейтинга превышения температуры 40 ° C и менее, должны иметь устройство защиты от перегрузки, рассчитанное не более чем на 115% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке (430,37).

Рис. 4. См. Таблицу 310.16 при выборе проводника подходящего размера для обслуживания одиночного двигателя.

Расчет проводов ответвительной цепи. Проводники ответвленной цепи, обслуживающие один двигатель, должны иметь допустимую нагрузку не менее 125% от FLC двигателя, как указано в таблицах 430.147–430.150 [430,6 (A)]. Вы должны выбрать размер проводника из Таблицы 310.16 в соответствии с номинальной температурой клемм (60 ° C или 75 ° C) оборудования [110,14 (C)]. Давайте подкрепим эту концепцию, проработав пример расчета. См. Рис. 4 .

Пример № 3 : Провод THHN какого сечения вам нужен для однофазного двигателя мощностью 2 л.с., 230 В?

(a) 14 AWG
(c) 10 AWG
(b) 12 AWG
(d) 8 AWG

Давайте рассмотрим решение:

Шаг 1: Размер проводника не менее 125% FLC двигателя

Шаг 2: Таблица 430.148 показан FLC мощностью 2 л.с., 230 В, однофазный, как 12A

Шаг 3: 12A × 1,25 = 15A

Шаг 4: Согласно таблице 310.16, вам необходимо использовать 14 AWG THHN номиналом 20 А при 60 ° C

Минимальный размер проводника, разрешенный NEC для проводки в зданиях, – 14 AWG [310,5]. Однако местные нормы и правила и многие промышленные предприятия требуют, чтобы провод сечением 12 AWG использовался как наименьший провод ответвления. Таким образом, в этом примере вам может потребоваться использовать 12 AWG вместо 14 AWG.

Инжир.5. Устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю предназначены для быстрого нарастания тока, кратковременных событий. С другой стороны, устройства защиты от перегрузки предназначены для длительных ситуаций с низкой скоростью тока.

Защита параллельных цепей от коротких замыканий и замыканий на землю. Устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю защищают двигатель, аппаратуру управления двигателем и проводники от коротких замыканий или замыканий на землю. Они не защищают от перегрузки (430.51) ( Рис.5 ).

Устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю, необходимое для цепей двигателя, не относится к типу, необходимому для персонала (210,8), фидеров (215,9 и 240,13), служб (230,95) или временной проводки для розеток (527,6).

Согласно 430,52 (C), вы должны определить размер защиты от короткого замыкания и замыкания на землю для параллельной цепи двигателя – за исключением тех, которые обслуживают моментные двигатели – так, чтобы они не превышали процентные значения, указанные в Таблице 430.52.

При значении устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю, которое вы найдете в таблице 430.52 не соответствует стандартному номиналу или настройке устройств защиты от сверхтоков, перечисленным в 240,6 (A), используйте устройство защиты следующего более высокого размера [430,52 (C) (1) Ex. 1].

Это заявление остановило вас? Вам это кажется неправильным? Это обычная реакция, но помните, что двигатели отличаются от других компонентов системы. Устройства защиты двигателя от перегрузки, такие как нагреватели и предохранители, защищают двигатель и другие элементы от перегрузки. Защита от короткого замыкания и замыкания на землю не обязана выполнять эту функцию.Таким образом, увеличение размера не повредит защите. Занижение размера предотвратит запуск двигателя.

Используйте следующий двухэтапный процесс, чтобы определить, какой процент из таблицы 430.52 следует использовать для определения размера устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю в ответвленной цепи двигателя.

Шаг 1: Найдите тип двигателя в Таблице 430.52.

Шаг 2: Выберите процентное значение из таблицы 430.52 в соответствии с типом устройства защиты, например, без выдержки времени (одноразовый), двухэлементный предохранитель или автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени.Не забудьте при необходимости использовать устройство защиты следующего более высокого размера.

Давайте посмотрим, справитесь ли вы с этой концепцией с помощью короткой викторины. Какое из следующих утверждений верно? Используйте Таблицу 430.52, чтобы найти числа.

Защита от короткого замыкания в параллельной цепи (плавкий предохранитель без выдержки времени) для однофазного двигателя мощностью 3 л.с., 115 В, не должна превышать 110 А.
Защита от короткого замыкания в параллельной цепи (двухэлементный предохранитель) для однофазного двигателя мощностью 5 л.с., 230 В, не должна превышать 50 А.
Защита параллельной цепи от короткого замыкания (автоматический выключатель) для трехфазного синхронного двигателя мощностью 25 л.с., 460 В, не должна превышать 70 А.

Давайте рассмотрим каждый вопрос индивидуально. Мы будем ссылаться на 430.53 (C) (1) Ex. 1 и в таблице 430.52.

Согласно таблице 430.148, 34A × 3,00 = 102A. Следующий размер – 110А. Так что это правда.
Согласно таблице 430.148, 28A × 1,75 = 49A. Следующий размер – 50А. Так что это тоже правда.
По таблице 430.150, 26A × 2,50 = 65A. Следующий размер – 70А. Это тоже правда.

Помните следующие важные принципы:

Размер проводов должен быть равен 125% FLC двигателя [430,22 (A)].
Вы должны рассчитать перегрузку не более чем от 115% до 125% номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке, в зависимости от условий [430.32 (A) (1)].
Размер устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю должен составлять от 150% до 300% FLC двигателя [Таблица 430.52].

Если вы сложите все три из них вместе, вы увидите, что допустимая нагрузка проводника ответвленной цепи (125%) и устройство защиты от короткого замыкания на землю (от 150% до 300%) не связаны между собой.

Этот последний пример должен помочь вам понять, обращали ли вы внимание.

Рис. 6. Хотя этот пример может беспокоить некоторых людей, проводники THHN 14 AWG и двигатель защищены от перегрузки по току с помощью устройства защиты от перегрузки 16A и устройства защиты от короткого замыкания 40A.

Пример № 4 : Верно ли какое-либо из следующих утверждений для двигателя мощностью 1 л.с., 120 В, номинальный ток на паспортной табличке 14 А? См. Рис. 6 .

(a) Разветвительные проводники могут иметь диаметр 14 AWG THHN.

(b) Защита от перегрузки от 16,1 А.

(d) Все это правда.

Просматривая каждую из них, вы можете увидеть:

(а) Сечение проводников соответствует 430.22 (А): 16А × 1,25 = 20А; Для таблицы 310.16 требуется 14 AWG при 60 ° C.

(b) Согласно 430,32 (A) (1), защита от перегрузки имеет следующие размеры: 14A (заводская табличка) × 1,15 = 16,1A.

(c) Защита от короткого замыкания и замыкания на землю определяется на основе 430,52 (C) (1): 16A × 2,50 = 40A автоматического выключателя.

Следовательно, все три утверждения верны.

Устройство защиты от перегрузки 16 А защищает проводники 14 AWG от перегрузки по току, а устройство защиты от короткого замыкания 40 А защищает их от короткого замыкания.Этот пример иллюстрирует иногда сбивающий с толку факт, что при расчете двигателя вы фактически рассчитываете защиту от перегрузки по току и защиты от короткого замыкания отдельно.

Расчеты двигателей долгое время были источником путаницы и ошибок для многих. Понимание того, что отличает эти расчеты, должно помочь вам каждый раз правильно выполнять расчеты двигателя. В следующем месяце мы рассмотрим размер фидеров двигателя в Части 2.

【Защита двигателя】 # 6 Способы защиты двигателя от воздействия специалиста

Защита электродвигателей – Для защиты электродвигателей используются различные защитные устройства.Двигатели используются на разных уровнях в различных приложениях. Асинхронные двигатели широко используются на бытовом, промышленном и коммерческом уровне. В промышленных установках используются асинхронные двигатели различных категорий. Большие промышленные двигатели дороги, поэтому защита двигателя является важным параметром. Для защиты двигателей используются различные блоки защиты двигателя. Защита двигателя была разделена на различные категории в зависимости от режима работы двигателя. Ниже рассматриваются различные категории защиты двигателя.

Защита от перегрузки:

Защита от перегрузки – это тип защиты от механической перегрузки. Условия механической перегрузки могут возникать в двигателе по разным причинам, когда двигатель находится в рабочем состоянии. Ситуации перегрузки могут привести к повышению температуры двигателя, что может привести к его повреждению. Защита, используемая в условиях перегрузки, может отключать двигатель в условиях перегрузки от основного источника питания.Когда двигатель перегружен из-за каких-либо обстоятельств, обмотки двигателя подвергаются возгоранию, поскольку температура двигателя увеличивается в условиях перегрузки, и в результате обмотки двигателя могут быть повреждены. Точно так же, если выходы двигателя закрыты и нет смысла для выделения тепла, тогда температура двигателя увеличивается по мере того, как двигатель продолжает работать, что также может привести к повреждению обмоток двигателя. Блоки защиты от перегрузки срабатывают в случае перегрузки, питание двигателя прекращается, и двигатель защищается от дальнейшего повреждения.

Защита от перегрузки двигателя

Максимальная токовая защита:

Каждый раз, когда через двигатель проходит чрезмерный ток, срабатывает блок защиты двигателя. Автоматические выключатели и предохранители используются в качестве защитных устройств для различных двигателей. Защита от перегрузки по току может защитить персонал от поражения электрическим током, оборудование управления двигателем, проводники параллельных цепей двигателя и сам двигатель от высоких токов.

Защита от низкого напряжения:

Блок защиты или устройство используется для отключения двигателя от источника напряжения или источника питания в случае падения напряжения ниже номинального значения для двигателя.Двигатель снова работает, когда напряжение выравнивается до нормального значения. У разных устройств защиты есть свои точки сброса. Некоторые блоки защиты сбрасываются вручную. Он автоматически возвращается в нормальное состояние по разным алгоритмам. Некоторые защитные устройства возвращаются в нормальное состояние по прошествии некоторого заданного интервала времени. Некоторые блоки можно вернуть в нормальное состояние, когда напряжение стабилизируется до нормального значения.

Как правильно выбрать контактор для вашего двигателя?

Защита от обрыва фазы:

Защита от обрыва фазы используется для защиты двигателя в случае обрыва фазы во время работы двигателя.Обычно он используется в трехфазных двигателях, и в случае отказа любой фазы двигатель отключается от источника питания. Двигатель без защиты от обрыва фазы продолжает работать, даже если обрыв фазы в цепи может повредить двигатель или повлиять на его работу. Если одна фаза вышла из строя, другая фаза начинает подавать больший ток в цепь, что может сжечь двигатель или цепь, к которой он подключен.

Защита от перепутывания фаз:

Это метод защиты, который используется для защиты двигателя от состояния чередования фаз.Реверс фазы в двигателе может происходить по множеству причин, которые могут вызвать проблемы безопасности и эксплуатации. Если два соединения из трех соединений двигателя обратны, двигатель каким-то образом начинает вращаться в противоположном направлении. При обнаружении обратного вращения двигателя блок защиты от чередования фаз отключает двигатель от сети.

Защита от чередования фаз двигателя

Защита от замыканий на землю:

Защита от замыкания на землю используется для защиты двигателя от различных состояний короткого замыкания.В случае короткого замыкания через двигатель или цепь протекает чрезмерный ток. Защита от замыкания на землю используется для отключения двигателя в случае замыкания на землю.

Защита нейтрали или замыкания на землю ТТ

Связанные темы:

Schneider Electric – Выбор правильных компонентов управления и защиты двигателя

Защита от перегрузки и сверхтока – базовое управление двигателем

Нажмите кнопку воспроизведения на следующем аудиоплеере, чтобы послушать, как вы читаете этот раздел.

Когда двигатель запускается впервые, прежде чем вал сможет набрать скорость и начать вращаться, характеристики обмотки статора соответствуют характеристикам короткого замыкания. Таким образом, двигатель начинает потреблять очень высокие значения тока . Этот ток создает магнитное поле, которое заставляет вал двигателя вращаться, и это вращательное действие создает противо-ЭДС (CEMF), которая ограничивает ток до его нормального рабочего значения.

Первоначальное высокое значение тока называется пусковым током и может вызвать серьезные нарушения в линии и ложное отключение, если предохранители и автоматические выключатели не имеют соответствующего размера.

Термин « перегрузка » описывает умеренное и постепенное повышение значения тока в течение относительно длительного периода времени. Это вызвано чрезмерным током, потребляемым двигателем, который может в шесть раз превышать номинальный ток. Это вызвано слишком большой нагрузкой на двигатель. Системы защищены реле защиты от перегрузки . В то время как перегрузки допускаются на короткое время (обычно минуты), длительные перегрузки будут использовать тепловое воздействие, чтобы вызвать срабатывание защитного устройства.

Термин « перегрузка по току » (иногда называемый коротким замыканием или замыканием на землю) описывает резкое и быстрое повышение тока за короткий период времени (доли секунды). Цепи и оборудование защищены от перегрузок по току предохранителями или автоматическими выключателями.

В этих случаях значение тока намного превышает номинальный линейный ток и действительно может быть от шести до многих сотен раз выше нормального номинального значения тока.

Существует несколько причин ситуаций перегрузки по току. Например, когда происходит замыкание на болтах – замыкание между линией и землей или между линией и линией. Это вызывает очень большое значение тока из-за обратно пропорциональной зависимости между сопротивлением цепи и потребляемым током.

Другая менее понятная причина короткого замыкания – запуск асинхронного двигателя. При первом включении трехфазного асинхронного двигателя обмотки статора имеют цепь с очень низким сопротивлением.Это потребляет очень большой пусковой ток, который неотличим от стандартного короткого замыкания, за исключением того, что он быстро падает до номинального значения тока, потребляемого двигателем. Это происходит из-за противоэлектродвижущей силы (CEMF), создаваемой вращающимся валом двигателя. Когда двигатель вращается, CEMF ограничивает ток до безопасных значений. Когда двигатель не вращается, от источника потребляется очень большое значение тока. Этот ток иногда называют током заторможенного ротора , а пускатели электродвигателей и устройства максимального тока должны быть рассчитаны на безопасную работу с этим значением тока.

Последствия короткого замыкания

Два основных отрицательных выхода сверхтоков:

Тепловая энергия : высокие значения тока создают много тепла, которое может повредить оборудование и провода. Тепловая энергия может быть выражена как I ² t (квадрат тока, умноженный на время) – чем дольше сохраняется неисправность, тем больше потенциальное тепловое повреждение.
Механические силы : Сильные токи короткого замыкания могут создавать мощные магнитные поля и оказывать огромное магнитное напряжение на шины и оборудование, иногда деформируя их по форме и создавая другие проблемы.

Большие значения тока короткого замыкания могут очень быстро вызвать повреждение, поэтому устройства защиты от перегрузки по току должны действовать очень быстро, чтобы устранить сбой. Существует две основные категории устройств защиты от сверхтоков: предохранители и автоматические выключатели.

Предохранители

Предохранители
Предохранитель – это простое устройство, которое защищает проводники и оборудование цепи от повреждений из-за превышения нормальных значений неисправности. Он разработан как самое слабое звено в цепи.
Предохранитель
A представляет собой изолированную трубку, содержащую полосу проводящего металла (плавкую вставку), которая имеет более низкую температуру плавления, чем медь или алюминий.Плавкая вставка имеет узкие резистивные сегменты, которые концентрируют ток и вызывают повышение температуры в этих точках.
При коротком замыкании элементы предохранителя сгорают всего за доли секунды. Чем выше значения тока повреждения, тем быстрее сработает предохранитель.
В случае перегрузки предохранительным элементам может пройти несколько секунд или даже минут, прежде чем тепловые воздействия вызовут плавление плавкой вставки.
Предохранители бывают двух категорий: быстродействующие предохранители (тип P) и предохранители с выдержкой времени (тип D).
Предохранители, используемые в цепях двигателя, должны выдерживать интенсивный пусковой ток при запуске двигателя, поэтому мы используем предохранители с выдержкой времени, также известные как «двухэлементные предохранители».
Общие рейтинги
Все устройства максимального тока должны работать в пределах своих номинальных значений. Три наиболее важных параметра – это напряжение, ток и отключающая способность.
Номинальное напряжение
Предохранители и автоматические выключатели должны быть рассчитаны по крайней мере на значение напряжения цепи, которую они предназначены для защиты.
Когда предохранитель или автоматический выключатель прерывает ток короткого замыкания, он должен безопасно гасить дугу и предотвращать ее повторное возникновение. Следовательно, номинальное напряжение предохранителя или автоматического выключателя должно быть равно или превышать напряжение системы.
Например, предохранитель, рассчитанный на 240 В RMS, будет приемлем для использования в цепи на 120 В. Однако при использовании в цепи 600 В. номинальное напряжение предохранителя будет превышено.
Режим продолжительной работы
Рейтинг продолжительной работы описывает максимальное номинальное значение среднеквадратичного значения тока, которое устройство максимального тока разработано для непрерывной работы без отключения.Вообще говоря, номинал предохранителя или автоматического выключателя ампер и не должен превышать допустимую нагрузку цепи по току, но есть исключения, такие как определенные цепи двигателя.
Отключающая способность
Когда происходит короткое замыкание или замыкание на землю, сопротивление цепи падает практически до нуля Ом , вызывая протекание очень больших значений тока. Этот чрезвычайно быстрый рост тока короткого замыкания может вызвать повреждение проводов и оборудования из-за перегрева, и его необходимо как можно быстрее погасить.
Номинальная отключающая способность (IC) устройства максимального тока – это максимальный ток короткого замыкания, который устройство может отключить без ущерба для себя. Большинство автоматических выключателей и предохранителей имеют номинал IC 10 000 ампер.
Для систем, способных к большим токам замыкания, предохранители с высокой разрывной емкостью (HRC) могут отключать токи до 200 000 ампер с помощью гасителя дуги, такого как кварцевый песок, чтобы помочь устранить замыкание.
Как защитить электродвигатели?
Защитные устройства должны быть включены в цепь (или цепи) управления для прерывания потока тока к двигателю для защиты от перегрузок или других состояний, опасных для двигателя или ведомой машины, а также для защиты от неправильной или небрежной работы само оборудование.
Наиболее частыми причинами ненормальной работы электродвигателей являются перегрузки, открытое поле, обрыв фазы, обратная фаза, превышение скорости, перегрев подшипников или других механических частей, низкое напряжение или сбой напряжения.
1. Защита от перегрузки:
Перегрузка – это увеличение тока двигателя выше его безопасного предела и может быть вызвано перегрузкой приводимого механизма, низким напряжением в сети или многофазной системой с разомкнутой линией, которая приводит к однофазной работе.Защита от перегрузки является важной характеристикой любого контроллера, который предназначен для надлежащей защиты двигателя и обеспечения максимальной доступной мощности в различных условиях перегрузки и температуры.
Избыточный ток, продолжающийся всего секунду или две, обычно не вызывает серьезных повреждений, поэтому защитное устройство не должно срабатывать при кратковременных перегрузках ограниченной величины. С другой стороны, защитное устройство должно реагировать на длительные и большие перегрузки, которые опасны для двигателя тем, что могут сжечь обмотки и изоляцию.Таким образом, какое бы устройство защиты от перегрузки ни использовалось, оно должно иметь задержку по времени, чтобы гарантировать, что оно будет работать только при длительной перегрузке.
Аппарат, имеющий обратнозависимую задержку по времени, отключит двигатель после очень короткого интервала при большой перегрузке, но после относительно длительного интервала при небольшой перегрузке. Такая защита, очевидно, более подходит для большинства целей, поскольку при большой перегрузке температура двигателя повышается быстрее. Эта обратнозависимая характеристика обеспечивается некоторыми специальными типами реле, предохранителем, а также обычным соленоидным реле, снабженным масляной заслонкой.
На защиту от перегрузки или перегрузки по току могут влиять предохранители, электромагнитные и тепловые реле перегрузки. Реле перегрузки или предохранители необходимо размещать только в двух из трех фаз трехфазной машины, если нейтраль системы не заземлена, но их следует размещать на всех трех фазах, если она заземлена. Хотя реле перегрузки дороже предохранителя, оно имеет то преимущество, что оно автоматически сбрасывается при повторном включении переключателя. Выбор конкретного защитного устройства зависит от номинальной мощности, типа и назначения двигателя, пускового режима и характера перегрузки.
2. Защита открытого поля: Двигатели
постоянного тока большого размера могут достигать опасно высокой скорости с потерей возбуждения поля, в то время как двигатели малых размеров могут не гоняться из-за трения и т. Д. Реле потери поля доступны для защиты шунтирующих двигателей постоянного тока или двигателей с составной обмоткой от потери возбуждения поля. Существуют различные схемы пускового оборудования для синхронных двигателей постоянного и переменного тока.
3. Защита от обрыва фазы:
Это состояние может быть вызвано перегоревшим предохранителем, обрывом соединения или разрывом линии.Если двигатель находится в состоянии покоя во время обрыва фазы, ток статора возрастет и останется на очень высоком уровне, но двигатель останется неподвижным, и, таким образом, обмотки могут быть повреждены из-за плохой вентиляции. Опасные условия могут существовать также во время работы двигателя.
4. Защита от перефазировки:
Если поменять местами две фазы питания трехфазного асинхронного двигателя, направление вращения двигателя изменится на противоположное.Это известно как смена фаз. При эксплуатации лифтов и в промышленности это может привести к серьезным повреждениям. Доступны реле обрыва фазы и реверса фазы. Они защищают двигатель, машины и персонал от опасностей обрыва фазы или обратной последовательности фаз.
5 . Защита от превышения скорости:
Для определенных двигателей возможны завышенные скорости, которые могут повредить приводимую машину, материалы в производственном процессе или двигатель.Защита от превышения скорости может включать точный выбор и использование контрольного оборудования для таких приложений, как бумажные и полиграфические предприятия, сталелитейные заводы, перерабатывающие предприятия и текстильная промышленность.
Центробежное устройство работает с определенной заданной скоростью, обычно примерно на 20% выше нормальной, и вызывает остановку двигателя.
6 . Защита от перегрева подшипников:
Защита от перегрева подшипников или других механических частей может быть обеспечена путем размещения термопар в требуемых ситуациях и расположения таким образом, чтобы при достижении температуры определенного значения срабатывали реле, и приводился к отключению двигателя или срабатыванию аварийных сигналов. ступенька.
7 . Защита от низкого напряжения:
Эта защита необходима частично для предотвращения повреждения двигателя и его ведомой машины из-за сильных токов при включении полного номинального напряжения после временного отключения, а частично для защиты оператора оборудования. Расцепитель низкого напряжения обычно состоит из простого соленоида, удерживаемого напряжением источника питания, который заставляет пусковое оборудование возвращаться в положение «выключено» при отказе источника питания.
В дополнение к упомянутым выше характеристикам для защиты от неисправностей двигателя или ведомой машины, также должна быть предусмотрена защита от неосторожного обращения с ручным приводом или неправильной работы автоматического оборудования из-за заедания реле или контакторов или загрязнения контактов.
Основная опасность с ручным приводом – это слишком быстрое движение пускового рычага, и этого можно избежать, установив механический храповик, чтобы рычаг не перемещался более чем на один шаг за раз.Другая возможность – запуск машин постоянного тока со слабым полем, приводящим к излишне сильному току для обеспечения заданного крутящего момента. Для защиты от такой возможности могут быть предусмотрены механические или электрические блокировки.
Механическая блокировка может состоять из металлического плунжера, приводимого в действие рычагом полевого реостата, который предотвращает перемещение пускового рычага, за исключением случаев, когда реостат находится в положении полного поля. В электрической блокировке плунжер управляется соленоидом, который возбуждается только тогда, когда поле полностью включено.Аналогичные блокировки должны быть предусмотрены в управляющем оборудовании для коллекторных электродвигателей переменного тока, используемых для управления скоростью путем переключения щеток; главный выключатель не должен замыкаться, если щетки не находятся в низкоскоростном положении.
При полностью автоматическом оборудовании всегда существует вероятность того, что один или несколько ускоряющих контакторов останутся замкнутыми после обесточивания из-за загрязнения их движения. Однако этого можно избежать, поместив на подвижный рычаг вспомогательные контакты, которые замыкаются, когда контактор разомкнут.Эти контакты соединены последовательно с кнопкой запуска, так что последняя не работает, если какой-либо из контакторов остается замкнутым.
Установки и проверки двигателей и защиты электродвигателей
Время чтения: 9 минут.
Защита двигателей и цепей двигателей от перегрузки по току немного отличается от правил для проводов, указанных в Статье 240, потому что двигательные нагрузки имеют характеристики, отличные от характеристик общего освещения и других нагрузок. Цепи двигателя потребляют большой ток при первоначальном запуске, обычно примерно в шесть раз превышающий нормальный ток полной нагрузки (FLA) двигателя.Этот большой ток, потребляемый при запуске, обычно называется «пусковым током», хотя в Кодексе термин «ток заторможенного ротора» (LRA) (см. Рисунок 1).
Рис. 1. Это большое количество тока, потребляемого при запуске, обычно называется «пусковым током», хотя кодовый термин – «ток заторможенного ротора» (LRA)
Безопасная установка электропроводки электродвигателей и цепей двигателей зависит от правильного понимания и применения некоторых основных требований статьи 430 Национального электротехнического кодекса, особенно требований раздела 430-6 для общих установок или проверок двигателей.Вместо тока полной нагрузки, указанного на паспортной табличке, Раздел 430-6 требует, чтобы таблицы в Статье 430 использовались для определения размеров проводов цепи, устройств защиты от короткого замыкания и замыкания на землю, а также номинальных значений тока разъединителей (см. Рисунок 2 ). Фактический ток полной нагрузки для разных двигателей одного размера и типа может отличаться. Таблицы используются для того, чтобы убедиться, что в случае замены двигателя компоненты цепи двигателя также не нуждаются в замене. Это требование применяется к двигателям общего назначения.Правила для моментных двигателей и двигателей с регулируемым напряжением переменного тока различны. Фактический ток на паспортной табличке используется для определения размеров этих компонентов схемы. В этой статье рассматриваются общие области применения двигателей.
Рис. 2. Вместо тока полной нагрузки, указанного на паспортной табличке, Раздел 430-6 требует использования таблиц в Статье 430 для определения размеров проводов цепи, устройств защиты от короткого замыкания и замыкания на землю, а также номинальных значений тока разъединителей.
При установке или проверке цепи двигателя на предмет надлежащей защиты от перегрузки по току обычно лучше всего работает систематический подход.Обычно исследуемые четыре элемента установки включают: (1) размер ответвленной цепи (проводников), (2) защиту от перегрузки, (3) устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю в ответвленной цепи и (4) устройство защиты от замыканий на землю. номинальное значение отключения двигателя (см. рисунок 3). Эти четыре элемента являются основными предметами, вызывающими озабоченность при установке или проверке, и, конечно же, не являются всеобъемлющими, поскольку установки различаются.
Информация на паспортной табличке двигателя важна. Номинальные значения напряжения и мощности на паспортной табличке необходимы для использования таблиц в статье 430.Номинальная мощность в лошадиных силах при приложенном напряжении используется с соответствующей таблицей для определения номинального тока двигателя при полной нагрузке. Это значение тока полной нагрузки необходимо использовать для определения размеров проводов и устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю.
Рисунок 3.
Размер проводника ответвительной цепи двигателя
В качестве примера, 115-вольтовый электродвигатель мощностью 1½ лошадиных силы потребляет 20 ампер согласно таблице 430-148. Несмотря на то, что на паспортной табличке двигателя (см. Рисунки 4, 5 и 6) указано 18.6 ампер при 115 вольт, значение в таблице 430-148 должно использоваться для определения размеров, как того требует Раздел 430-6 (a).
Следующим элементом схемы двигателя является определение диаметра проводника ответвленной цепи. В части B статьи 430 изложены требования к выбору размеров проводников параллельной цепи для отдельных двигателей и групп двигателей. Это пример с одним двигателем, поэтому, глядя на Раздел 430-22 (a), один двигатель, используемый в непрерывном режиме (три часа или более), должен иметь допустимую нагрузку не менее 125% от полной мощности двигателя. ток нагрузки, как определено в Разделе 430-6 (а) (1).Если взять значение 18,6 ампера и умножить его на 125%, получим значение 23,5 ампера. Минимальный размер проводника для этой цепи двигателя, после применения любых корректировок допустимой нагрузки или поправочных коэффициентов, должен составлять минимум 23,5 ампера. Согласно Таблице 310-16, Кодекс разрешает использование медных проводов № 12 THWN для этой установки, что позволяет использовать некоторые кабельные сборки, такие как Тип NM и другие с размером № 12, для этого применения. Существуют и другие факторы, которые могут повлиять на размер проводников ответвленной цепи двигателя, такие как падение напряжения на длинных участках и применение коэффициентов регулировки допустимой нагрузки для любого количества токоведущих проводов в одной и той же дорожке качения, или регулировка температуры окружающей среды, или обоих .
Фото 1. Тепловая защита двигателя
Защита от короткого замыкания и замыкания на землю в ответвленной цепи двигателя
Устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю должны иметь размеры в соответствии со значениями, приведенными в таблице 430-148. Требования к параметрам устройства защиты от короткого замыкания на землю с параллельной цепью содержатся в части D статьи 430. В разделе 430-51 Кодекса говорится, что эти правила, включенные в часть D, изменяют или дополняют требования статьи 240.Несколько различных типов устройств защиты от короткого замыкания и замыкания на землю могут использоваться для защиты проводников ответвленной цепи двигателя, устройства управления двигателем и двигателя от перегрузки по току из-за короткого замыкания или заземления. Раздел 430-52 (c) требует, чтобы номинал используемого защитного устройства не превышал значения, рассчитанного в соответствии с процентными значениями, приведенными в таблице 430-152. Таблица 430-152 для однофазного двигателя позволяет получить следующие проценты.
• Предохранитель с временной задержкой 300%
• Двухэлементный предохранитель с выдержкой времени 175%
• Автоматический выключатель с мгновенным срабатыванием 800%
• Автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени 250%
В основном это увеличение в процентах позволяет запускать двигатель, не вызывая отключения устройства при заторможенном (пусковом) токе ротора. Если значения, определенные процентным соотношением в Таблице 430-152, не соответствуют стандартным размерам или номиналам предохранителей, нерегулируемых автоматических выключателей или возможным настройкам регулируемых автоматических выключателей, допускается следующий стандартный размер, номинал или возможная настройка.Идея здесь состоит в том, чтобы предоставить устройство, которое обеспечит защиту от короткого замыкания и замыкания на землю и при этом будет достаточно большим, чтобы учесть пусковой ток (ток заторможенного ротора) при запуске двигателя. Если ток заблокированного ротора двигателя все еще достаточно велик для отключения устройства при запуске, процентные значения, приведенные в Таблице 430-152, снова могут быть увеличены до максимальных значений, указанных в Исключении № 2 (a), ( б), (в) и (г).
Рисунок 4.
При использовании плавкого предохранителя без выдержки времени в качестве устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю для 115-вольтового двигателя мощностью 1,5 лошадиных силы потребовалось бы, чтобы размер устройства был максимальным с использованием значения 18.6 и умножая это значение на 300%, получаем устройство с рейтингом 55,8. Округление до следующего большего стандартного размера, как разрешено Разделом 430-52 (c) (1) Пр. № 1, устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю может представлять собой предохранитель без выдержки времени на 60 ампер и соответствовать требованиям Раздела 430-52. Это может выглядеть так, как если бы проводники № 12, установленные для проводов ответвительной цепи, были бы незащищенными. Помните, что правила в Части D из 430 изменяют правила из 240 на этом этапе. Не ожидайте, что проводник будет защищен при его максимальной допустимой нагрузке, как это обычно предусмотрено статьей 240.
Существует еще один уровень защиты, который должен быть обеспечен в цепи двигателя, который завершает защиту двигателя и цепи двигателя от перегрузки по току.
Защита двигателя и параллельной цепи от перегрузки
Фото 2. Тепловые нагреватели в пускателе магнитного двигателя
Устройства защиты от перегрузки предназначены для защиты электродвигателей, аппаратуры управления электродвигателями и проводов параллельных цепей электродвигателей от чрезмерного нагрева из-за перегрузок электродвигателя и невозможности его запуска.Перегрузка в цепи электродвигателя – это рабочий ток, который, если он сохраняется в течение достаточного времени, может вызвать повреждение или опасный перегрев устройства. Защита от перегрузки не включает защиту от коротких замыканий или замыканий на землю. Комбинация устройства защиты от перегрузки и устройства защиты от короткого замыкания на землю в ответвленной цепи обеспечивает защиту от перегрузки по току для двигателя и цепи двигателя.
Защита двигателей от перегрузки может иметь несколько различных форм.Если сам двигатель является двигателем с термической защитой, он должен быть помечен словами «Thermally Protected» или сокращенной маркировкой «TP» (см. Фото 1). Если на двигателе нет маркировки, указывающей на то, что он имеет встроенную тепловую защиту, необходимо установить защиту от перегрузки. Предохранители при правильном выборе размера могут служить защитным устройством от перегрузки для двигателя и его цепи. Тепловые нагреватели в магнитном пускателе двигателя – еще один распространенный метод защиты от перегрузки (см. Фото 2).
Рисунок 5.
Часть C статьи 430 определяет требования к защите от перегрузки для двигателей, контроллеров двигателей и проводов параллельных цепей двигателя. Раздел 430-32 (a) требует, чтобы каждый двигатель, работающий в непрерывном режиме (три часа или более) мощностью более 1 лошадиных сил, был защищен устройством защиты от перегрузки, рассчитанное не более чем на следующие проценты от номинальной мощности двигателя, указанной на паспортной табличке. Используя значения, указанные на паспортной табличке двигателя на Рисунке 6, эксплуатационный коэффициент двигателя составляет 1,15. Это размер, который достигается за счет использования значения тока, указанного на паспортной табличке, вместо значения допустимой нагрузки, указанного в таблице.
• Коэффициент полезного действия не менее 1,15 125%
• Двигатель с маркировкой
Превышение температуры не более 40% 125%
• Все остальные двигатели 115%
Изменения этих значений разрешены, если процентное соотношение недостаточно для запуска двигателя или выдерживания нагрузки двигателя (см. Раздел 430-34). Этих значений в Разделе 430-32 (a) обычно достаточно для двигателей общего назначения. Используя значение тока полной нагрузки, указанное на двигателе, в соответствии с требованиями Раздела 430-32 (a) (1), устройство защиты от перегрузки будет рассчитано на 125% от значения 18.6 ампер. Значение 18,6 ампера, умноженное на 125%, дает значение 23,25 ампера. Следует выбрать устройство защиты от перегрузки, не превышающее этого значения. Производитель пускателя двигателя или контроллера двигателя предоставляет таблицу выбора теплового нагревателя с контроллером, чтобы помочь в выборе устройства защиты от перегрузки надлежащего размера.
Рисунок 6.
Раздел 430-40 Кодекса добавляет некоторые дополнительные требования, о которых следует помнить. Устройства защиты от перегрузки для защиты двигателя от перегрузки, как правило, не способны отключать короткое замыкание или замыкание на землю, и поэтому эти устройства защиты от перегрузки должны быть защищены предохранителями или автоматическими выключателями с номинальными характеристиками или настройками в соответствии с Разделом 430-52 или от короткого замыкания двигателя. -защитное устройство в соответствии с разделом 430-52.Многие пускатели двигателей и контроллеры, в которых используются устройства тепловой перегрузки, также указывают максимальный номинал предохранителя или автоматического выключателя для надлежащей защиты устройства перегрузки в пределах его возможностей короткого замыкания. Вытаскивание увеличительного стекла и прочтение крошечного отпечатка на внутренней стороне корпуса пускателя магнитного двигателя имеет решающее значение для обеспечения надлежащей защиты и соблюдения Раздела 110-10.
Средства отключения и контроллер
Отключение. Номинальные характеристики отключающих средств для общих моторных установок должны соответствовать Части J статьи 430.В основном отключающие средства должны обеспечивать отключение двигателя и контроллера от цепи. Номинальная допустимая нагрузка отключающих средств должна составлять не менее 115% от номинального тока полной нагрузки двигателя согласно соответствующей таблице в статье 430. Разъединяющие средства также должны иметь номинальную мощность в лошадиных силах, по крайней мере, равную номинальной мощности двигателя. двигателем или любого другого типа, перечисленного в Разделе 430-109.
Рисунок 7. Максимальная токовая защита двигателей
Контроллер. Контроллер – это устройство, которое обычно используется для запуска и остановки двигателя путем фактического отключения тока в цепи двигателя. Устройство управления, подключенное к цепи управления двигателем, не является контроллером двигателя. Пускатель двигателя и контактор с надлежащим номиналом (л.с.) – это две формы контроллеров двигателя. Другие устройства также могут служить в качестве контроллеров двигателей. Номинальные характеристики контроллера или пускателя двигателя должны соответствовать части G статьи 430. Раздел 430-82 требует, чтобы каждый контроллер был способен запускать и останавливать двигатель, которым он управляет, и иметь возможность прерывания тока заторможенного ротора двигателя. мотор.Раздел 430-83 подробно описывает требуемые характеристики контроллера.
Сводка
Полная максимальная токовая защита для двигателя, параллельной цепи двигателя и устройства управления двигателем обеспечивается комбинацией устройства защиты от короткого замыкания в параллельной цепи двигателя и защиты от замыкания на землю (предохранители, автоматические выключатели или устройства защиты цепи двигателя) в соответствии с с частью D статьи 430, используемым в сочетании с устройством защиты от перегрузки, отвечающим требованиям части C статьи 430 (см. рисунок 7).Раздел 430-55 позволяет использовать одно устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю для обеспечения комбинированной защиты, когда номинальные характеристики устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю устанавливаются или рассчитываются таким образом, чтобы также обеспечивать защита от перегрузки в соответствии с номинальными характеристиками или настройками, указанными в разделах 430-32 или 430-34.

Токовая защита электродвигателя: Защита электродвигателя

Защита электродвигателя

Защита электродвигателя

Температурная защита

Пороги термозащиты

Характеристики датчиков температурной защиты

Температура срабатывания датчиков температурной защиты:

Исполнительные устройства

Защита электродвигателей.

ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7

Токовая защита двигателя ТЗД-3Ф-100

Технические характеристики

Общее описание

Назначение и основные характеристики

Технические характеристики

Защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ от многофазных КЗ

Релейная защита электродвигателя

Токовая защита от многофазных замыканий в обмотке статора двигателя

Дифференциальная защита электродвигателя

Защита электродвигателя от замыканий на землю в обмотке статора

Защита электродвигателя по току обратной последовательности

Защита электродвигателя от снижения напряжения питания

Защита электродвигателя от тепловой перегрузки

Зашита электродвигателя от потери синхронизма

Консультации – Инженер по подбору | Основы защиты цепи двигателя

Перегрузка двигателя в зависимости от перегрузки по току

Защита двигателя от перегрузки

Максимальная токовая защита двигателя

Цепь защиты освещения

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ТОКА ДЛЯ УСТАНОВКИ ДВИГАТЕЛЯ: ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

Часть 1: Двигатели и проводники ответвлений

【Защита двигателя】 # 6 Способы защиты двигателя от воздействия специалиста

Защита от перегрузки и сверхтока – базовое управление двигателем

Последствия короткого замыкания

Предохранители

Общие рейтинги

Номинальное напряжение

Режим продолжительной работы

Отключающая способность

Как защитить электродвигатели?

Установки и проверки двигателей и защиты электродвигателей

Больше новостей

Добавить комментарий Отменить ответ