Dobór urządzeń sterujących i zabezpieczających

Doboru łączników i urządzeń zabezpieczających odbiorniki elektryczne dokonuje się na podstawie danych znamionowych tych ostatnich oraz parametrów ich sieci elektroenergetycznej, wymagań dotyczących ochrony odbiorników i sieci przed stanami nienormalnymi, wymagań eksploatacyjnych, w szczególności częstotliwość przełączania i warunki środowiskowe środowisko, w którym zainstalowane są urządzenia.

Dobór urządzeń według rodzaju prądu, liczby biegunów, napięcia i mocy

Konstrukcja wszystkich urządzeń elektrycznych jest obliczana i oznaczana przez producentów dla wartości napięcia, prądu i mocy określonych dla każdego urządzenia, a także dla określonego trybu pracy. Tak więc dobór sprzętu dla wszystkich tych cech sprowadza się zasadniczo do znalezienia na podstawie danych katalogowych odpowiednich typów i wielkości aparatury.

Dobór urządzeń do warunków ochrony elektrycznej

Wybierając urządzenia ochronne, należy wziąć pod uwagę możliwość następujących nienormalnych trybów:

a) zwarć międzyfazowych,

b) zamknięcie fazy mieszkaniowej,

c) wzrost prądu spowodowany przeciążeniem urządzeń technologicznych, a czasami niecałkowitym zwarciem,

d) zanik lub nadmierny spadek napięcia.

Wszystkie odbiorniki elektryczne muszą być wyposażone w zabezpieczenie przeciwzwarciowe. Powinien działać z minimalnym czasem ruchu i powinien być wyłączany przez prądy rozruchowe.

Zabezpieczenie przed przeciążeniem jest wymagane dla wszystkich odbiorników energii pracujących w trybie ciągłym, z wyjątkiem następujących przypadków:

a) gdy przeciążenie odbiorników elektrycznych ze względów technologicznych nie może być przeprowadzone lub jest mało prawdopodobne (pompy odśrodkowe, wentylatory itp.),

b) dla silników elektrycznych o mocy mniejszej niż 1 kW.

Zabezpieczenie przed przeciążeniem jest opcjonalne dla silników elektrycznych pracujących w trybie krótkotrwałym lub przerywanym. W strefach zagrożonych wybuchem ochrona odbiorników elektrycznych przed przeciążeniem jest obowiązkowa we wszystkich przypadkach. Zabezpieczenie przed niskim napięciem należy zainstalować w następujących przypadkach:

a) dla silników elektrycznych, których nie można podłączyć do sieci przy pełnym napięciu,

b) do silników elektrycznych, których samoczynny rozruch jest niedopuszczalny ze względów technologicznych lub stwarza zagrożenie dla obsługi,

c) dla innych silników elektrycznych, których wyłączenie w przypadku awarii zasilania jest konieczne do obniżenia do dopuszczalnej wartości całkowitej mocy rozruchowej odbiorników elektrycznych przyłączonych do sieci i ewentualnie z punktu widzenia warunków eksploatacji mechanizmów.

Oprócz powyższego silniki prądu stałego, o wzbudzeniu równoległym i mieszanym muszą być zabezpieczone przed nadmiernym wzrostem prędkości obrotowej w przypadkach, gdy może to spowodować zagrożenie życia ludzkiego lub znaczne straty.

Zabezpieczenie przed nadmiernym wzrostem liczby obrotów może być realizowane za pomocą różnych specjalnych przekaźników (odśrodkowych, indukcyjnych itp.).

Ponieważ ochrona przed przeciążeniem i zwarciem ma szczególne znaczenie w sieciach elektroenergetycznych, zajmiemy się bardziej szczegółowo podstawową stroną tego zagadnienia.

Prąd zwarciowy należy natychmiast lub prawie natychmiast wyłączyć. Jego wartość w różnych częściach sieci może być bardzo różna, ale prawie zawsze można założyć, że urządzenia zabezpieczające muszą pewnie i szybko wyłączać każdy prąd znacznie wyższy niż początkowy, a jednocześnie w żadnym wypadku nie powinny nie można odpalić przy normalnym uruchomieniu.

Prąd przeciążenia to dowolny prąd przekraczający prąd znamionowy silnika, ale nie ma powodu, aby wymagać wyłączania silnika przy każdym przeciążeniu.

Wiadomo, że dopuszczalne jest pewne przeciążenie zarówno silników elektrycznych, jak i ich sieci zasilających, a im krótsze przeciążenie, tym większa jego wartość. Oczywiste są zatem zalety ochrony przeciążeniowej takich urządzeń, które mają „charakterystykę zależną”, tj. których czas odpowiedzi maleje wraz ze wzrostem wielokrotności przeciążenia.

Ponieważ, z bardzo rzadkimi wyjątkami, urządzenie zabezpieczające pozostaje w obwodzie silnika nawet podczas rozruchu, nie powinno być wyzwalane prądem rozruchowym o normalnym czasie trwania.

Z powyższych rozważań wynika, że ​​w zasadzie do ochrony przed prądami zwarciowymi należy zastosować urządzenie bezinercyjne ustawione na prąd znacznie większy od początkowego, a do ochrony przeciążeniowej przeciwnie urządzenie inercyjne o charakterystyce zależnej, dobranej tak, aby nie działało przy rozruchu czasowym. W największym stopniu warunki te spełnia wyzwalacz kombinowany łączący w sobie zabezpieczenie termiczne i elektromagnetyczne bezzwłoczne w przypadku wystąpienia prądu zwarciowego.

Tylko urządzenie bezzwłoczne skonfigurowane na prąd większy niż prąd rozruchowy nie zapewnia ochrony przed przeciążeniem. Wręcz przeciwnie, tylko urządzenie inercyjne o charakterystyce zależnej, które przy dużym współczynniku przeciążenia wyzwala się niemal natychmiast, może realizować oba rodzaje zabezpieczeń tylko wtedy, gdy jest możliwe do ustawienia przez prądy rozruchowe, to znaczy, jeśli jego czas rozruchu jest równy -dłuższy niż czas trwania ostatniego.

Z tego punktu widzenia oceńmy teraz różne stosowane urządzenia ochronne.

Bezpieczniki, które wcześniej były szeroko stosowane jako urządzenia zabezpieczające, mają szereg wad, z których główne to:

a) ograniczone zastosowanie zabezpieczenia przeciążeniowego, ze względu na trudność w nastawieniu prądów rozruchowych,

b) niewystarczającej, w niektórych przypadkach, maksymalnej odłączanej mocy,

c) kontynuacja pracy silnika elektrycznego w dwóch fazach, gdy w trzeciej fazie przepala się wkład, co często prowadzi do uszkodzenia uzwojeń silnika,

d) brak możliwości szybkiego odzyskania żywności,

e) możliwość stosowania wkładek nieskalibrowanych przez personel operacyjny,

f) rozwój awarii z niektórymi typami bezpieczników, w wyniku przejścia łuku na sąsiednie fazy,

g) dość duży rozrzut bieżących charakterystyk czasowych nawet dla produktów jednorodnych.

W porównaniu do bezpieczników, automaty powietrzne są bardziej wyrafinowanymi urządzeniami zabezpieczającymi, ale mają działanie bezkrytyczne, zwłaszcza dla nieuregulowanych prądów wyłączających w automatach instalacyjnych, chociaż automaty uniwersalne mają zdolność do selektywności, odbywa się to w skomplikowany sposób.

Należy zauważyć, że zabezpieczeniem przeciążeniowym urządzeń automatyki instalacyjnej są wyzwalacze termiczne. Te wyzwalacze są mniej czułe niż przekaźniki termiczne rozruszników magnetycznych, ale są instalowane na trzech fazach.

W maszynach uniwersalnych zabezpieczenie przed przeciążeniem jest jeszcze bardziej prymitywne, ponieważ mają tylko jedno wyzwalanie elektromagnetyczne. Jednocześnie istnieje możliwość wykonania zabezpieczenia podnapięciowego w maszynach uniwersalnych.

Rozruszniki magnetyczne za pomocą wbudowanych przekaźników termicznych zapewniają czułą dwufazową ochronę przeciążeniową, jednak ze względu na dużą bezwładność cieplną przekaźnika nie zapewniają ochrony przeciwzwarciowej. Obecność cewki podtrzymującej w rozrusznikach umożliwia ochronę podnapięciową.

Zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe mogą zapewnić prądowe przekaźniki elektromagnetyczne i indukcyjne, ale mogą one również działać tylko poprzez urządzenie wyzwalające, a obwody je wykorzystujące są bardziej złożone.

Biorąc pod uwagę powyższe oraz zestaw wymagań dla urządzeń sterujących i zabezpieczających, można sformułować następujące zalecenia.

1. Do ręcznego sterowania odbiornikami elektrycznymi można stosować niskie prądy rozruchowe

używany klucze do noży i bezpieczniki wbudowane w różne konstrukcje elektryczne lub dystrybucyjne i skrzynki z zasilaczami… Skrzynki YARV bez bezpieczników służą jako urządzenia rozłączające linie trolejbusowe, autostrady itp.

2. Do ręcznego sterowania silnikami elektrycznymi o mocy do 3 — 4 kW, które nie wymagają zabezpieczenia przeciążeniowego przełączniki pakietów.

3. W przypadku silników elektrycznych do 55 kW wymagających ochrony przed przeciążeniem, najczęściej spotykanymi urządzeniami są rozruszniki magnetyczne w połączeniu z bezpiecznikami lub wyłącznikami powietrznymi.

Przy mocy silnika elektrycznego powyżej 55 kW, styczniki elektromagnetyczne w połączeniu z przekaźnikami ochronnymi lub wyłącznikami powietrznymi. Należy pamiętać, że styczniki nie pozwalają na przerwanie obwodu w przypadku zwarcia.

4. Do zdalnego sterowania odbiornikami energii elektrycznej wymagane jest zastosowanie rozruszników magnetycznych lub styczników.

5. Do ręcznego sterowania odbiornikami elektrycznymi z niewielką liczbą uruchomień na godzinę można zastosować wyłączniki automatyczne.