Выбор теплового регулятора

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. общие требования к пускозащитной аппаратуре

2. защитные характеристики тепловых реле.

2.1 Требования к выбору защиты.

2.2 Защита однофазных двигателей.

3. ВЫБОР И НАСТРОЙКА ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ.

3.1 Влияние окружающей температуры на защиту.

3.2 Выбор и настройка реле регуляторов типа ТРН

4. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ С ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕМ.

5. ЛИТЕРАТУРА

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПУСКОЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЕ

Правильный выбор аппаратуры управления и защиты -- одно из главных условий надежной работы электродвигателей. Анализ случаев выхода из строя электродвигателей показывает, что причина этого часто кроется именно в неправильном выборе аппаратуры, которая не среагировала на аварийный режим работы двигателя и не отключила его от сети в критический момент.

Нарушение режима вызывается, как правило, превышением тока в обмотках электродвигателя (80...90% всех аварийных случаев), которое может быть обусловлено технологической перегрузкой, потерей фазы в сети и работой двигателя в однофазном режиме на двух оставшихся фазах, снижением напряжения в сети при полной нагрузке на двигатель.

Электродвигатель в нагретом состоянии должен без вредных последствий выдерживать на испытательном стенде 50-процентную перегрузку по току в течение 2 мин.

Для того чтобы предупредить выход из строя электродвигателей из-за превышения тока в обмотках, необходимо правильно выбирать пусковую и защитную аппаратуру. При этом следует руководствоваться правилами, излагаемыми ниже.

Рубильники, пусковые ящики, установочные выключатели, штепсельные соединения только с предохранителями следует применять лишь в случае, когда электродвигатели работают под постоянным присмотром обслуживающего персонала, который выключит установку при перегрузке или работе на двух фазах. Персонал должен быть обучен простым навыкам определения работы установки в ненормальном режиме. Правильно выбранные плавкие вставки предохранителей надежно защищают двигатель от токов, лишь в 2 и более раз превышающих номинальные.

Рубильники разрешается применять для включения и отключения: электродвигателей мощностью не более 10 кВт, а штепсельные соединения -- для управления переносными электродвигателями мощностью не более 1 кВт. Если мощность двигателя более 1 кВт, штепсельные соединения могут служить только для сочленения с сетью и при этом иметь блокировку, допускающую это сочленение лишь при отключенном аппарате управления.

Вблизи установок, включаемых рубильником и защищаемых только предохранителями, обязательно должна быть предупреждающая табличка: «Внимание! Электродвигатель не имеет защиты от перегрузки! Не оставлять без наблюдения при работе!»

Магнитные пускатели следует применять в установках с дистанционным управлением или автоматизированных, там где нет постоянно присутствующего обслуживающего персонала. Они должны иметь хорошо отлаженную тепловую защиту, обеспечивающую выключение установки при перегрузке или при работе двигателя на двух фазах, защита от коротких замыканий в силовой цепи до ввода в электродвигатель, а также в цепи управления осуществляется предохранителями. Если установка работает в присутствии персонала, но по ряду соображений надо иметь нулевую защиту, следует применять магнитные пускатели без тепловых реле или контакторы.

На неавтоматизированных установках, работающих при отсутствии персонала, необходимо устанавливать автоматические выключатели, которые дешевле магнитных пускателей и менее чувствительны к колебаниям напряжения в сети. Здесь защита от перегрузок и работы на двух фазах обеспечивается тепловыми расцепителями автоматов.

Защита будет соответствовать своему назначению, если плавкие вставки предохранителей, нагревательные элементы тепловых реле будут выбраны с учетом тока, потребляемого электродвигателем из сети. Автоматы нужно выбирать по току расцепителей с учетом номинального тока электродвигателя.

2. ЗАЩИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ

2.1 Требования к выбору защиты

Защиту электродвигателей от перегрузок следует осуществлять при помощи тепловых реле, встроенных в магнитные пускатели. Можно использовать также тепловые реле, пристраиваемые к контакторам. При защите мощных электродвигателей тепловые реле можно включать через трансформаторы тока. Защиту от коротких замыканий нужно подбирать так, чтобы тепловые реле были устойчивыми к токам короткого замыкания. Это будет достигнуто, если ответвление к электродвигателю будет защищено плавкой вставкой с номинальным током, не превышающим более чем в 4 раза длительно допустимый ток теплового реле, или автоматическим выключателем с тепловым расцепителем, с номинальным током в 2 раза больше, чем у теплового реле, и с электромагнитным расцепителем с током уставки, превышающим длительно допустимый ток теплового реле не более чем в 18 раз.

Устройство реле. На рисунке приведена схема устройства теплового реле ТРН для магнитных пускателей типов ПМЕ и ПАЕ. Биметаллическая пластина 2 при прохождении тока, превышающего заданный, изгибается и перемещает вправо пластмассовый толкатель II, связанный жестко с биметаллической пластиной 3, выполняющей роль расцепителя и температурного компенсатора. Отклоняясь вправо, пластина 3 нажимает на защелку 8 и выводит ее из зацепления с пластмассовым движком 5 уставок, в результате чего под действием пружины 10 пластмассовая штанга 7 расцепителя отходит кверху (показано пунктиром) и размыкает контакты 9 в цепи управления магнитным пускателем. Движок уставок можно перемещать, поворачивая эксцентрик 4 и изменяя расстояние между концом пластины 3 и защелкой 8, а значит, и ток срабатывания реле.

Температурная компенсация заключается в том, что изгибанию биметаллической пластины 2 при изменении окружающей температуры соответствует противоположное по направлению изгибание пластины компенсатора 3. Таким образом достигается независимость тока уставки от окружающей температуры. Ток уставки можно менять в пределах от 0,75 до 1,3 номинального тока нагревательного элемента.

В станциях управления электроприводами широко применяются также одноэлементные реле серий ТРА и ТРВ с несменяемыми нагревателями и автоматическим возвратом в исходное положение.

Двухполюсные тепловые токовые реле ТРН-10 и ТРН-25 с температурной компенсацией, сменными нагревательными элементами и механизмом регулировки тока уставки предназначены главным образом для защиты трехфазного короткозамкнутого асинхронного электродвигателя от перегрузок недопустимой продолжительности. От коротких замыканий они не защищают. Реле должны допускать не менее 10000 срабатываний при токах, равных трехкратному номинальному току уставки.

Значения номинальных токов сменных нагревательных элементов к реле типа ТРН.

Тип реле Номинальные токи нагревательных элементов, А

ТРН-10А 0,32; 0,4

ТРН-10 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,6; 3,2; 4,5; 8; 10

ТРН-25 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25

ТРН-4О 12,5; 16; 20; 32; 40

Для новых магнитных пускателей серии НМЛ предназначены тепловые реле серии РТЛ, которые имеют 24 типоразмера на токи от 0,1 до 200 А, рассчитаны на защиту электродвигателей до 185 кВт, напряжением до 660 В. Реле имеют температурную компенсацию, механизм ускоренного срабатывания и ручной возврат.

2.2 Защита однофазных двигателей

пускозащитный реле регулятор однофазный

Тепловое реле РТ-10 (рис.1 ) предназначено для защиты от тока перегрузки электроустановок переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Размыкание и самовозврат контактов 4 реле в замкнутое состояние осуществляются пружиной мгновенного разрыва 3 при изгибе термобиметаллического элемента 1, нагреваемого током перегрузки, и последующем его охлаждении. Номинальные токи уставки --1,9; 2,7; 3,3 и 4,3 А. Время срабатывания при токе, равном 1,35 Ін, не более 30 мин. При токе 2Ін--20...60 с, при 8Ін--от 1 до 7 с.

Самовозврат при отключении тока 2Ін и температуре окружающей среды +40°С -- от 30 с до 10 мин.

Комбинированное токовое реле РТК-1 (рис. 2) предназначается для защиты однофазных электродвигателей, применяемых в бытовых машинах. В одном корпусе смонтированы пусковое и защитное реле. Пусковое реле -- соленоидного типа. При включении электродвигателя в сеть пусковой ток проходит по катушке К, которая втягивает сердечник, в результате чего замыкается контакт SK, включающий цепь пусковой обмотки LS. С увеличением частоты вращения двигателя ток уменьшается, сердечник реле выходит из катушки и контакт SK отключает пусковую обмотку. Защитное реле действует так же, как реле РТ-10, описанное выше.

3. ВЫБОР И НАСТРОЙКА ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ

3.1 Влияние окружающей температуры на защиту

Работа теплового реле основана на изгибании биметаллической пластинки под действием тепла, выделяемого в нагревательном элементе. Но эта же пластинка будет изгибаться и под действием тепла окружающего воздуха. Таким образом, например, в жаркие дни реле будет срабатывать быстрее, чем в холодные. Для устранения этого явления в реле некоторых типов применена температурная компенсация, сущность которой заключается в том, что изгибанию биметаллической пластинки от изменения температуры окружающего воздуха соответствует противоположное по направлению изгибание пластинки компенсатора. Пластинка компенсатора представляет собой тоже биметаллическую пластинку, но с обратным по отношению к основной биметаллической пластинке прогибом.

Очень часто асинхронные двигатели и их пускозащитная аппаратура эксплуатируются в разных температурных условиях (например, зимой двигатель, установленный в рабочем помещении, работает при положительной температуре, а его защитная аппаратура, находящаяся в тамбуре, -- при отрицательной).

У реле имеется разброс времени срабатывания. Реле ТРП с несменяемым нагревательным элементом не должно срабатывать в течение 20 мин при 1,05 номинального тока уставки и должно сработать в течение не более 10 мин после увеличения тока до 1,2 номинального тока уставки. Реле со сменными нагревателями не должно срабатывать в течение 50 мин при номинальном токе уставки и должно срабатывать в течение не более 10 мин после увеличения тока до 1,3 номинального тока уставки. Разброс же, наблюдающийся на характеристиках, значительно превышает указанные границы времени срабатывания и объясняется неточным подбором и плохим качеством настройки тепловых реле.

Поэтому с целью надежного и своевременного автоматического отключения электродвигателей от сети при перегрузках тепловые реле нужно настраивать в зависимости от температуры окружающей среды. Такая настройка производиться минимум два раза в год.

3.2 Выбор и настройка реле регуляторов типа ТРН

Реле каждого типа имеют различные исполнения в зависимости от величин номинальных токов. Так, например, реле типа ТРА выпускаются двадцати трех исполнений на номинальные токи от 7- до 215 Ампер. Реле типа ТРВ выпускаются двадцати исполнений на номинальные токи от 7 до 200 А и т. д. Цифры, стоящие в марке теплового реле после букв, означают наибольший номинальный ток сменного нагревателя, который может быть установлен в тепловое реле. Например, в тепловом реле ТРН-25 могут быть установлены сменные нагреватели на различные номинальные токи, но не более чем на 25 А.

Ток уставки теплового реле можно изменить, установив другой нагревательный элемент. В некоторых типах тепловых реле, например ТРН, предусмотрен регулятор тока уставки, позволяющий изменять ток уставки в небольших пределах. Так, в тепловых реле ТРН-8А и ТРН-10 ток уставки можно регулировать от 0,8 до 1,25 номинального значения тока теплового элемента, а в других реле (ТРН-25, ТРН-40) --в пределах 0,75--1,3 той же величины.

Регулятор тока уставки реле ТРН имеет 5 делений влево и 5 делений вправо от нулевой риски. Каждое деление соответствует примерно 5% номинального тока теплового элемента. Чтобы выбрать уставку, сначала определяют поправку (в делениях шкалы уставок в сторону от нулевого деления):

где Iэл-- ток электродвигателя; Iо -- номинальный ток нагревательного элемента (нулевая уставка); с -- коэффициент деления шкалы (с --0,05 для открытых пускателей и с -- 0,055 для защищенных).

Число делений шкалы уставок может быть получено со знаком плюс или минус. Поправку на температуру находят из выражения

где -- температура окружающей среды.

Общую поправку в делениях шкалы определяют, суммируя показатели N1 и N2.

Тепловые реле эффективно работают только в том случае, если проводится регулярная их настройка при изменении внешних температур и если нагревательные элементы строго соответствуют параметрам защищаемого электродвигателя.

Отсутствие в некоторых случаях технической возможности постоянно настраивать тепловую защиту, а также все возрастающее количество электроприводов в сельскохозяйственном производстве вынуждают использовать так называемую встроенную температурную защиту, чувствительный орган которой по своим тепловым параметрам является моделью обмоток защищаемого электродвигателя. Температурная защита состоит из температурных датчиков и управляющего устройства.

4. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ С ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕМ

Опыт эксплуатации электроустановок показывает, что для безопасной работы вместе со средствами защиты необходимо так организовать эксплуатацию, чтобы была устранена возможность ошибок со стороны обслуживающего персонала.

При подготовке рабочего места с частичным или полным снятиям напряжения технические мероприятия проводят в таком порядке:

Выключают необходимые токопроводящие части и проводят мероприятия, которые исключают ошибочную подачу напряжения к месту проведения работ.

На отключенных коммутационных аппаратах вывешивают запретные плакаты: ''Не включать - работают люди!", "Не включать - работа на линии!" и др. В случае необходимости устанавливают изгороди вокруг токопроводящих частей.

К заземляющему устройству присоединяют зажим переносного заземления.

Проверяют, нет ли напряжения на отключенной части установки. Если ее нет, то заземляют эту часть к контуру заземления.

Рабочее место огораживают переносными изгородями и вывешивают предупреждающие и указывающие плакаты: "Стой - высокое напряжение!", "Работать здесь!".

При подготовке рабочего места и во время работы необходимо проводить такие организационные мероприятия:

1) оформление работы нарядом или распоряжением;

2) допуск к работе;

3) надзор во время работы;

4) получение определенного порядка записей в журнале перерывов в работе, переходов на другое место работы, окончания работы.

Проводя электромонтажные работы, электрик должен соблюдать требования техники безопасности.

Измерение переносными приборами необходимо проводить в диэлектрических перчатках и калошах, или со стояков на диэлектрическом коврике. На кабелях напряжением свыше 1000 В жилы должны быть разведены одна от одной на расстояние, не меньшее чем 250 мм. При измерении клещи держат так, чтобы прибор не касался проводов измерительных трансформаторов. Подсоединение и отсоединение приборов необходимо выполнять при снятом напряжении.

Замену плавких вставок предохранителей следует производить при снятом напряжении. На групповых щитах, где нельзя снять напряжение, допускается замена предохранителя под напряжением, но обязательно при выключенной нагрузке. В этом случае надо обязательно пользоваться очками и диэлектрическими перчатками или изолирующими клещами. Замену плавких вставок с пола, осуществляет один электрик третьего квалификационного разряда, а если на высоте, - то два электрика, один из которых имеет квалификацию не ниже третьего разряда.

Электроинструмент и переносные электрические приборы должны строго отвечать требованиям ПТБ.

Электроинструмент и переносные электрические светильники подсоединяют многожильным гибким проводом с изоляцией на напряжение не меньше чем 500 В.

Состояние изоляции в значительной мере определяет степень безопасности эксплуатации электроустановок. Под влиянием тепла, динамических усилий, коммутационных и атмосферных перенапряжений изоляция стареет, становится непригодной.

Периодический контроль изоляции (измерение ее сопротивления) проводят в установленные правилами сроки и в случае выявления дефектов, сопротивление изоляции частей электрооборудования, которое не находится под напряжением, измеряют мегомметром. Сопротивление изоляции должно быть не ниже 0,6 Мом, в установках до 1000 В; 1 Мом, - для электроинструмента с изолированными ручками.

Основными способами защиты от статического электричества является заземление металлических частей оборудования, которое может электризоваться, применение токопроводящих покрытий, подставок, а также диэлектрическая обувь.

Для безопасности персонала, используют индивидуальные средства защиты.

Условно их можно поделить на три основных группы:

· изолирующие;

· ограждающие;

· предупреждающие.

Изолирующие средства защиты обеспечивают электрическую изоляцию человека от токопроводящих или заземляющих частей, а также от земли. По степени надежности изолирующие средства защиты разделяют на основные и дополнительные.

Основные изолирующие электрозащитные средства способные продолжительное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки и защищать персонал от поражения током при касании к токопроводящим частям, которые находятся под напряжением. В электроустановках до 1000 В к ним принадлежат: изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими ручками, указатели напряжения, а в электроустановках свыше 1000 В - изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения.

Вспомогательные изолирующие электрозащитные средства не способные выдерживать рабочее напряжение электроустановки и защищать человека от поражения током при этом напряжении. Они служат для усиления защитного действия основных изолирующих средств. В электроустановках до 1000 В к ним принадлежат диэлектрические боты, коврики, а также изолирующие подставки, а в электроустановках свыше 1000 В - диэлектрические перчатки, боты, коврики и изолирующие подставки.

ЛИТЕРАТУРА

1. «Электрооборудование и автоматизация агрегатов и установок» Л. С. Герасимович

2. «Электрические машины» В 2-х ч. Ч. 1: Учеб. для электротех. спец. вузов. - 2-е изд. перераб. и доп./Д. Е. Брускин, А. Е. Зорохович, В. С. Хвостов.

3. «Учебник сельского электрика» Л. Г. Прищеп

4. «Электротехника с основами промышленной электроники» В. Е. Китаев

5. «Электротехника» А.С. Касаткин, М. В. Немцов

6. «Электротехника» В. А. Поляков

7. «Техника безопасности при работе в электроустановках» А. А.Воронина, Н. Ф. Шибенко

Размещено на Allbest.ru