Alegerea dispozitivelor de control și protecție

Selectarea dispozitivelor de comutare și a dispozitivelor de protecție pentru receptoarele electrice se face pe baza datelor nominale ale acestora din urmă și a parametrilor rețelei lor de alimentare, cerințele de protecție a receptoarelor și a rețelei de moduri anormale, cerințele de funcționare, în special frecvența de comutare și condițiile de mediu în care sunt instalate dispozitivele.

Selectarea dispozitivelor după tip de curent, număr de poli, tensiune și putere

Proiectarea tuturor dispozitivelor electrice este calculată și marcată de producători pentru valorile de tensiune, curent și putere determinate pentru fiecare dispozitiv, precum și pentru un anumit mod de funcționare. Astfel, selecția echipamentelor pentru toate aceste caracteristici se rezumă în esență la găsirea, pe baza datelor din catalog, a tipurilor și dimensiunilor adecvate de aparate.

Alegerea dispozitivelor în funcție de condițiile de protecție electrică

Atunci când alegeți dispozitive de protecție, ar trebui să luați în considerare posibilitatea următoarelor moduri anormale:

a) scurtcircuite fază-fază,

b) închiderea fazei de locuire,

c) o creștere a curentului cauzată de o suprasarcină a echipamentului tehnologic și, uneori, un scurtcircuit incomplet,

d) dispariţia sau reducerea excesivă a tensiunii.

Pentru toți consumatorii electrici trebuie asigurată protecția la scurtcircuit. Ar trebui să funcționeze cu un timp minim de călătorie și ar trebui să fie dezactivat de curenții de aprindere.

Protecția la suprasarcină este necesară pentru toți consumatorii de energie în regim continuu, cu excepția următoarelor cazuri:

a) când supraîncărcarea receptoarelor electrice din motive tehnologice nu poate fi efectuată sau este improbabilă (pompe centrifuge, ventilatoare etc.),

b) pentru motoare electrice cu o putere mai mică de 1 kW.

Protecția la suprasarcină este opțională pentru motoarele electrice care funcționează în moduri pe termen scurt sau intermitent. În zonele periculoase, protecția la suprasarcină a receptoarelor electrice este obligatorie în toate cazurile. Protecția la joasă tensiune trebuie instalată în următoarele cazuri:

a) pentru motoarele electrice care nu pot fi conectate la rețea la tensiune maximă,

b) pentru motoarele electrice a căror pornire automată este inacceptabilă din motive tehnologice sau prezintă un pericol pentru personalul de service,

c) pentru alte motoare electrice, a căror oprire în cazul unei pene de curent este necesară pentru a reduce la valoarea admisă puterea totală de pornire a consumatorilor electrici conectați la rețea și eventual din punct de vedere al condițiilor de funcționare a mecanismelor.

În plus față de cele de mai sus, motoarele cu curent continuu, paralel și cu excitație mixtă trebuie protejate împotriva creșterilor excesive de viteză în cazurile în care astfel de creșteri pot duce la pericol pentru viața umană sau pierderi semnificative.

Protecția împotriva creșterii excesive a numărului de rotații poate fi realizată prin diferite relee speciale (centrifuge, cu inducție etc.).

Deoarece protecția la suprasarcină și scurtcircuit are o importanță deosebită în rețelele de energie, ne vom opri puțin mai detaliat asupra laturii fundamentale a acestei probleme.

Curentul de scurtcircuit trebuie oprit imediat sau aproape imediat. Valoarea sa în diferite părți ale rețelei poate fi foarte diferită, dar aproape întotdeauna se poate presupune că dispozitivele de protecție trebuie să oprească cu încredere și rapid orice curent care este semnificativ mai mare decât cel inițial și, în același timp, în niciun caz nu ar trebui să nu se poate declanșa la pornire normală.

Un curent de suprasarcină este orice curent care depășește curentul nominal al motorului, dar nu există niciun motiv pentru a solicita declanșarea motorului la fiecare suprasarcină.

Se știe că o anumită suprasarcină atât a motoarelor electrice, cât și a rețelelor de alimentare a acestora este permisă și că, cu cât suprasarcina este mai scurtă, cu atât valoarea acesteia este mai mare. Prin urmare, avantajele de protecție la suprasarcină ale unor astfel de dispozitive care au o „caracteristică dependentă”, adică al căror timp de răspuns scade pe măsură ce crește multiplu de suprasarcină, sunt clare.

Deoarece, cu excepții foarte rare, dispozitivul de protecție rămâne în circuitul motorului chiar și în timpul pornirii, acesta nu trebuie declanșat cu un curent de pornire de durată normală.

Din considerentele de mai sus, este clar că, în principiu, pentru protecția împotriva curenților de scurtcircuit, trebuie utilizat un dispozitiv neinerțial setat la un curent semnificativ mai mare decât cel inițial, iar pentru protecția la suprasarcină, dimpotrivă, un dispozitiv inerțial cu caracteristică dependentă, ales astfel încât să nu funcționeze la pornire temporizată. În cea mai mare măsură, aceste condiții sunt îndeplinite de o declanșare combinată care combină protecția la suprasarcină termică și declanșarea electromagnetică instantanee în cazul unui curent de scurtcircuit.

Numai un dispozitiv instantaneu configurat pentru un curent mai mare decât curentul de pornire nu asigură protecție la suprasarcină. Dimpotrivă, doar un dispozitiv inerțial cu caracteristică dependentă, care cu un raport mare de suprasarcină se declanșează aproape instantaneu, poate realiza ambele tipuri de protecție numai dacă poate fi reglat de curenții de aprindere, adică dacă timpul său de pornire este -mai mare decât durata ultimului.

Din acest punct de vedere, să evaluăm acum diferitele dispozitive de protecție utilizate.

Siguranțele, care anterior erau utilizate pe scară largă ca dispozitive de protecție, prezintă o serie de dezavantaje, principalele fiind:

a) aplicare limitată pentru protecția la suprasarcină, din cauza dificultății de stabilire a curenților de pornire;

b) insuficientă, în unele cazuri, puterea maximă deconectată,

c) continuarea funcționării motorului electric în două faze atunci când inserția se arde în a treia fază, ceea ce duce adesea la deteriorarea înfășurărilor motorului,

d) lipsa posibilității de a recupera rapid hrana,

e) posibilitatea utilizării inserțiilor necalibrate de către personalul operațional,

f) dezvoltarea unui accident cu unele tipuri de siguranțe, ca urmare a transferului arcului în faze adiacente,

g) o răspândire destul de mare a caracteristicilor timpului curent chiar și pentru produse omogene.

În comparație cu siguranțele, mașinile cu aer sunt dispozitive de protecție mai sofisticate, dar au acțiune nediscriminatorie, mai ales pentru curenții de întrerupere nereglați din mașinile cu instalații automate, deși mașinile universale au capacitatea de selectivitate, acest lucru se realizează într-un mod complicat.

Trebuie remarcat faptul că protecția la suprasarcină pentru instalarea dispozitivelor automate este asigurată de declanșatoare termice. Aceste declanșări sunt mai puțin sensibile decât releele termice ale demaroarelor magnetice, dar sunt instalate pe trei faze.

La mașinile universale, protecția la suprasarcină este și mai brută, deoarece au o singură eliberare electromagnetică. În același timp, este posibil să se efectueze protecție la subtensiune în mașinile universale.

Startere magnetice cu ajutorul releelor ​​termice încorporate, acestea asigură o protecție sensibilă la suprasarcină în două faze, dar datorită inerției termice mari a releului, nu asigură protecție la scurtcircuit. Prezența unei bobine de reținere în demaroare permite protecția la subtensiune.

Protecția la suprasarcină și scurtcircuit poate fi asigurată de releele electromagnetice și de inducție de curent, dar pot acționa și numai printr-un dispozitiv de declanșare, iar circuitele care le folosesc sunt mai complexe.

Având în vedere cele de mai sus și setul de cerințe pentru dispozitivele de control și protecție, se pot face următoarele recomandări.

1. Pentru controlul manual al receptoarelor electrice cu curenti de pornire mici pot fi

folosit chei de cuțit și siguranțe încorporate în diferite structuri electrice sau distribuție și cutii de alimentare… Cutiile YARV fără siguranțe sunt folosite ca dispozitive de deconectare pt linii de cărucior, autostrăzi etc.

2. Pentru controlul manual al motoarelor electrice cu putere de până la 3 — 4 kW, care nu necesită protecție la suprasarcină comutatoare de pachete.

3. Pentru motoarele electrice de până la 55 kW care necesită protecție la suprasarcină, cele mai comune dispozitive sunt demaroarele magnetice în combinație cu siguranțe sau întrerupătoarele de aer.

Cu o putere a motorului electric de peste 55 kW, contactoare electromagnetice în combinaţie cu relee de protecţie sau întrerupătoare de circuit de aer. Trebuie reținut că contactoarele nu permit întreruperea circuitului în cazul unui scurtcircuit.

4. Pentru controlul de la distanță a consumatorilor de energie electrică este necesară utilizarea demaroarelor magnetice sau a contactoarelor.

5. Pentru controlul manual al receptoarelor electrice cu un număr mic de porniri pe oră, este posibilă utilizarea întrerupătoarelor automate.