Захисно-відключающі пристрої Класифікація захисно-відключающих пристроїв
У сільськогосподарських електроустановках застосовують наступні пристрої:
• вбудованого температурного захисту;
• захисту електродвигунів і інших споживачів трифазного струму від роботи на двох фазах і від асиметрії міжфазових напруг;
• захисту від ураження електричним струмом.
Більшість захисно-відключающих пристроїв виконана з використанням елементів електроніки, що підвищує їх чутливість і забезпечує більш надійний захист електроустаткування, електропроводки й обслуговуючого персоналу від аварійних режимів, чому плавкі запобіжники, автоматичні вимикачі й теплові реле.
Пристрої вбудованого температурного захисту
Пристрої вбудованого температурного захисту (ПВТЗ) призначені для захисту від перегріву електродвигунів, в обмотки яких вбудовані датчики температури. У якості датчиків температури найчастіше застосовуються напівпровідникові резистори (позистори) СТ14-15 і СТ14-1А, провідність яких стрибкоподібно зменшується при температурах 105 і 130 °С відповідно. Позистори вбудовуються в лобові частини кожної фазної обмотки й з'єднуються послідовно. Температурні характеристики позисторов наведені на мал. 2.10.
На мал. 2.11 зображена схема ПВТЗ, призначеного для використання разом з електромагнітними пускачами в трифазних мережах напругою 220/380 В.
При нагріванні електродвигуна при його роботі під навантаженням нагріваються й позистори Rt а їх опір збільшується. При температурах нижче 105...135 °С збільшення опору позистора Rt незначне. Транзистор VТ2 при цьому відкритий, VТ1 — закритий, а на керуючому електроді тиристора VS буде потенціал, позитивний щодо катода. Тиристор відкриється, спрацює реле КV, яке своїм контактом включить котушку магнітного пускача, що управляє електродвигуном. При збільшенні температури обмоток електродвигуна вище припустимої опір позисторов різко зросте, у результаті чого транзистор VТ2 закриється, а VТ1 — відкриється. Закритий транзистор VТ2 відключить струм керування тиристором і він закриється. Котушка реле знеструмиться, а його контакти розірвуть ланцюг живлення котушки магнітного пускача, який відключить електродвигун. При обриві ланцюга датчиків температури пристрій не дозволить включити електродвигун у мережу.
Пристрій вбудованого температурного захисту забезпечуює більш ефективний захист електродвигунів від перевантаження, чим теплові реле, які є пристроями непрямої дії, тому їх настроювання не завжди відповідає дійсній температурі обмоток електродвигуна.
Пристрої захисту електродвигунів і інших споживачів трифазного струму від неповнофазних режимів
Для захисту електродвигунів, тиристорних перетворювачів і інших трифазних споживачів застосовуються реле контролю фаз. Ці пристрої реагують на обрив однієї фази, асиметрію міжфазних напруг і зворотне чергування фаз.
На мал. 212 наведена функціональна схема реле ЕВ-10. Пристрій містить граничний блок (ГБ), що включає три граничні елементи: логічну схему (ЛС), що полягає із тригерів Т1, Т2, схеми «И», що й диференціює RС-ланцюги; схему тимчасової затримки (СТЗ); вихідний пристрій, що полягає із транзистора VТ і реле КV.
Якщо напруги всіх фаз на вході реле перебувають у припустимих межах, то на виходах граничного блоку з'являються послідовності імпульсів, відповідні до частоти й порядку чергування фаз трифазної напруги. На виході логічної схеми послідовність імпульсів буде тільки в тому випадку, якщо на входи реле подана трифазна напруга із прямим порядком чергування фаз. Імпульси з виходу ЛС надходять на схему тимчасової затримки, на виході якої включений вихідний пристрій з вихідним реле КV.
При неприпустимих відхиленнях фазних напруг, обриві фази, порушенні чергування фаз на виході логічної схеми зникає послідовність імпульсів і після закінчення витримки часу елемент затримки видасть сигнал на відключення вихідного реле.
Перевагою реле ЕВ-10 є простота включення в схеми захисту симетричних трифазних електроприймачів різної потужності, недоліком — те, що контроль неповнофазного режиму забезпечується тільки до місця підключення реле, у той час як фазовий струмовий захист реагує на зникнення струму в будь-якім місці живлення трифазного споживача.
Система електронного безконтактного захисту призначена для захисту трифазних електродвигунів змінного струму з короткозамкненим або фазним ротором з номінальною напругою не більш 380 В потужністю від 3 до 45 кВт при наступних аварійних режимах:
• обрив кожного з фазних проводів;
• збільшення сили струму двигуна вище заданого значення;
• загальмовування ротора електродвигуна;
• асиметрія напруг фаз електромережі більш 15 %. На вимогу замовника система може бути додатково обладнана:
• функцією передпускового контролю опору ізоляції електродвигуна;
• виносними датчиками температури;
• захистом від зменшення сили струму навантаження нижче номінальному ( холостий хід).
Перевагами даного пристрою в порівнянні з аналогічними пристроями, що випускаються, захисту є:
• повна сумісність виробу з комутаційними апаратами, що раніше випускаються; монтаж пристрою може здійснюватися на місце теплового реле;
• простота настроювання й забезпечення контролю аварійних режимів за допомогою світлодіодів;
• можливість ( за бажанням замовника) індивідуальної наcтройки.
Короткі технічні характеристики системи електронного безконтактного захисту: відключення електродвигуна відбувається при перевищенні сили номінального струму в 1, 5 рази за 20 з; при збільшенні сили струму електродвигуна понад номінальну в 3, 5 рази відключення його від мережі живлення відбувається за 5 з; межа припустимого значення основної погрішності струму спрацьовування й часу затримки спрацьовування вихідного релейного каскаду не перевищує ±10 %; при обриві кожного з фазних проводів відключення електродвигуна відбувається за час не більш 2 з; відключення електродвигуна відбувається при досягненні температури статорної обмотки не більш 1,1 Tкл, де Tкл — температура класифікаційна, відповідна до припустимих температур розігріву ізоляції електричних машин; діапазон робочих температур -40 °С...+55 °С; вид кліматичного виконання УХЛ 4.04; ступінь захисту виробу IР40; габаритні розміри 70 х 82 х 100 мм; маса не більш 0,4 кг; за бажанням користувача може бути введена функція контролю кількості пусків електродвигуна.