Тепловые реле перегрузки Schneider Electric
Тепловые реле перегрузки Schneider Electric
Быстрый переход по статьи:
Тепловое реле – это электроприбор, который защищает электродвигатель от токовой перегрузки, «выпадания» фаз сети или затянутого пуска. Срок службы оборудования главным образом зависит от перегрузок в процессе работы. Длительность эксплуатации и надежность оборудования обеспечивается, за счет конкретной зависимости времени протекания тока от его значения. Когда ток становится больше номинального, повышается температура, что приводит к старению изоляции и соответственно, при повышении перегрузок, должно уменьшаться время действия.
Тепловые реле различают по нескольким признакам. По способу действия реле тепловой защиты двигателя делятся на электронные и механические (биметаллические). Самыми распространенными являются именно биметаллические тепловые реле, так как они более дешевые и просты в использовании. Электронные реле тепловой защиты двигателя более точные и имеют больше дополнительных настроек.
Система управления для двухвыводного электромотора
В патенте Германии DE19742916 (2001 г.) описана система управления для двухвыводного электромотора. Как показано на рис.2, система управления 1 для электромотора 2, имеющего выводы C и D, линиями А и В подключена к источнику питания.
Рис. 2. Система управления для двухвыводного электромотора.
Вывод С мотора соединен последовательно с управляющим элементом 3 (например, реле) и токоизмерительным прибором 4. Элементы 3 и 4 подключены к микроконтроллеру 5. К нему также подключены потенциометр 7, клавиатура 8, переключатель 6 и дисплей 11. Электромотор 2 управляет ударным механизмом 13 (это может быть другой электромотор).
Последовательно с которым также включен управляющий элемент 15 и токоизмерительный прибор 14. Система рассчитана на регулировку режимов основного и вспомогательного моторов при резких изменениях нагрузки (для бытовой техники).
Как выбрать защиту электродвигателя от перегрузки
Защита электродвигателя от перегрузки может осуществляться с помощью различных устройств. К ним относятся:
- плавкие предохранители с выключателем;
- реле защиты;
- тепловые реле;
- цифровые реле.
Наиболее простой метод — применение плавких предохранителей, которые срабатывают при возникновении КЗ в схеме питания двигателя. Их недостатком является чувствительность к большим пусковым токам двигателя и необходимость установки новых предохранителей после срабатывания.
Токовое реле защиты может выдерживать временные токовые перегрузки, возникающие при пуске двигателя, и срабатывает при опасном длительном увеличении тока потребления двигателя. После устранения перегрузки реле может вручную или автоматически подключать цепь питания.
Тепловые реле используются в основном внутри двигателя. Такое реле может представлять собой биметаллический датчик или терморезистор и устанавливаться на корпусе двигателя или непосредственно на статоре. При слишком высокой температуре двигателя реле срабатывает и обесточивает цепь питания.
Наиболее продвинутым является использование новейших систем защиты с применением цифровых методов обработки информации. Такие системы наряду с защитой двигателя от перегрузки выполняют дополнительные функции — ограничивают число переключений двигателя, с помощью датчиков оценивают температуру статора и подшипников ротора, определяют сопротивление изоляции устройства. Они могут быть использованы также для диагностики неисправностей системы.
Выбор того или иного метода защиты двигателя зависит от условий и режимов его работы, а также от ценности системы, в которой используется устройство.
11-3. Защита от многофазных коротких замыканий
Для защиты от многофазных коротких замыканий электродвигателей мощностью до 5 000 кВт обычно используется максимальная токовая отсечка. Наиболее просто токовая отсечка может быть выполнена с реле прямого действия встроенными в привод выключателя. С реле косвенного действия применяется одна из двух схем соединения трансформаторов тока и реле, приведенных на рис. 11-3 и 11-4. Отсечка выполняется с независимыми токовыми реле. Использование в схеме отсечки токовых реле с зависимой характеристикой (рис. 11-4) позволяет обеспечить с помощью одних и тех же реле одновременно защиту от коротких замыканий и перегрузки.
Защита от перегрева
Источник перегрева может находиться в обмотке статора, в роторе, подшипниках, в месте электрического подключения. Во всех перечисленных случаях тепловая энергия выделяется на корпусе электродвигателя. Как правило, источником нагрева является обмотка, поэтому температурные датчики обычно устанавливают около нее, в лобовой части двигателя, которая меньше всего охлаждается вентилятором обдува.
В качестве датчиков используют полупроводниковые PTC терморезисторы (термисторы или позисторы). Термисторная защита наиболее эффективна, поскольку реагирует на все возможные причины возникновения перегрева — заклинивание подшипников или нагрузки (быстрое нагревание), перегрузка, обрыв фазы или плохое охлаждение (медленное нагревание).
Стандартное сопротивление позистора при температуре +25°С должно быть не более 300 Ом. При повышении температуры до пороговой сопротивление резко возрастает до значений более 2 кОм.
Если электродвигатель расположен в ответственном месте, целесообразно установить несколько датчиков внутри него и на корпусе с целью постоянного мониторинга и быстрого реагирования на внештатные ситуации.
Для защиты от перегрева корпуса очень важно обеспечить правильную работу воздушного охлаждения. В системе охлаждения используется вентилятор обдува, крыльчатка которого насажена на вал электродвигателя. Эффективность обдува снижается с повышением температуры окружающей среды. Рабочая мощность двигателя может быть равна номинальной при температуре среды не выше 40°С.
При повышении температуры воздуха мощность на валу должна быть снижена, иначе двигатель начнет перегреваться. Так, при температуре окружающей среды +60°С мощность не должна превышать 82% от номинала.
На перегрев двигателя также влияет высота его установки над уровнем моря. Это связано с меньшей эффективностью отбора тепла воздушным потоком на больших высотах. Например, если на высотах до 1000 м рабочая мощность может быть равна номинальной, то на высоте 4000 м мощность необходимо снизить до 80%.
На большой высоте и при высокой температуре окружающей среды можно не понижать механическую мощность , если обеспечить принудительное интенсивное охлаждение. Более того, при интенсивном охлаждении и нормальных условиях работы можно добиться мощности выше номинала. В таких случаях нужно уделить особое внимание мониторингу температуры двигателя.
Терморезисторы, встраиваемые в обмотки
Второй тип внутренней защиты — это терморезисторы, или датчики с положительным температурным коэффициентом (PTC). Терморезисторы встраиваются в обмотки электродвигателя и защищают его при блокировке ротора, продолжительной перегрузке и высокой температуре окружающей среды. Тепловая защита обеспечивается с помощью контроля температуры обмоток электродвигателя с помощью PTC датчиков. Если температура обмоток превышает температуру отключения, сопротивление датчика меняется соответственно изменению температуры.
В результате такого изменения внутренние реле обесточивают контур управления внешнего контактора. Электродвигатель охлаждается, и восстанавливается приемлемая температура обмотки электродвигателя, сопротивление датчика понижается до исходного уровня. В этот момент происходит автоматическое приведение модуля управления в исходное положение, если только он предварительно не был настроен на сброс данных и повторное включение вручную.
Если терморезисторы установлены на концах катушки самостоятельно, защиту можно классифицировать только как TP 111. Причина в том, что терморезисторы не имеют полного контакта с концами катушки, и, следовательно, не могут реагировать так быстро, как если бы они изначально были встроены в обмотку.
Система, чувствительная к температуре терморезистора, состоит из датчиков с положительным температурным коэффициентом (PTC), устанавливаемых последовательно, и твердотельного электронного выключателя в закрытом блоке управления. Набор датчиков состоит из трёх — по одному на фазу. Сопротивление в датчике остаётся относительно низким и постоянным в широком диапазоне температур, с резким увеличением при температуре срабатывания. В таких случаях датчик действует как твердотельный тепловой автоматический выключатель и обесточивает контрольное реле. Реле размыкает цепь управления всего механизма для отключения защищаемого оборудования. Когда температура обмотки восстанавливается до допустимого значения, блок управления можно привести в прежнее положение вручную.
Все электродвигатели Grundfos мощностью от 3 кВт и выше оснащены терморезисторами. Система терморезисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC) считается устойчивой к отказам, так как в результате выхода из строя датчика или отсоединении провода датчика возникает бесконечное сопротивление, и система срабатывает так же, как при повышении температуры, — происходит обесточивание контрольного реле.
Многофункциональное реле контроля и защиты электродвигателя TeSys T
Описание: 
Что же такое TeSys T?
Это «профессиональная» защита электродвигателя. Tesys T-это система управления электродвигателем, обеспечивающая высокоэффективную многофункциональную защиту, измерение параметров и управление однофазными и трехфазными электродвигателями на токи от 0,4А до 810А
Что делает TeSys T?
Многофункциональное реле обеспечивает «абсолютную» защиту электродвигателя. У многофункционального реле TeSys T существует целый ряд функций, таких как:
- функции защиты
- функции измерения
- статистические функции
- диагностические функции
- сервисные данные
Кому интересно TeSys T?
TeSys T является эффективным решением для отраслей, связанных с повседневной жизнью, таких как: энергетика, нефтегазовая отрасль, химическая, фармацевтическая промышленность, обработка воды и т.д.
Система TeSys T полностью адаптирована к применению в промышленных установках в таких отраслях, как металлургия, цементная промышленность, бумажная промышленность, добыча полезных ископаемых. На подобных предприятиях предъявляются жесткие требования по надежности и безопасности. Для обеспечения вышеперечисленных требований, как правило, использовалось и используется целей ряд оборудования:
- реле контроля напряжения
- реле контроля фаз
- реле контроля изоляции
- реле контроля токов
- реле контроля токов утечки
- реле тепловое
- реле термисторное и т.д.
все вышеперечисленное оборудование необходимо собрать, согласовать, а если еще необходимо интегрировать все это в систему автоматизации, то данное решение получается громоздкое, дорогое, с низким коэффициентом надежности.
Компания Шнейдер Электрик разработала уникальное многофункциональное реле защиты и управления электродвигателем TeSys T, заменяющее одновременно целый ряд оборудования: реле контроля напряжения, тока, изоляции, фаз, а также реле защиты от токов утечки, перегрузки и т.д.
Разработчики многофункционального реле TeSys T применили самые современные достижения в области микропроцессорной техники, позволившие обеспечить необходимую логику работы TeSys T, не встречающуюся до этого ни в одном из существующих защитных устройств как отечественных, так и зарубежных производителей.
Реле обеспечивает защиту, не зависимую от системы автоматизации; имеет терминал местного управления, позволяющий отображать и изменять контролируемые параметры, а также диагностировать состояние системы; позволяет конфигурировать систему TeSys T с помощью ПО PowerSuite (существует бесплатное программное обеспечение, которое находится по адресу http://www.telemecanique.com.), а также подключаться к системам автоматического управления по шинам обмена данными (Modbus, DeviceNet, Profibus DP, CANopen).
Многофункциональное реле контроля и защиты электродвигателем TeSys T обеспечивает:
Функции защиты:
- защита от перегрузки (Class 5-30)
- термисторная защита электродвигателя
- защита от асимметрии фаз
- защита от обрыва фаз
- защита от неправильного чередования фаз
- защита от затянутого пуска электродвигателя
- защита от блокировки электродвигателя
- защита от токов утечки на землю
- защита от max и min значения тока
- защита от max и min значения напряжения и т.д.
Функции измерения:
- измерение линейного тока
- измерение тока утечки на землю
- измерение среднего значения токов
- измерение асимметрии токов
- измерение температуры электродвигателя
- измерение частоты
- измерение фазного напряжения
- измерение активной мощности
- измерение реактивной мощности
- измерение cos ф и т.д.
Статистические функции:
- количество аварийных отключений
- количество предупреждений о возможности срабатывания защит
- количество диагностических неисправностей
- количество контролируемых параметров электродвигателя
- журнал ошибок т.д.
Диагностические функции:
- диагностика температуры реле
- диагностика токовых цепей
- диагностика цепей напряжений
- диагностика сбоев сигналов команд (пуск, стоп, и т.д.)
- диагностика обмена данными и т.д.
Сервисные данные:
- время работы электродвигателя
- количество пусков электродвигателя в час
- время последнего пуска
- величина max значения тока и т.д.
Интеграция в системы автоматизации:
- Modbus
- CANopen
- Profibus DP
- DeviceNet
- Eternet TCP/IP
Благодаря возможности своевременного прогнозирования аварийных ситуаций, система TeSys T предотвращает остановку технологических процессов, минимизирует количество аварийных срабатываний.
К числу несомненных преимуществ использования TeSys T относится:
- возможность экономии количества устройств и места в шкафу;
- сокращение времени на ввод в эксплуатацию и расходов на складское хранение;
- повышенный коэффициент готовности оборудования;
- снижение вероятности возникновения аварийных ситуаций благодаря своевременному предоставлению информации о критическом состоянии;
- сокращение времени простоя благодаря автономному режиму работы;
- простая интеграция в системы автоматизации.
Принимая во внимание все вышесказанное, можно смело предположить, что новинка Schneider Electric — реле контроля и защиты электродвигателя TeSys T – сумеет завоевать признание на российском рынке.
Файлы для скачивания
- Каталог.
- Презентация.
Cерия модульных контакторов GC
Для управления одно-, трех- или четырехфазными электроприемниками
Автоматические выключатели для защиты промышленных цепей
Для защиты от перегрузок и коротких замыканий цепей управления промышленных установок
Выключатели-разъединители серии Vario
Для коммутации силовых электрических цепей активной, индуктивной или смешанной нагрузки на токах от 12 до 175А
Интеллектуальные пускатели Tesys E
Для применениях в схемах управления электроприводами на напряжение питания до 690 В переменного тока с частотой 50 и 60 Гц
Интеллектуальные пускатели Tesys U
Многофункциональные устройства коммутации и защиты, обеспечивающие пуск электродвигателей, защиту и управление однофазными и трехфазными двигателями, а также управление подключенными двигателями
Интеллектуальные пускатели Tesys U с магнитным расцепителем
Уникальная система защиты, управления и контроля работы электродвигателей
Вакуумные контакторы серии V ( на токи от 160А до 610А по АС3)
На токи от 160А до 610А по АС3
Контакторы c магнитной защелкой серии CR
На токи до 2750 А по АС-1
Контакторы серии D
На токи от 9 A до 150 А по АС-3
Контакторы серии F
На токи от 115 A до 800 А по АС-3
Контакторы серии К и SK
На токи от 6 до 16 А по АС-3
Серия пускателей TeSys
Контакторы и тепловые реле перегрузки до 65A
Пускатели Tesys
Прямого включения, реверсивные и «звезда-треугольник» (открытое и закрытое исполнение)
Многофункциональное реле контроля и защиты электродвигателя TeSys T
Профессиональная» защита электродвигателя на токи от 0,4А до 810А
Промежуточные реле Tesys серий S, K, D
Реле и контактные блоки с выдержкой времени и мгновенного действия
Автоматические выключатели для защиты электродвигателя
Автоматические выключатели для защиты электродвигателя
Тепловые реле перегрузки
Для защиты отходящих линий от перегрузки, заклинивания асимметрии фаз
Электронные реле перегрузки LR97D и LT47
для защиты машин с повышенным моментом нагрузки и устройств с большой инерцией
Электронные реле тепловой защиты электродвигателя LR9 F на токи от 30 до 630А
Для защиты от тепловых перегрузок в симметричных или несимметричных трёхфазных или однофазных сетях
Термисторные реле защиты
Для непрерывного контроля температуры защищаемых механизмов
