Избор на устройства за управление и защита

Изборът на комутационни устройства и защитни устройства за електрически приемници се прави въз основа на номиналните данни на последните и параметрите на тяхната захранваща мрежа, изисквания за защита на приемниците и мрежата от анормални режими, експлоатационни изисквания, по -специално честотата на включване и условия на околната среда на мястото на инсталиране на устройствата.

Избор на устройства по вид ток, брой полюси, напрежение и мощност

Проектирането на всички електрически устройства се изчислява и маркира от производителите за стойности на напрежение, ток и мощност, определени за всяко устройство, както и за конкретен режим на работа. По този начин изборът на оборудване за всички тези характеристики по същество се свежда до намиране, въз основа на данните от каталога, съответните видове и размери на апаратите.

Избор на устройства според условията на електрическа защита

Когато избирате защитни устройства, трябва да имате предвид възможността за следните анормални режими:

а) фазово-фазови къси съединения,

б) затваряне на фазата на корпуса,

в) увеличаване на тока, причинено от претоварване на технологично оборудване, а понякога и непълно късо съединение,

г) изчезването или прекомерното намаляване на напрежението.

Защита от ток на късо съединение трябва да се извършва за всички консуматори на електроенергия. Той трябва да работи с минимално време на пътуване и трябва да бъде деактивиран от пусковите токове.

Защита от претоварване се изисква за всички консуматори на енергия с непрекъсната работа, с изключение на следните случаи:

а) когато претоварването на електрическите приемници по технологични причини не може да се осъществи или е малко вероятно (центробежни помпи, вентилатори и др.),

б) за електрически двигатели с мощност по -малка от 1 kW.

Защитата от претоварване е незадължителна за електродвигатели, работещи в краткосрочни или периодични режими. В опасни зони защитата от претоварване на електрическите приемници е задължителна във всички случаи. Защитата от ниско напрежение трябва да бъде инсталирана в следните случаи:

а) за електродвигатели, които не могат да бъдат свързани към мрежата при пълно напрежение,

б) за електрически двигатели, чието самостоятелно стартиране е неприемливо по технологични причини или представлява опасност за обслужващия персонал,

в) за други електродвигатели, чието изключване при прекъсване на захранването е необходимо, за да се намали до допустимата стойност общата пускова мощност на електрическите консуматори, свързани към мрежата, и евентуално от гледна точка на работещите условията на механизмите.

В допълнение към горното, двигателите с постоянен ток, паралелни и смесени възбуждащи двигатели трябва да бъдат защитени срещу прекомерно увеличаване на скоростта в случаите, когато такова увеличение може да доведе до опасност за човешкия живот или до значителни загуби.

Защита срещу прекомерно увеличаване на броя на оборотите могат да се извършват от различни специални релета (центробежни, индукционни и др.).

Тъй като в електроенергийните мрежи защитата от претоварване и от късо съединение е от особено значение, ще се спрем малко по -подробно на фундаменталната страна на този въпрос.

Ток на късо съединение трябва да се изключи незабавно или почти незабавно. Стойността му в различни части на мрежата може да бъде много различна, но почти винаги може да се приеме, че защитните устройства трябва уверено и бързо да изключат всеки ток, който е значително по -висок от началния, и в същото време, в никакъв случай не трябва може да се задейства при нормално стартиране.

Ток на претоварване е всеки ток, превишаващ номиналния ток на двигателя, но няма причина да се изисква изключването на двигателя при всяко претоварване.

Известно е, че е допустимо определено претоварване както на електродвигателите, така и на техните захранващи мрежи и че колкото по-краткосрочно е претоварването, толкова по-голяма е неговата стойност. Следователно, предимствата за защита от претоварване на такива устройства, които имат «зависима характеристика», т.е., чието време на реакция намалява с увеличаване на множеството от претоварване, са ясни.

Тъй като, с много редки изключения, защитното устройство остава във веригата на двигателя дори по време на стартиране, то не трябва да се изключва със стартов ток с нормална продължителност.

От горните съображения става ясно, че по принцип за защита срещу токове на късо съединение трябва да се използва безинерционно устройство, настроено на ток, значително по-висок от началния, а за защита от претоварване, напротив, инерционен устройство със зависима характеристика, избрано така, че да не работи при времево стартиране. В най-голяма степен тези условия са изпълнени от комбинирано освобождаване, което комбинира защита от термично претоварване и мигновено електромагнитно изключване при ток на късо съединение.

Само едно моментално устройство, конфигурирано за ток, по -голям от началния, не осигурява защита от претоварване. Напротив, само едно инерционно устройство със зависима характеристика, което с голямо съотношение на претоварване се задейства почти мигновено, може да реализира и двата вида защита, само ако е в състояние да се настрои от пусковите токове, тоест ако времето работата му при стартиране е по-дълга от продължителността на последното.

От тази гледна точка нека сега да дадем оценка на различните използвани защитни устройства.

Предпазители, които преди са били широко използвани като защитни устройства, имат редица недостатъци, основните от които са:

а) ограничено приложение за защита от претоварване, поради трудността при настройка от пускови токове,

б) недостатъчна, в някои случаи, максималната изключена мощност,

в) продължаването на работата на електродвигателя в две фази, когато вложката изгори в третата фаза, което често води до повреда на намотките на двигателя,

г) липсата на възможност за бързо възстановяване на храната,

д) възможността за използване на некалибрирани вложки от оперативния персонал,

е) развитието на авария с някои видове предпазители, поради прехвърляне на дъгата към съседни фази,

ж) доста голямо разпространение на характеристиките на текущото време дори за хомогенни продукти.

В сравнение с предпазителите, въздушните машини са по-усъвършенствани устройства за защита, но те имат безразборно действие, особено при нерегламентирани прекъсващи токове в автоматични инсталационни машини, въпреки че универсалните машини имат възможност за селективност, това се извършва по сложен начин.

Трябва да се отбележи, че защитата от претоварване за инсталационни автоматични устройства се осъществява чрез термични освобождавания. Тези освобождавания са по -малко чувствителни от термичните релета на магнитни стартери, но са инсталирани на три фази.

В универсалните машини защитата от претоварване е още по -груба, тъй като те имат само едно електромагнитно освобождаване. В същото време в универсалните машини е възможно да се извърши защита от понижено напрежение.

Магнитни стартери с помощта на вградени термични релета те осигуряват чувствителна защита срещу претоварване в две фази, но поради голямата термична инерция на релето не осигуряват защита срещу късо съединение. Наличието на задържаща намотка в стартерите позволява защита от понижено напрежение.

Защитата от претоварване и късо съединение може да бъде осигурена от токови електромагнитни и индукционни релета, но те също могат да действат само чрез изключващо устройство, а веригите с тяхното използване са по-сложни.

Като се има предвид горното и съвкупността от изисквания за устройства за управление и защита, могат да се направят следните препоръки.

1. За ръчно управление на електрически приемници с ниски пускови токове може да бъде

използвани ключове за ножове и предпазители, вградени в различни електрически структури или разпределение и кутии за захранване… YARV кутиите без предпазители се използват като изключващи устройства за тролейбусни линии, магистрали и др.

2. За ръчно управление на електродвигатели с мощност до 3 — 4 kW, които не изискват защита от претоварване пакетни превключватели.

3. За електродвигатели до 55 kW, изискващи защита от претоварване, най -често срещаните устройства са магнитни стартери в комбинация с предпазители или въздушни прекъсвачи.

С мощност на електродвигател над 55 kW, електромагнитни контактори в комбинация със защитни релета или въздушни прекъсвачи. Трябва да се помни, че контакторите не позволяват прекъсване на веригата в случай на късо съединение.

4. За дистанционно управление на консуматори на електрическа енергия се налага използването на магнитни стартери или контактори.

5. За ръчно управление на електрически приемници с малък брой пускания на час е възможно да се използват автоматични превключватели.