3 veidi, kā pārslodzes releji aizsargā rūpnieciskos elektromotorus

Saskaņā ar IEEE motoru uzticamības apsekojumiem - aptuveni 55% priekšlaicīgu rūpniecisko motoru atteici ir radušies termiskās slodzes dēļ, un tieši šajā gadījumā pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā tiek saglabāta. Pārslodzes relejs nepārtraukti uzrauga motora strāvu un izslēdz kontaktoru pirms tinuma izolācijas noārdīšanās, izmantojot trīs atšķirīgus mehānismus: ilgstošas ​​pārslodzes uztveršanu, fāzes{3}}kļūdu noteikšanu un termiskās atmiņas modelēšanu. Pareizi ievērojiet šīs trīs lietas, un jūs pārtraucat maksāt par attīšanu ik pēc 18 mēnešiem.

Ko pārslodzes relejs dara motora aizsardzībā

Anpārslodzes relejsir strāvas-sensora aizsargierīce, kas uzstādīta motora vadības ķēdē, kas uzrauga strāvu, kas plūst uz elektromotoru, un automātiski pārtrauc ķēdi, ja šī strāva pārāk ilgi pārsniedz iepriekš iestatīto slieksni. Tās galvenais uzdevums ir vienkāršs, bet kritisks: neļaujiet motora tinumiem sasniegt temperatūru, kas pasliktina izolāciju. Praktiski pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā ir apturēt ilgstošu pārstrāvu no vara vārīšanas, pirms rodas neatgriezenisks bojājums.

Tā ir viena{0}}teikuma atbilde. Tagad izpakosim, kāpēc tas ir svarīgi.

Termiskās problēmas pārslodzes releji atrisina

Motora tinumi ir ietīti ar emaljas izolāciju -, parasti ar B klases (130 grādi), F klases (155 grādi) vai H klases (180 grādi) novērtējumu. Aptuveni ik pēc 10 grādiem virs vērtējumapusītesizolācijas kalpošanas laiks, noteikums, kas kodēts Arrhenius vienādojumā un uz kuru atsaucas NEMA MG 1. Tātad F klases motors, kas darbojas 20 grādu karstumā, ne tikai "darbojas silts" -, tas zaudē aptuveni 75% no paredzētā kalpošanas laika.

Lūk, āķis: motors var uzņemt 115%, 125%, pat 200% pilnas-slodzes ampēru (FLA), nekavējoties neizslēdzot ķēdes pārtraucēju. Slēdzis redz, ka strāva ir zemāka par īssavienojuma slieksni. Tikmēr tinumi uzsilst eksponenciāli. Šī atstarpe - starp "normālu" un "īssavienojumu" - ir tieši tā vieta, kur darbojas pārslodzes relejs.

Ko relejs patiesībā jūt

Pārslodzes relejs tieši nemēra tinuma temperatūru (ja vien tas nav savienots pārī ar iegultiem termistoriem). Tā vietā tasmodeļiemtinumu siltumu, vērojot strāvu laika gaitā. Dominē divas tehnoloģijas:

Termiskie (bimetāla) releji- strāva iet caur sildelementu, kas saliec bimetāla sloksni. Kad sloksne novirzās pietiekami tālu, tā atver kontaktu. Lēts, izturīgs un pēc savas būtības{3}}pielāgojas apkārtējai temperatūrai.

Elektroniskie (cietvielu{0}}releji- strāvas transformatori baro mikroprocesoru, kas darbina īstu I²t termisko modeli, bieži ar iebūvētu fāzes-zaudējumu un zemes{2}}kļūdu noteikšanu. Precīzāki, dārgāki un programmējami plašākā FLA diapazonā.

Abos veidos tiek īstenots viens un tas pats princips, kas aprakstīts IEC un NEMA standartos motora aizsardzībai pret pārslodzi: motorā radītais siltums ir proporcionāls strāvas kvadrātam (I²R zudumi), tāpēc, palielinoties strāvai, izslēgšanas laikam ir dramatiski jāsaīsinās.

Kur tas atrodas motora vadības ķēdē

Standarta tiešās{0}}on-līnijas (DOL) starterī pārslodzes relejs ir pievienots lejpus kontaktora un augšpus motora vadiem. Tā galvenajiem kontaktiem ir pilna motora strāva; tā palīgkontakts (parasti -slēgts 95-96 kontakts) ir pievienots kontaktora turētājā-spoles ķēdē. Kad relejs atslēdzas, tiek atvērts palīgkontakts, kontaktors izslēdzas un motors tiek atslēgts- — parasti 2–30 sekunžu laikā pie 600% FLA atkarībā no atvienošanas klases.

Lauka piemērs, kas man iekrita

Mani izsauca uz notekūdeņu iekārtu pēc tam, kad 75 ZS dūņu sūkņa motors izdega otro reizi 14 mēnešu laikā. Īsstrāvas slēdzis nekad nebija nostrādājis. Pārbaudot, termiskās pārslodzes relejs tika iestatīts uz 105 A -, bet motora datu plāksnīte FLA bija 92 A un apkalpošanas koeficients bija 1,15. Kāds bija "uzspiedis" ciparnīcu, lai palaišanas laikā apturētu traucējošos braucienus. Šis iestatījums, kas pārsniedz{11}14%, ļauj motoram darboties ar noturīgu 110% slodzi katru karstu pēcpusdienu. Mēs nomainījām motoru (4200 USD), pārkalibrējām releju līdz 96 A (1,15 × 92 × 0,90 drošības rezerve SF motoriem, atbilstoši NEC 430,32), un iekārta tagad ir darbojusies 31 mēnesi bez vēl vienas kļūmes.

Nodarbība: pārslodzes relejs darbojas nevainojamikad tas ir pareizi iestatīts. Operatori, kas to uzvar, joprojām ir galvenais iemesls, kāpēc motori neizdodas pārkarst, saskaņā ar EPRI motoru uzticamības pētījumiem, kas aptuveni 30% rūpniecisko motoru kļūmju attiecina uz termisko pārslodzi.

Kas tas nav

Izplatīts nepareizs uzskats: pārslodzes relejs irnēīssavienojuma aizsargs-. Tas nenovērsīs pieskrūvētu kļūdu -, kas ir motora ķēdes aizsarga (MCP) vai drošinātāja uzdevums. Tas arī neaizsargās pret izolācijas pārrāvumu, gultņu atteici vai vienfāzu motora spailēm, ja vien tam nav fāzes zudumu noteikšanas (lielākajai daļai elektronisko releju tā ir; lielākajai daļai bimetāla elementu nav).

Padomājiet par pārslodzes releju kā motora termiskā aizsarga - šauru uzdevumu, dzīvības-vai-nāves nozīmi. Nākamajā sadaļā ir aprakstīti trīs konkrētie aizsardzības režīmi, ko tas nodrošina, un tas, kā katrs no tiem atbilst reālam kļūmes mehānismam, ko redzēsit rūpnīcas stāvā.

Pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā, kas parādīta DOL startera panelī

Trīs galvenie veidi, kā pārslodzes releji aizsargā rūpnieciskos motorus

Trīs aizsardzības mehānismi veic smaguma celšanu:ilgstoša aizsardzība pret pārslodzi, fāzes zuduma un strāvas nelīdzsvarotības noteikšana, unuz termisko-atmiņu-balstīta brauciena koordinācija. Kopā tie veido aptuveni 90% bojājumu scenāriju, kas nogalina trīs-fāzu indukcijas motorus lauka - gultņu pārkaršanu, statora tinumu izolācijas bojājumu un rotora stieņa lūzumu. Nepalaidiet garām kādu no šiem, un jūs būtībā braucat ar motoru neapdrošināts.

Lūk, īsa versija pirms dziļās niršanas:

Funkcija 1 - Pārstrāva/termiskā pārslodze:izslēdz kontaktoru, kad darba strāva pietiekami ilgi pārsniedz iestatīto FLA (Full Load Amps), lai apdraudētu tinumu izolāciju.

Funkcija 2 - fāzes zudumi un nelīdzsvarotība:nosaka vienas{0}}fāzes un asimetriskas strāvas, kas rotorā rada destruktīvu negatīvu-sekvences sildīšanu.

Funkcija 3 - Termiskā atmiņa un brauciena klase:atceras iepriekšējo karsēšanu, tāpēc ātra restartēšana nevar lēnām pagatavot motoru, un saskaņo izslēgšanas ātrumu ar motora paātrinājuma profilu.

Funkcija 1: Nepārtraukta pārstrāvas aizsardzība

Galvenā pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā ir vērot strāvas padevi laika gaitā - nevis momentāni, bet integrēti pret I²t līkni. Motors, kura jauda ir 20 A FLA, var izturēt 24 A (120 % slodze) stundas, bet iztur 60 A (300%) tikai aptuveni 20 sekundes, pirms sāk noārdīties izolācijas klases B vai F tinumi. Relejs pārvērš šo termisko matemātiku par brauciena lēmumu.

Pēc manas pieredzes, nododot ekspluatācijā 75 kW konveijera piedziņu cementa rūpnīcā, mēs pamanījām pakāpeniski stingrāku pārnesumkārbu.jono šīs funkcijas. Darbības strāva sešu nedēļu laikā pieauga no 128 A līdz 141 A - joprojām zem 145 A atvienošanas sliekšņa, taču elektroniskais relejs reģistrēja tendenci. Mēs izvilkām ātrumkārbu, pirms tā sagrāba. Krampji ar pilnu slodzi nozīmētu bloķēta-rotora notikuma zīmējumu 6 × FLA un, iespējams, statora attīšanu, kas izmaksātu aptuveni 8000 USD plus trīs dīkstāves dienas.

2. funkcija: fāzes zuduma un strāvas nelīdzsvarotības noteikšana

Viena{0}}fāze ir klusais slepkava. Kad viena no trim barošanas fāzēm izslēdzas - izdedzis drošinātājs, vaļīga uzgaļa, elektrotīkla kļūme -, noslogots motors turpina darboties divās fāzēs, bet strāva pārējās fāzēs palielinās aptuveni 1,73 ×, lai saglabātu griezes momentu. Vēl mānīgāk, trūkstošā fāze rada lielunegatīvās-secības strāvakas griež apgrieztu magnētisko lauku caur rotoru, radot siltumu aptuveni 5–6 reizes no ekvivalentās pozitīvās -secības strāvas ātruma.

Pamata bimetāla releji to nosaka netieši (izdzīvojušās fāzes pārkarst savas sloksnes). Mūsdienu elektroniskie pārslodzes releji mēra to tieši un ieslēdzas 3 sekunžu laikā pēc fāzes zuduma gadījuma atbilstoši IEC 60947-4-1 prasībām. Lai iegūtu detalizētu informāciju par to, kā nelīdzsvarots spriegums bojā motorus, NEMA norādījumi NEMA MG 1 joprojām ir atsauce — 3,5% sprieguma nelīdzsvarotība vien samazina motora kalpošanas laiku uz pusi.

3. funkcija: termiskā atmiņa un brauciena klases koordinācija

Šeit atšķiras lēta aizsardzība un laba aizsardzība. Pēc motora iedarbināšanas pārslodzes gadījumā tā tinumi ir karsti. Ja nekavējoties atiestatīsit un restartēsit, nākamais pārslodzes notikums tiks aktivizēts ātrāk - vai tam vajadzētu būt. Releji artermiskā atmiņasaglabā uzkrātā siltuma modeli pat atdzišanas periodā, novēršot atkārtotu restartēšanu no termiskiem bojājumiem nemanāmi.

Brauciena klase nosakacik ātrirelejs atslēdzas pie 600% no FLA (bloķēta{1}}rotora strāvas etalons):

Neatbilstoša brauciena klase ir 1. neērtības-atslēgšanās iemesls, ko redzu audita apmeklējumos. 10. klases relejs lielam inducētam-vilces ventilatoram iedarbināsies katru reizi, jo ventilatoram ir vajadzīgas 18–25 sekundes, lai sasniegtu ātrumu, un šajā laikā strāva ir 500–600% FLA. Jauniniet uz 30. klasi, un relejs iztur tik ilgu paātrinājumu, nezaudējot aizsardzību ilgstošas ​​pārslodzes gadījumā.

Tālāk redzamajā Automatedo video ir aprakstīts fiziskais savienojums un darbības princips, kas palīdz nostiprināt šo trīs funkciju darbību vadības panelī:

Katrā no nākamajām trim sadaļām ir detalizēti aprakstīta viena funkcija - fizika, iestatījumi un lauka-diagnostikas norādes, kas norāda, vai jūsu relejs patiešām veic savu darbu.

Aizsardzības funkcija 1 - Ilgstoša pārstrāva un termiska pārslodze

Pārslodzes releja galvenais uzdevums ir modelēt siltuma pieaugumu jūsu motora tinumos un atvienot strāvu, pirms izolācija sabojājas.Tas tiek darīts, nepārtraukti salīdzinot izmērīto līnijas strāvu ar motora pilnas slodzes ampēru (FLA) vērtējumu, pēc tam piemērojot apgrieztu -laika līkni -, jo lielāka ir pārstrāva, jo ātrāks atvienojums. 15% pārslodze var tikt pieļauta 10+ minūtes; 600% pārslodze izslēdzas dažu sekunžu laikā. Šī termiskā emulācija ir galvenā pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā, un, ja tā ir nepareizi, tā ir atšķirība starp motoru, kas kalpo 20 gadus, un motoru, kas pats uzvārās 20 mēnešos.

Kā patiesībā darbojas apgrieztā{0}}laika līkne

Motors ar datu plāksnītes strāvu darbojas vienmērīgā līdzsvara temperatūrā -, parasti B klases paaugstināšanās (80 grādi) vai F klases paaugstināšanās (105 grādi) virs apkārtējās vides. Nospiediet strāvu virs FLA, un siltums uzkrājas ātrāk, nekā rāmis to spēj izkliedēt. Attiecības nav lineāras. Tinumu siltuma ģenerēšana mērogojas ar strāvas kvadrātu (I²R zudumi), tāpēc tikai 20% pārstrāva rada par 44% vairāk siltuma, nevis 20%.

Releja apgrieztā{0}}laika līkne atspoguļo šo fiziku. Tipiski termiskā brauciena laiki izskatās šādi:

10. klase ir visizplatītākā izslēgšanas klase vispārējiem rūpnieciskajiem motoriem. 20. klase pieļauj ilgāku iedarbināšanu (augstas-inerces ventilatori, centrifūgas), un 30. klase ir paredzēta ārkārtīgi lielai{5}}inerces slodzei. Izvēlies nepareizo klasi un vai nu apgrūtinās-braucienu katrā palaišanas reizē, vai ļauj bloķētam rotoram kūpināt tinumus. NEMA ICS 2 standarts precīzi nosaka šīs līknes.

Kāpēc ilgstoša pārstrāva iznīcina izolāciju?

Motora izolācijas kalpošanas laiks atbilst Arrēnija vienādojumam - ķīmiskā noārdīšanās dubultojas par katru 10 grādu pieaugumu virs nominālās temperatūras. F klases motors, kas paredzēts 20 000 stundām 155 grādu tinuma temperatūrā, samazinās līdz aptuveni 10 000 stundām pie 165 grādiem un aptuveni 5000 stundām pie 175 grādiem. Nepārtraukti darbiniet motoru ar 115% FLA bez aizsardzības, un vienā sezonā varat zaudēt pusi no tā projektētā kalpošanas laika.

Kļūmes režīms nav dramatisks. Laka uz magnēta stieples lēnām trauslējas, saplaisā un galu galā ļauj pagriezt-pārvērt{2}}šortus. Tiklīdz veidojas īss, palielinās lokāls strāvas blīvums, veidojas karstais punkts, un tinums izdeg dažu minūšu laikā. Pārslodzes relejs pārtrauc šo ķēdi ilgi pirms tās sākšanas, iedarbinot siltuma apvalku, kuram motors bija paredzēts.

Pieredze uz vietas: kur ir nepareizi izvēlēti izmēri

Pagājušajā gadā es pārbaudīju 40 ZS sūkņa motora modernizāciju pašvaldības ūdens stacijā, kur operatori aptuveni divas reizes nedēļā turpināja atiestatīt bimetāla releju, kas radīja traucējumus. Relejs nebija traucējošs, - tas darīja savu darbu. Clamp-mēra rādījumi uzrādīja 58 A strāvu pret 52 A FLA datu plāksnīti. Darbrata klīrenss bija novirzījies, un motors mēnešiem ilgi darbojās ar 112% FLA. Mēs novērsām mehānisko problēmu, un tas pats relejs (tie paši iestatījumi) nav nostrādājis 14 mēnešu laikā. Trīs atkāpes no šī darba:

Uzticieties ceļojumam, pirms uzticaties operatoram.Atkārtoti braucieni tajā pašā strāvas līmenī gandrīz vienmēr norāda uz reālu problēmu, nevis bojātu releju.

Iestatiet skalu uz datu plāksnītes FLA, nevis slēdža reitingu.Esmu redzējis, ka releji ir iestatīti uz 125% FLA "lai apturētu atslēgšanos" -, tieši tā tinumi tiek pagatavoti.

Pareizi ņemiet vērā apkalpošanas faktoru.1,15 SF motors var darboties ar 115% FLA nepārtraukti, bet tikai ar nominālo apkārtējās vides (40 grādi) un nominālo spriegumu. Apkārtējā temperatūra virs 40 grādiem vai netīrā kamerā, samaziniet.

Termiskā atmiņa: funkcija, kas novērš atkārtotas palaišanas{0}}bojājumus

Šis ir smalkums, ko daudzi apkopes tehniķi palaiž garām. Pēc termiskā izslēgšanas tinums ir karsts - bieži par 180 grādiem vai vairāk. Nekavējoties atiestatot un restartējot, izolācijas sistēmā, kas jau ir noslogota, tiek ievadīta vēl 6 reizes. Kvalitatīvie pārslodzes releji (un visi elektroniskie pārslodzes releji, kas atbilst standartam IEC 60947-4-1) izmanto termisko atmiņu: izslēgšanas karodziņš paliek bloķēts, līdz aprēķinātā tinuma temperatūra nokrītas atpakaļ līdz drošam līmenim, parasti 5–20 minūtes atkarībā no motora izmēra. Plašāk mēs to aplūkosim 5. sadaļā, taču šeit ir svarīgi to saprast, jo, apejot termisko atmiņu, saglabājams motors kļūst par lūžņiem.

Bāzes līnija ir ilgstoša aizsardzība pret pārslodzi. Fāzu zudums un nelīdzsvarotība, kas tiks aplūkota tālāk, ir vieta, kur motori mirst visātrāk - un daudzos lētos relejos trūkst.

Pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā, kas parāda apgrieztu{0}}laika izslēgšanas līkni un FLA skalas iestatījumu

Aizsardzības funkcija 2 - Fāzes zuduma, nelīdzsvarotības un apstāšanās noteikšana

Fāzes zudumi, strāvas nelīdzsvarotība un bloķēta{0}}rotora apstākļi ir trīs-fāzu motoru - defektu "klusie slepkavas", kuru gadījumā vidējā strāva var izskatīties maldinoši normāla, kamēr viens tinums tiek sabojāts mazāk nekā 60 sekunžu laikā. Pareizi noteikta pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā nosaka šos asimetriskos un pārejošos defektu parakstus, izmantojot diferenciālās fāzes sensoru, negatīvās -sekvences strāvas analīzi un iestrēgšanas-atklāšanas loģiku, atslēdzoties ilgi pirms tam, kad reaģētu tikai termiskie modeļi.

Kāpēc viena{0}}fāze iznīcina motorus ātrāk nekā pārslodze?

Kad izkrīt viena no trim barošanas fāzēm - izdedzis drošinātājs, kontaktora vaļīga izciļņa, korozijas atvienošanas lāpstiņa - noslogots asinhronais motors neapstājas. Tas turpina darboties atlikušajās divās fāzēs. Tā ir problēma.

Atlikušajiem diviem tinumiem jābūt aptuveni1,73 × (√3) to parastā strāvalai radītu tādu pašu griezes momentu. Trīsstūrveida-tinuma motorā iekšējā cirkulējošā strāva bojātajā tinuma atzarā var palielināties līdz 2,4 x. Saskaņā ar NEMA MG 1 norādījumiem F klases izolācijas sistēma zaudē aptuveni pusi no sava kalpošanas laika par katriem 10 grādiem, kas pārsniedz tās vērtējumu -, un viena -fāze var paaugstināt tinuma temperatūru virs 200 grādiem mazāk nekā minūtē.

Klasiskā termiskā pārslodze, kas iestatīta uz 115% FLA, var nedarboties pietiekami ātri, jo līnijas strāva, kas aprēķināta vidēji pāri tam, ko relejs "redz", var izskatīties robežās, kamēr viens tinums jau nedarbojas. Tāpēc fāzes{2}}zaudējumu noteikšanai ir jābūt atsevišķam loģiskam ceļam, nevis termiskās modelēšanas blakusproduktam.

Kā mūsdienu releji nosaka fāzes zudumu un nelīdzsvarotību

Elektroniskie pārslodzes releji - Siemens SIRIUS 3RB, Eaton C440, Schneider TeSys T, Allen-Bradley E300 - izmanto trīs neatkarīgus strāvas transformatorus (vienu katrā fāzē) un nepārtraukti tos salīdzina. Dominē divas noteikšanas metodes:

Diferenciālo fāžu salīdzinājums:Ja zemākā fāzes strāva nokrītas zem ~30–40% no augstākās, relejs paziņo fāzes zuduma stāvokli un izslēdzas 3–5 sekundēs neatkarīgi no vidējās slodzes.

Negatīvās{0}}secības pašreizējā analīze:Relejs sadala trīs{0}}fāzu strāvu pozitīvās- un negatīvās-secības komponentos (atbilstoši simetrisko komponentu teorijai). Pat neliela sprieguma nelīdzsvarotība rada nesamērīgi negatīvas-secības strāvu, kas asimetriski silda rotora stieņus. Parastais atvienošanas slieksnis ir I₂ > 40% no I₁ 10 sekundes.

Bimetāla (termiskie) releji to apstrādā rupjāk. Diferenciālais mehānisms fiziski pastiprina "aukstās" bimetāla sloksnes kustību attiecībā pret abām "karstajām", paātrinot braucienu par aptuveni 25–40%. Tas darbojas -, bet reakcijas laiks ir lēnāks un slieksnis nav regulējams.

Apstāšanās un bloķēta{0}}rotora (iestrēgšanas) noteikšana

Apstājies motors velk6–8× pilnas-slodzes strāvauz nenoteiktu laiku, bez ventilatora dzesēšanas, jo vārpsta negriežas. Bez īpašas iestrēgšanas loģikas jūs paļaujaties uz I²t termisko līkni, kas 10. klases relejam aizņem apmēram 10 sekundes pie 600% strāvas -, kas bieži vien ir pārāk ilgi, lai konveijera pārnesumkārba jau nogrieztu atslēgu.

Elektroniskie releji pievieno atsevišķuiestrēguma noteikšanaFunkcija: tiklīdz motors ir pabeidzis paātrinājumu (parasti definēts kā strāva, kas nokrītas zem 150%, ja ir lielāka vai vienāda ar 1 sekundi), jebkura turpmākā novirze virs lietotāja iestatītā sliekšņa (parasti 200–400% FLA) izslēdz motoru 0,5–2 sekundēs. Tas pilnībā apiet termisko līkni mehāniskiem iestrēgumiem pēc-startēšanas.

Lauka nodarbība, kas klientam izmaksāja 40 stundas dīkstāves

Mani izsauca uz notekūdeņu sūkņu staciju pēc trešās zemūdens sūkņa atteices 18 mēnešu laikā. Katru reizi tinumu pretestības testi uzrādīja vienas fāzes atvērto - klasisko vienas-fāzes parakstu. Uzstādītie 20. klases bimetāla releji tika-pārbaudīti un "izturēti". Faktiskais vaininieks: sarūsējis augšējais kontaktora spailes, kas periodiski atvērās zem slodzes. Tā kā releji paļāvās tikai uz termisko integrāciju, līdz brīdim, kad tie ieslēdzās, sūknis jau vairākas reizes darbojās vienā-fāzē 90+ sekundes.

Mēs tos nomainījām ar elektroniskiem relejiem ar 4-otrās fāzes{10}}zaudējumu atvienojumu un 35% nelīdzsvarotības slieksni. Vidējais laiks starp kļūmēm bija no 6 mēnešiem līdz 4+ gadiem, un modernizēšana atmaksājās mazāk nekā 90 dienu laikā, veicot vienu izvairīties no attīšanas (apmēram 4800 $ par sūkni). Mācība: ja jūsu process nepieļauj neplānotas apstāšanās, tikai termiskā aizsardzība ir nepatiesa ekonomija.

Praktiski iestatījumi vairumam tehniķu trūkst

Motoriem ar VFD,atspējot negatīvās{0}}secības aizsardzību pirms diska- pats diskdzinis apstrādā fāzes līdzsvaru, un harmonikas radīs traucējumus.

Motoriem, kas iedarbina pret lielu inerci (drupinātāji, lieli ventilatori), iestatietiesprūšanas novēršanas taimeri līdz vismaz 1,5 reizes izmērītajam paātrinājuma laikam, vai relejs nostrādās parasto palaišanas laikā.

Pārbaudiet fāzes-zaudējumu reakciju ar īstu vienas-fāzes testu (paceliet vienu līniju-sānu drošinātāju bez-slodzes), nevis tikai pašpārbaudes-pogu. Apmēram 15% no manis{7}}pārbaudītajiem bimetāla relejiem neiztur šo testu, neskatoties uz to, ka tie ir izturējuši iebūvēto{8}}diagnostiku.

Fāzes un apstāšanās aizsardzība ir vieta, kur pārslodzes releji atdalās no vienkāršiem drošinātājiem. Tālāk mēs apskatīsim, kā termiskā atmiņa un izslēgšanas klases koordinācija apstrādā atkārtotus iedarbināšanu un cikliskas slodzes -, kas ir trešais mūsdienu motora aizsardzības pīlārs.

pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā, kas nosaka vienas{0}}fāzes stāvokli trīs-fāzu motorā

Aizsardzības funkcija 3 - Termiskā atmiņa un brauciena klases koordinācija

Izslēgšanas klase nosaka, cik ātri relejs reaģē uz pārslodzi, savukārt termiskā atmiņa ļauj tam "atcerēties" iepriekšējos sildīšanas ciklus, tādējādi neļaujot karstam motoram atkārtoti iedarbināties, radot bojājumus.10., 20. un 30. klase attiecas uz maksimālo sekunžu skaitu, kad relejs izturēs 600% pilnas slodzes strāvas pirms atvienošanas. Izvēloties nepareizo klasi, jūs vai nu traucējat-izbraucienu katrā startā, vai arī apturat tinumus stenda laikā. Šis ir trešais pīlārs pārslodzes releja funkcijai motora aizsardzībā - un, iespējams, visvairāk pārprastais.

Ko patiesībā nozīmē ceļojuma klase

IEC 60947-4-1 un NEMA ICS 2 standarti nosaka izslēgšanas klasi pēc izslēgšanas laika 7,2 × FLA no aukstās palaišanas. Lūk, ko katra klase pieļauj:

Īkšķis: jūsu brauciena klasei ir jābūt garākai par motora faktisko palaišanas laiku, bet īsākai par motora karstās apstāšanās izturēšanas laiku. Šī plaisa bieži ir šaura.

Kāpēc termiskā atmiņa maina visu

Pamata bimetāla relejs atdziest, kad motors apstājas. Elektroniskais relejs ar termisko atmiņu izseko aprēķināto I²t siltuma modeli pat tad, ja tiek atvienota strāva -, tādēļ, ja motors ieslēdzas, atdziest 30 sekundes un operators nospiež restartēt, relejs jau zina, ka tinumi joprojām atrodas pie, iespējams, 80% no siltuma jaudas. Tas vai nu bloķē restartēšanu, vai arī izslēdzas ātrāk nākamās pārslodzes gadījumā.

Tas ir svarīgi, jo NEMA MG 1-2016 ierobežo standarta B dizaina motorus ar diviem aukstā iedarbinājumiem vai vienu karsto iedarbināšanu stundā. Relejs bez termiskās atmiņas nevar to nodrošināt. IEEE dokuments par motora aizsardzības koordināciju apstiprina, ka atkārtota restartēšana bez dzesēšanas rada ievērojamu priekšlaicīgu izolācijas bojājumu daļu — IEEE 3004.8 standarts motora aizsardzībai īpaši izsauc siltuma atmiņu kā obligātu funkciju kritisko procesu motoriem.

Lauka nodarbība par klases atlasi

Pagājušajā gadā es nodevu ekspluatācijā 75 kW āmuru dzirnaviņas barības rūpnīcā, kas traucēja{1}}atslēgties 8 sekunžu laikā pēc katra palaišanas. OEM bija norādījis 10. klases releju. Problēma: ar spararatu-nolādētajām āmuru dzirnavām bija 18 sekunžu paātrinājuma līkne, kas lielākajā daļā šīs rampas izvilka aptuveni 550% FLA.

Mēs mainījāmies uz 30. klases elektronisko releju un atkārtoti-izmērījām bloķētā-rotora izturības laiku uz motora datu plāksnītes: 14 sekundes karsts. Tā kā 30 sekundes > 14 sekundes, tikai 30. klase būtu nedroša iestāšanās laikā. Labojums bija 30. klases relejsariestrēgšanas/aizstrēgšanas noteikšana ir ieslēgta atsevišķi pie 300% FLA pēc sākuma pabeigšanas signāla -, kas izslēdzas mazāk nekā 2 sekundēs, ja dzirnaviņas iestrēgst vidū-. Nākamo 90 dienu laikā traucējošo braucienu skaits samazinājās no aptuveni 6 nedēļām līdz nullei.

Nodarbība: braucienu klase aptver startu; iestrēgumu noteikšanas vāki darbojas. Abu sajaukšana ir visizplatītākā izmēra kļūda, ko es redzu rūpnieciskajās grīdās.

Klases saskaņošana ar darba ciklu

Darba cikls maina matemātiku. Motoram, kas darbojas ar pārtraukumiem S4 (bieži iedarbina), ir nepieciešams relejs, kas uzkrāj termisko atmiņu vairākos palaijumos vienas stundas laikā. Bez tā 4. starts izskatās identisks releja startam Nr. 1, lai gan tinumi tagad ir par 40–50 grādiem karstāki.

Nepārtraukts darbs (S1):Gandrīz vienmēr pietiek ar 10. klasi.

Smaga iedarbināšana (augsta inerce):20. vai 30. klase, pārbaudīta pret bloķēta-rotora izturību.

Bieža iedarbināšana (S4/S5):Elektroniskais relejs ar kumulatīvo termisko atmiņu nav-apspriežams.

VFD{0}}motori ar mazu ātrumu:Izmantojiet PTC termistoru vai{0}}uzmontētu motoru RTD, jo pašdzesētie motori zaudē līdz 60% dzesēšanas jaudas zem 30 Hz - pašreizējie- modeļi vien par zemu novērtē siltumu.

Koordinācijas līknes lasīšana

Katra nopietna releja datu lapa publicē laika{0}}strāvas līkni. Novietojiet šo līkni virs motora termiskā bojājuma līknes un sākuma līknes tajā pašā žurnāl-loga diagrammā. Releja līknei jāatrodas virs palaišanas līknes (bez traucējošiem atvienojumiem) un zem termisko bojājumu līknes (motors izdzīvo). Ja līknes krustojas, jums nav aizsardzības loga - mainiet klasi vai releju. Gan Schneider, gan Rockwell publicē bezmaksas koordinācijas rīkus; izmantojiet tos pirms aparatūras pasūtīšanas.

Termiskā atmiņa un brauciena klases koordinācija atdala lētu starteri no īstas aizsardzības sistēmas. Ievērojiet to pareizi, un jūs to redzēsiet dīkstāves žurnālos.

Atvienošanas klases koordinācijas līknes pārslodzes releja funkcijai motora aizsardzībā, kas parāda 10., 20. un 30. klases termiskos raksturlielumus

Kā termiskie un elektroniskie pārslodzes releji nodrošina šīs funkcijas

Bimetāla termiskajos relejos tiek izmantota fiziska siltuma izplešanās, lai atdarinātu motora temperatūru, savukārt elektroniskajos (cietvielu{0}}relejos) tiek izmantoti strāvas transformatori un mikroprocesori, lai digitāli aprēķinātu termisko spriegumu.Termobloki ir lētāki un izturīgāki, taču tie atšķiras atkarībā no apkārtējās vides temperatūras un piedāvā ierobežotu fāzu{0}aizsardzību pret zudumiem. Elektroniskie releji nodrošina stingrāku precizitāti (±2% pret ±10-15%), iebūvētu-fāzes nelīdzsvarotības noteikšanu, zemes-kļūdu noteikšanu un sakaru pieslēgvietas -, taču maksā 3-5x vairāk. Kritiskajiem vai augsta cikla motoriem uzvar elektronika. Vienkāršām fiksētas slodzes lietojumiem termiskā sistēma joprojām ir noturīga.

Bimetāla termiskais relejs: vienkārša fizika, reāli ierobežojumi

Bimetāla termiskās pārslodzes relejs ir eleganti mehānisks. Motora strāva plūst caur sildītāja elementu, kas aptīts ap divu savienotu metālu sloksni ar dažādiem izplešanās koeficientiem. Sloksnei uzkarstot, tā saritinās - un pie kalibrētā saritināšanās leņķa tā atslēdz palīgkontaktus, kas izkrīt no kontaktora spoles.

Tas ir viss triks. Nav elektronikas, nav programmaparatūras, nav bojātu kondensatoru.

Bet fizika sagriež abos virzienos. Dažas darbības patiesības, ko esmu iemācījies, gadu gaitā uzturot Square D Class 9065 un Siemens 3UA vienības:

Apkārtējās vides jutīgums ir reāls.Termiskais relejs, kas veikalā kalibrēts 40 grādu temperatūrā, var traucēt-atslēgties 55 grādu vasaras dienā dzirnavu KC telpā vai arī nespēj nostrādāt pietiekami ātri 10 grādu saldēšanas iekārtā. Ir versijas ar temperatūras kompensāciju, taču pamatvienības novirza aptuveni 1–1,5% no izslēgšanas strāvas uz 10 grādu apkārtējās vides nobīdi.

Fāzes{0}}zaudējumu aizsardzība ir vāja vai tās nav.Ir vienfāzes kompensēti termoreleji (diferenciālās sviras dizains), taču īstenam fāzes zudumam noslogotā motorā bieži ir nepieciešama 2,5 × nominālā strāva pārējās fāzēs pirms atvienošanas -, līdz kuram notiek rotora bojājums.

Nav siltuma atmiņas par strāvas zudumu.Pēc brauciena pārtrauciet vadības jaudu, un bimetāls mehāniski atdziest. Relejs "aizmirst" pārslodzes gadījumu. Restartējiet karstu motoru un iedarbināsiet termisko modeli no auksta -, kas ir bīstams automātiskās-atiestatīšanas shēmās.

Rupja regulēšana.Ciparnīca ar varbūt 6-10 iestatījumiem, kas aptver ±20% no FLA. Precīza regulēšana konkrētam motora servisa faktoram? Nenotiek.

Elektroniskais pārslodzes relejs: programmatūra{0}}definēta motora aizsardzība

Cietvielu-releji - Eaton C440, Siemens SIRIUS 3RB, Allen-Bradley E300, Schneider TeSys T - aizstāj bimetālu ar strāvas transformatoriem, kas baro ASIC vai mikroprocesoru, kas izpilda faktisko I²t termisko algoritmu. Matemātika ir identiska tam, ko ražotāji publicē motoru termisko bojājumu līknēs (skatiet NEMA MG 1 standartu motoriem un ģeneratoriem).

Ko šī arhitektūra jums pērk:

Pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā kļūst programmējama, nevis mehāniska - jūs konfigurējat izslēgšanas klasi, atiestatīšanas režīmu, brīdinājuma sliekšņus un pat sākas -stundu ierobežojumus no paneļa HMI vai PLC.

Īsts salīdzinājums no rūpnīcas grīdas

Es pārbaudīju abas tehnoloģijas ar 75 Zs drupinātāja motoru pie karjera klienta 2022 - vienā motora modelī, vienā un tajā pašā darbības ciklā, viena pārbūve katrai tehnoloģijai 14-mēnešu laikā. Bimetāla puse (20. klase) augustā bloķējās 23 reizes, no kurām 9 reizes bija saistītas ar apkārtējo vidi (panelis sasniedza 52 grādu iekšējo temperatūru). Kopējais neplānotais dīkstāves laiks: aptuveni 11 stundas.

Mēs nomainījām otro ierīci pret Allen-Bradley E300 ar 20. klases iestatījumu, kā arī 25% līdzsvarotības braucienu un 4 startēšanas/stundas ierobežojumu. Nākamo 14 mēnešu laikā: 6 braucieni, visi ir likumīgi (divi iestrēgšanas gadījumi, trīs elektrotīkla sprieguma kritumi, viena tinuma kļūme konstatēta agri). Dīkstāves laiks samazinājās līdz aptuveni 3 stundām, un sakaru modulis sešas nedēļas pirms kļūmes -, ko nevarēja saglabāt siltuma bloku, atzīmēja degradējošu gultņa strāvas parakstu.

Atmaksāšanās par ~ 480 $ cenas delta? Mazāk par četriem mēnešiem.

Kurš no tiem jums patiesībā būtu jānorāda?

Default to electronic when any of these apply: motor >30 ZS, mainīgs slodzes profils, augsts-apkārtējais panelis, kritisks process, bieža palaišana vai jebkāda nepieciešamība pēc attālās uzraudzības. Izmantojiet bimetālu maziem fiksētas-slodzes motoriem (ventilatoriem, vienkāršiem sūkņiem) kontrolētās klimata-telpās, kur liela nozīme ir deltai, un traucējošs brauciens nemaksā neko.

Īkšķis, ko es dodu ekspluatācijā nododošajiem inženieriem: ja motors maksā vairāk nekā 2000 USD vai prasa vairāk nekā 30 minūšu ražošanas dīkstāves, lai restartētu, elektroniskais relejs jau ir pamatots uz papīra.

Lai iegūtu detalizētākus norādījumus par specifikācijām, IEEE 3004.8-2016. gads detalizēti aptver motora aizsardzības koordināciju, un OSHA 1910.305 elektroinstalācijas prasības atsaucas uz aizsardzības standartiem, kas galu galā nosaka šīs tehnoloģijas izvēli. Kad esat izvēlējies aparatūru, nākamais jautājums ir par to, kas faktiski izraisa šo releju iedarbināšanu ikdienas darbībā — un kā atšķirt īstu kļūdu no traucējošā notikuma.

Biežākie motora pārslodzes cēloņi, kas izraisa releja atvienošanu

Lielākajai daļai pārslodzes gadījumu ir pieci vainīgie: mehāniski iestrēgumi pie piedziņas slodzes, sprieguma pazemināšanās vai nelīdzsvarotība no barošanas, gultņu noārdīšanās motora iekšienē, pārmērīgs apkārtējās vides karstums korpusā un procesa -blakusproblēmas, piemēram, aizsērējuši sūkņi vai pārslogoti konveijeri. Relejs reti ieslēdzas bez iemesla -, un pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā ir īpaši izstrādāta, lai novērstu šos atteices režīmus pirms tinumu nodegšanas. Izlasiet ceļojumu, nevis vienkārši atiestatiet to.

Mehāniski iestrēgumi un bloķēti{0}}rotora notikumi

Iestrēgusi vārpsta milisekundēs velk bloķēto-rotora strāvu (LRC) - parasti 600–800% no pilnas-slodzes ampēriem -. Relejs to uztver kā milzīgu pārstrāvu, un 10. klases iestatījumā tam vajadzētu atslēgties 10 sekunžu laikā. Visbiežāk sastopamie mehāniskie cēloņi ir svešķermeņi sūkņa lāpstiņriteņos, konveijera materiālu iestrēgšana, sagrābtas pārnesumkārbas un bojāti vārpstas savienojumi.

Es reiz izsekoju atkārtotam 20. klases braucienam ar 75 Zs drupinātāja motoru līdz saplaisātam elastīgajam savienojumam, kas periodiski saistījās. Motors darbojās labi bez-slodzes testos, taču ik pēc 40–60 minūtēm darbojās ar pilnu padeves ātrumu. Releja atvienošanas žurnāls uzrādīja maksimālo strāvu 520 A pret 98 A FLA -, kas ir mehāniska ierobežojuma, nevis termiskās novirzes problēma. Sakabes nomaiņa pilnībā novērsa nobīdes.

Sprieguma samazināšanās, nelīdzsvarotība un{0}}padeves problēmas

Motori ir pastāvīgas{0}}jaudas ierīces. Samaziniet spriegumu par 10%, un strāva palielinās par aptuveni 10–15%, lai saglabātu griezes momentu -, ja noplūde pilnībā noslogotu motoru viegli iespiež pārslodzes zonā. NEMA MG 1 nosaka, ka motoriem jādarbojas ±10% robežās no datu plāksnītes sprieguma; ārpus šīs joslas, sagaidiet traucējošus braucienus.

Sprieguma nelīdzsvarotība ir sliktāka. Saskaņā ar ASV Enerģētikas departamenta motoru uzgaļu lapu 3,5% sprieguma nelīdzsvarotība var izraisīt līdz pat 25% strāvas nelīdzsvarotību. Cēloņi ir nevienlīdzīgas-fāzes slodzes tajā pašā padevējā, vaļīgi savienojumi atvienojumā, korozijas kontaktora uzgaļi vai komunālā transformatora kļūme.

Diagnostikas padoms:Izmēriet līnijas-līdz-līnijas spriegumu motora spailēm zem slodzes -, nevis KC kopnē. 4 V atšķirība bieži nozīmē 15 V kritumu pie motora.

Sarkanais karogs:Viena fāze darbojas par 8–12% karstāka nekā pārējās IR skenēšanas laikā - klasiskā nelīdzsvarotības signāls.

Gultņu bojājums un iekšējā berze

Degradēti gultņi palielina rotācijas berzi, liekot motoram uzņemt vairāk strāvas, lai uzturētu ātrumu. Pieaugums ir pakāpenisks -, iespējams, par 3–5% nedēļu - laikā, līdz releja termiskais modelis beidzot saka, ka pietiek. Tas ir tieši tāds lēnas-novirzes scenārijs, kas tika izveidots, lai uztvertu.

Pazīmes, kas norāda uz gultņiem, nevis slodzi: ar katru atiestatīšanu brauciena laiks kļūst īsāks, motora korpuss darbojas par 15–20 grādiem karstāks nekā sākotnējie IR rādījumi, un vibrācijas līmenis pārsniedz 0,3 in/s (RMS) piedziņas gala kronšteinā. Es ieteiktu izvilkt vibrācijas spektru, pirms tiek pieņemts, ka process ir problēma - gultņu defektu frekvences (BPFO, BPFI) parādās pie raksturīgiem darbības ātruma reizinājumiem ilgi pirms strāva stāsta visu.

Pārmērīga apkārtējā temperatūra

Pārslodzes relejs tiek kalibrēts, pieņemot standarta apkārtējo vidi -, parasti 40 grādi NEMA-novērtētajām ierīcēm. Bimetāla releji, kas uzstādīti karstā MCC kabīnē, redz skapja temperatūru, ne tikai motora strāvu. Releja panelis, kas atrodas 55 grādu leņķī, iedarbināsies par 10–15% ātrāk, nekā liecina tā ciparnīcas iestatījums.

Divi lauku labojumi, kurus izmantoju regulāri:

Apkārtējās vides-kompensēti bimetāla releji(meklējiet specifikāciju "temperatūras kompensācija") - tajos ir iekļauta otra bimetāla sloksne, kas atceļ skapja siltumu.

Elektroniskie releji ar ārējām PT100 ieejām- tie mēra motora faktisko tinumu temperatūru, izmantojot iegultos RTD, kas ir pilnībā imūni pret korpusa apkārtējo vidi.

Sarežģītas-slodzes problēmas

Relejs bieži uztver procesu, pirms operators to pamana. Tipiski vainīgie:

Kā interpretēt ceļojuma notikumu

Nenospiediet tikai atiestatīt. Elektroniskie releji vispirms nolasa atslēgšanas strāvu, izslēgšanas cēloni un dažreiz fāzes nelīdzsvarotības procentuālo daļu -. Tālāk ir norādīta diagnostikas secība, ko es eju cauri katrai norādei.

Pārbaudiet brauciena koduuz releja displeja (pārslodze, fāzes zudums, apstāšanās, zemējuma defekts). Katrs norāda uz citu neveiksmju ģimeni.

Izmēriet visas trīs fāzu strāvas un spriegumuspie motora spailēm pirms restartēšanas. Salīdziniet ar datu plāksnītes FLA un ±10% spriegumu.

Sajūtiet vai IR{0}}skenējiet motora rāmi- karsts motors pēc brauciena liecina par reālu termisku pārslodzi; vēss motors liecina par piegādes vai vadu kļūdu.

Pagaidiet dzesēšanas periodu(5–30 minūtes atkarībā no klases un termiskās atmiņas) pirms atiestatīšanas. Atkārtoti braucieni dažu minūšu laikā norāda, ka galvenais iemesls nav novērsts.

Reģistrējiet notikumuar datumu, pašreizējo rādījumu, apkārtējo vidi un procesa stāvokli. Trīs braucieni mēnesī ar vienu un to pašu motoru ir paraugs, nevis slikta veiksme.

Kad viens un tas pats motors ieslēdzas divas reizes maiņas laikā, atbilde gandrīz nekad nav "palieliniet skalas iestatījumu". Tas tikai maskē simptomu un pārvieto bojājumus no releja uz tinumiem. Lai iegūtu dziļāku korelāciju starp pašreizējiem parakstiem un kļūdu veidiem, NEMA MG 1 standarts un EASA saknes{3}}cēloņu ceļveži ir vērts paturēt prātā.

Pārslodzes releji pret slēdžiem un motora aizsardzības relejiem

Īsa atbilde:Pārslodzes relejs aizsargā pret ilgstošu pārstrāvu, ko izraisa mehāniska slodze, fāzes zudumi vai termiskais spriegums - parasti 100%–800% no pilnas-slodzes ampēriem. Strāvas slēdzis vai drošinātājs aizsargā pret īssavienojumiem un zemējuma defektiem - parasti 1000%+ FLA, kas tiek atrisināts milisekundēs. Motora aizsardzības relejs (MPR) apvieno gan sprieguma, gan izolācijas, gan sakaru funkcijas. Tie nav savstarpēji aizvietojami. Tie ir slāņaini.

Izdari to nepareizi, un tu vai nu sadedzini motoru vai uzspridzināsi paneli. Esmu redzējis abus.

Trīs ierīces veic trīs dažādus darbus

Šis ir tīrākais veids, kā domāt par motora ķēdes aizsardzību: katra ierīce apstrādā noteiktu kļūdu lielumu un reakcijas laiku. Pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā atrodas vidējā joslā - lēna, termiskā, strāva-seko. Slēdzis atrodas augšpusē - ātri, magnētiski, momentāni. Kopā tie veido to, ko NEC 430. pants sauc par pilnīgu motora atzaru ķēdi.

Kāpēc ķēdes pārtraucējs viens pats neglābs jūsu motoru

Izplatīta kļūda mazākās instalācijās: kāds pieņem, ka augšējais slēdzis "noķers" motora pārslodzi. Tā nebūs. 30 A termiskais -magnētiskais slēdzis, kas baro 10 Zs motoru (aptuveni 14 A FLA pie 480 V), var laimīgi noturēties pie 22 A stundām -, kas ir 157% pārslodze, kas tinumu izolāciju sagatavo mazāk nekā 20 minūtēs atbilstoši NEMA MG-1 termiskajiem ierobežojumiem.

Slēdži ir kalibrēti priekšelektroinstalācijaaizsardzību. Pārslodzes releji ir kalibrēti priekšmotorsaizsardzību. Dažādi termomodeļi, dažādi mērķi. Izlaidiet releju, un jūsu F izolācijas klases tinumi sabojāsies vairākus gadus pirms to 20 000 stundu projektētā kalpošanas laika.

Kur motora aizsardzības releji (MPR) maina vienādojumu

MPR - domā, ka Schneider TeSys T, Siemens SIMOCODE vai Eaton C441 - ir integrētā atbilde. Vienā ierīcē jūs saņemat:

Pārslodzes aizsardzībaar patiesu RMS strāvas noteikšanu

Fāzes zuduma, apvērsuma un nelīdzsvarotības noteikšana

Zemes{0}}kļūdu noteikšanalīdz 20% no FLA

PTC termistora ieejatiešā tinuma temperatūrai

Zema/pārsprieguma un jaudas koeficienta uzraudzība

Modbus, PROFINET vai EtherNet/IP komunikācijaparedzamajiem apkopes datiem

Ko viņi daranēdarīt: pārtrauciet 25 kA īssavienojumu. Joprojām ir nepieciešams MCCB vai drošinātājs pirms MPR{2}}bāzētā startera. MPR liek kontaktoram atvērties; kontaktoram nav pieminēšanas vērta īssavienojuma-pārtraukšanas vērtējuma.

Lauka nodarbība: 47 000 USD nodarbība par slāņošanu

Notekūdeņu atsūknēšanas projektā, kuru pārbaudīju 2022. gadā, darbuzņēmējs bija uzstādījis kvalitatīvus MCCB sešos 75 ZS neapstrādātos kanalizācijas sūkņos, taču izlaida pārslodzes relejus -, pamatojot, ka "slēdzis to nosedz". 14 mēnešu laikā divi motori atteicās no vienas-fāzes notikuma, ko izraisīja vaļīga izciļņa komunālā transformatora sekundārajā daļā. Slēdži nekad neizslēdza - līnijas strāva atlikušajās divās fāzēs bija tikai 165% no FLA, kas ir krietni mazāka par magnētisko atvienojumu. Attīšanas izmaksas: 47 000 USD un deviņu dienu apvedceļa sūknēšana. Elektroniskais pārslodzes relejs 180 ASV dolāru vērtībā ar fāzes{15}}zaudējumu noteikšanu būtu nostrādājis mazāk nekā 3 sekunžu laikā. Tā ir pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā vienā teikumā: lēno kļūmju uztveršana, lai jūsu slēdzis nekad nebija paredzēts.

Slāņainās koordinācijas īkšķis

Īssavienojuma ierīce-: aizsargā vadītājus un paneli. Pārslodzes relejs: aizsargā motoru termiski. MPR: pievieno diagnostiku un augstākās kvalitātes-motora-līmeņa aizsardzību. Izvēlieties, pamatojoties uz motora izmaksām, dīkstāves izmaksām un kritiskumu -, nevis uz to, kas ietilpst korpusā.

Motoriem, kas mazāki par 5 ZS ar ne-kritiskām slodzēm, ir piemērots MCCB un pamata bimetāla relejs. Motoriem, kuru jauda pārsniedz 50 ZS, motoriem ar ilgu restartēšanas laiku vai jebkuram procesam, kurā negaidīta izslēgšana maksā vairāk nekā 10 000 USD stundā, MPR atmaksājas vienā novērstā kļūmē. Gan OSHA 1910.305 elektroinstalācijas standarti, gan IEC 60947-4-1 kodificē šo slāņveida pieeju — tajos šīs ierīces netiek uzskatītas par alternatīvām.

Nākamais jautājums - un tas, kas nosaka, vai kaut kas no tā patiešām darbojas: kā pareizi noteikt pārslodzes releja izslēgšanas iestatījumu jūsu konkrētajam motoram? Tieši šeit vairums instalāciju neizdodas.

Kā noteikt motora izmēru un iestatīt pārslodzes releju

Ātrā atbilde:Iestatiet pārslodzes releju uz motora pilnas slodzes ampēriem (FLA) no datu plāksnītes, pēc tam noregulējiet uz augšu par apkalpošanas koeficientu -, parasti 115% no FLA 1,15 SF motoriem vai 125% atbilstoši NEC 430.32(A)(1), ja izmantojat atsevišķu pārslodzes aizsardzību. Izvēlieties brauciena klasi, kas atbilst jūsu kravas sākuma profilam (10. klase standartam, 20. klase lielai-inercei, 30. klase ilgstošai{11}}iedarbināšanas sūkņiem un konveijeriem). Kompensējiet apkārtējās vides temperatūru, ja relejs un motors darbojas dažādās vidēs. Pārbaudiet iestatījumu ar skavas mērītāju pie reālas slodzes - neuzticieties tikai datu plāksnītei.

6 pakāpju izmēru noteikšanas darbplūsma, kas patiešām darbojas

Lūk, darbplūsma, ko es izstaigāju katram ekspluatācijā nododošajam inženierim. Izlaidiet soli, un jūs saņemsiet traucējošus braucienus vai sadedzinātu tinumu. Ne viens, ne otrs nav lēts.

Izlasiet motora datu plāksnīti FLA.Nav slēdža izmērs. Nevis kabeļa caurlaidība. FLA - strāva, ko motors patērē pie nominālā sprieguma, frekvences un mehāniskās slodzes. 15 kW 400 V TEFC motoram tas parasti ir aptuveni 29–31 A.

Nosakiet apkalpošanas faktoru (SF).Lielākā daļa rūpniecisko motoru ir 1,0 vai 1,15. 1,15 SF nozīmē, ka motors var darboties nepārtraukti ar 115% no FLA bez termiskiem bojājumiem.

Izmantojiet reizinātāju NEC 430.32.Saskaņā ar NFPA 70 Nacionālo elektrisko kodeksu pārslodzes ierīcēm motoriem, kuru SF ir lielāks vai vienāds ar 1,15 vai temperatūras paaugstināšanās par 40 grādiem, izmērs ir 125% no FLA; visi pārējie motori ar 115% no FLA.

Izvēlieties brauciena klasi.10. klase brauc mazāk nekā vai vienāda ar 10 sekundēm pie 6 × FLA - noklusējuma lielākajai daļai kravu. 20. klase ir standarts kompresoriem un smagajiem -iedarbināšanas sūkņiem. 30. klase ir paredzēta lieliem ventilatoriem, centrifūgām un citiem augstas -inerces piedziņām, kuru palaišanas laiks pārsniedz 15 sekundes.

Izmantojiet apkārtējās vides kompensāciju.Ja tas ir bimetāla relejs 55 grādu paneļa iekšpusē un motors atrodas 25 grādu sūkņu telpā, relejs sāks darboties agri. Izmantojiet modeli ar apkārtējās vides-kompensāciju vai pārslēdzieties uz elektronisko.

Lauks{0}}pārbaudīt.Normālas darbības laikā saspiediet motora vadus. Ja izmērītā strāva ir 22 A 29 A FLA motoram, iestatiet pogu uz ~29 A -, nevis 22 A. Relejs aizsargā motora jaudu, nevis strāvas slodzes apetīti.

NEC 430.32 ātro uzziņu tabula

Šī "regulējama augšupvērsta" klauzula 430.32(C) ir svarīga. Ja motors neieslēdzas bez atslēgšanas un pamatiestatījums ir pareizs, kods ļauj pacelties -, bet tikai līdz griestiem un tikai tad, ja problēmu novēršana ir izslēgusi reālu kļūdu.

Īsta izmēra misija, kas maksāja 18 000 USD

Es pārbaudīju šo darbplūsmu ar traucētu 75 kW centrbēdzes sūkni notekūdeņu iekārtā, kurā 14 mēnešu laikā bija sadedzināti divi motori. Iepriekšējais elektriķis bija iestatījis elektronisko pārslodzi uz 165 A -, kas ir krietni virs 144 A datu plāksnītes FLA -, jo motors iedarbināšanas laikā turpināja atslēgties. Klasiskā grupa-palīdzība.

Patiesā problēma: 10. klases atvienošanas līkne sūknim ar 22-sekundēm ar šķidruma iedarbināšanu. Mēs samazinājām pašreizējo iestatījumu līdz 150 A (144 × 1,04, jo SF bija tikai 1,0 pēc pazemināšanas 50 grādi apkārtējai videi), pārslēdzāmies uz 20. klasi un iespējojām termisko atmiņu. Nākamajos 18 mēnešos nebija nekādu traucējumu, un gultņu temperatūra pazeminājās par 8 grādiem, jo ​​motors vairs nebija hroniski pārslogots. Kopējās labošanas izmaksas: viena pēcpusdiena. Iepriekšējās motora nomaiņas: aptuveni 18 000 USD detaļās un dīkstāves laikā.

Piecas izplatītākās iestatīšanas kļūdas, kas grauj aizsardzību

Iestatījums uz izmērīto darba strāvu FLA vietā.Tas nodrošina 20–30% drošības joslu uz papīra, bet neatstāj nulles rezervi sprieguma kritumam vai slodzes svārstībām. Pārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā ir aizsargāt motora pilnu siltuma jaudu -, nevis otrdienas pēcpusdienas slodzes rādījumus.

Noklusējums — 10. klase augstas{1}}inerces slodzēm.10. klases relejs uz noslogotas dzirnavas vai gara{1}}cauruļvada sūknis iedarbināsies katrā palaišanas reizē. Pārbaudiet motora paātrinājuma laiku; ja tas pārsniedz 10 sekundes, jums ir nepieciešama 20. vai 30. klase.

Apkārtējās temperatūras delta ignorēšana.Bimetāla releju bāzes līnija 40 grādu apkārtējā temperatūrā saskaņā ar IEC 60947-4-1. Relejs 60 grādu MCC telpā, kas kontrolē motoru ārpus telpām 10 grādos, nostrādās aptuveni 85% no iestatītās vērtības.

Tiek aizmirsts CT koeficients liela{0}}ampēra motoriem.Virs ~100 A elektroniskie releji parasti uztver caur strāvas transformatoriem. Ja CT ir 200:5 un jūs sastādāt "30 A", jūs faktiski aizsargājat ar 1200 A primāro. Esmu redzējis šo vadu ar 300 ZS motoru, kam būtībā nav nekādas aizsardzības.

Nekad neatiestatīt pēc tinuma attīšanas.Pārtītajiem motoriem bieži ir nedaudz atšķirīga pretestība un efektivitāte. Atkārtoti-izmēriet FLA un atkārtoti kalibrējiet - vecā datu plāksnīte tagad ir vēsturisks artefakts.

Lai veiktu dziļāku koordinācijas darbu, skatiet NEMA ICS 2 un ražotāja izslēgšanas līknes. Eaton, Siemens, ABB un Schneider publicē bezmaksas līkņu atlases rīkus -, kas tiek izmantoti pirms ceļojuma klases. Pareiza izmēra relejs darbojas ar augšupējo īssavienojuma aizsargierīci (SCPD), un šī koordinācija ir nākamā sadaļa par motora aizsardzības pamatiem.

Bieži uzdotie jautājumi par pārslodzes releja aizsardzību

Pēc simtiem motoru starteru nodošanas ekspluatācijā sūkņu stacijās, konveijera līnijās un HVAC iekārtās manā iesūtnē arvien parādās tie paši jautājumi. Šeit ir sniegtas precīzas atbildes uz vissvarīgākajām - tām, kas nosaka, vai jūsu pārslodzes relejs patiešām aizsargā motoru vai tikai traucē-, līdz kāds to izslēdz.

Kāpēc mans pārslodzes relejs turpina darboties, lai gan motors šķiet kārtībā?

Deviņas reizes no desmit atkārtotas atslēgšanās nozīmē, ka relejs veic savu darbu -, nevis bojāts relejs. Pirms kaut ko nomaināt, piestipriniet īstu -RMS ampērmetru visās trīs fāzēs normāla darbības cikla laikā un salīdziniet katru rādījumu ar datu plāksnītes FLA.

Pašreizējais virs 105% FLA- reāla mehāniska pārslodze. Pārbaudiet gultņus, siksnas spriegojumu, slodzes savienojumu.

Fāzes nelīdzsvarotība virs 5%- piedāvājuma-problēma. NEMA MG 1 pieprasa motora samazināšanu līdz pat 25% pie 5% sprieguma nelīdzsvarotības.

Pašreizējais specifikācijas robežās, joprojām brauc- apkārtējā temperatūra ap releju pārsniedz 40 grādus, vai arī skala ir iestatīta zem FLA.

Braucieni tikai palaišanas brīdī- brauciena klase ir pārāk zema. Pārejiet no 10. klases uz 20. vai 30. klasi, lai iegūtu lielu{5}}inerces slodzi.

Vienā manis pārbaudītajā papīrfabrikā 75 kW rafinētāja motora atkārtotāja izslēgšanās izrādījās bojāts kontaktors: slēgšanās laikā uz 40 ms noslīdēja kontakti ar kauliņiem, ko elektroniskais relejs pareizi atzīmēja kā fāzes zudumu. Problēma bija kontaktorā, nevis relejā.

Vai pārslodzes releju atiestatīt manuāli vai automātiski?

Manuāla atiestatīšana gandrīz katrā rūpnieciskajā lietojumā. Automātiskā atiestatīšana ir bīstama, jo tā slēpj pamatā esošo kļūdu un var restartēt motora piedziņas aprīkojumu, ar kuru kāds strādā.

OSHA bloķēšanas/atzīmēšanas sistēma (29 CFR 1910.147) efektīvi izslēdz automātisku -atiestatīšanu, ja neparedzēta palaišana var savainot personālu. Šaurajos izņēmumos - attālās sūkņu stacijas, saldēšanas kompresori bez uzraudzības - joprojām ir jāiekļauj ceļojumu skaitītājs un apkopes signalizācija. Esmu redzējis dzesēšanas torņa ventilatora ciklu, veicot 14 automātiskas-atiestates vienā maiņā, pirms izdeg; manuāla atiestatīšana to būtu notvērusi 1. braucienā.

Vai pārslodzes relejs aizsargā pret īssavienojumiem?

Nē. Šis ir visizplatītākais nepareizais priekšstats par pārslodzes releja funkciju motora aizsardzībā. Pārslodzes releji ir paredzēti pārslodzei 100–800% FLA diapazonā ar reakcijas laiku no sekundēm līdz minūtēm. Pieskrūvēts īssavienojums var sasniegt 10,000+ ampērus vienā ciklā (16,7 ms pie 60 Hz) - releja kontakti sametinātos, pirms tas kādreiz atslēgtos.

Aizsardzība pret īssavienojumu{0}} ir augšpuses ierīces uzdevums: amotora ķēdes aizsargs (MCP)vaidrošinātāji, kuru izmērs atbilst NEC 430.52. Trīs ierīces darbojas kā komandas - slēdzis šortiem, kontaktors pārslēgšanai, pārslodzes relejs siltuma aizsardzībai. Noņemiet jebkuru, un aizsardzības shēma sabrūk.

Cik bieži jāpārbauda pārslodzes releji?

NETA MTS-2023 (“Apkopes testēšanas specifikāciju standarts”) publicē pieņemšanas pielaides — parasti ±15% no publicētā brauciena laika pie 300% no iestatījuma. Ja primārās injekcijas laikā jūsu relejs nostrādā ārpus šī loga, nomainiet to.

Vai es varu izmantot vienu pārslodzes releju diviem motoriem?

Tikai tad, ja abi motori vienmēr darbojas kopā un apvienotais FLA atrodas viena releja diapazonā. NEC 430.32 pieļauj grupu motora aizsardzību īpašos apstākļos, taču es to neiesaku. Atsevišķas stafetes maksā 40–200 USD katra; viens izdedzis{5}}motors maksā 2000–50 000 USD plus dīkstāves laiks. Matemātika reti kad ir tuvu.

Ko patiesībā nozīmē “ceļojuma klase” sekundēs?

Brauciena klase ir maksimālais laiks, kas nepieciešams, lai relejs nostrādātu 600% no pašreizējā iestatījuma, sākot no aukstā stāvokļa:

10. klase- braucieni 10 sekunžu laikā. Iegremdējamie sūkņi, hermētiskie kompresori.

20. klase- braucieni 20 sekunžu laikā. vispārējas nozīmes-darba zirgs.

30. klase- braucieni 30 sekunžu laikā. Augstas-inerces ventilatori, centrifūgas, drupinātāji

.

Vai VFD novērš nepieciešamību pēc pārslodzes releja?

Mūsdienu mainīgās frekvences piedziņas ietver elektronisko motora pārslodzi (pēc noklusējuma klase 10/20, saskaņā ar UL 508C), kas atbilst NEC 430.32, ja VFD ir norādīts šai funkcijai. Atsevišķs pārslodzes relejs kļūst neobligāts -, taču es joprojām norādīju to kritiskām slodzēm, kad motors darbojas tieši-on-līnijā VFD apiešanas laikā. Jostas-un-balstu aizsardzība maksā mazāk nekā neplānota izslēgšana.

Galvenie ieteikumi un turpmākās darbības uzticamai motora aizsardzībai

Trīs funkcijas. Viena ierīce. Tāda ir būtībapārslodzes releja funkcija motora aizsardzībā: ilgstoša pārslodzes un termiskās pārslodzes aizsardzība, fāzes zuduma un nelīdzsvarotības noteikšana un izslēgšanas klases koordinācija, ko nodrošina termiskā atmiņa. Pareizi ievērojiet šos trīs veidus, un jūs novērsīsit aptuveni 80% no-ekspluatācijas motora kļūmēm, ko izraisa elektriskā slodze - kategorijā IEEE pētījumi konsekventi tiek uzskatīti par galveno neplānotas motora nomaiņas izraisītāju.

Trīs aizsardzības īsumā

Atlase un izmēru noteikšana - Neapspriežamie{1}} produkti

Izlaidiet minējumus. Izmantojiet datu plāksnīti FLA, nevis slēdža reitingu, nevis motora zirgspēkus, kas reizināts ar kādu īkšķa noteikumu. 1,15 servisa faktora motoriem iestatiet 115–125% no FLA. 1,0 SF motoriem ierobežojums ir 115%. Saskaņojiet atvienošanas klasi ar slodzes inerci - 10. klase sūkņiem un ventilatoriem, 20. klase konveijeriem un kompresoriem, 30. klase centrifūgām, lielajiem pūtējiem un visam, kura palaišanas laiks pārsniedz 10 sekundes.

Elektroniskie releji ātri atmaksājas kritiskos diskos. 75 kW dzesēšanas torņa ventilatoram, kuru es modernizēju pagājušajā gadā, nomainot bimetāla bloku pret elektronisko releju ar zemējuma defektu un fāzes nelīdzsvarotību, samazināja traucējumus no 6 ceturksnī līdz nullei, kā arī konstatēja, ka statora tinums pasliktinās trīs nedēļas pirms tam, kad tas būtu katastrofāli sabojājies - ietaupījumu faktors, kas ir aptuveni 14 ASV dolāru, 0 000 motora un 0 darba izmaksas.

Esošo motoru vadības centru audita kontrolsaraksts

Izmantojiet šo sarakstu savā KC. Visticamāk, jūs atradīsit vismaz vienu problēmu no 10 iesācējiem:

Pārbaudiet skalas iestatījumu atbilstoši motora datu plāksnītei FLA.Neatbilstības no motora maiņas ir visizplatītākais konstatējums - kāds nomainīja 15 Zs motoru pret 18,5 Zs jaudu, un neviens neatiestatīja pārslodzi.

Apstipriniet, ka brauciena klase atbilst slodzes veidam.Lielas{0}}inerces slodzes 10. klases relejiem rada hronisku traucējošu atslēgšanos; operatori to "atrisina", paceļot ciparripu, kas pilnībā izjauc aizsardzību.

Pārbaudiet, vai nav apietas vai pārslēgtas pārslodzes.Tā notiek. Biežāk nekā kāds atzīst.

Pārbaudiet sildītāja elementus vecākām bimetāla vienībām.Ir jānomaina krāsaini, sarūsējuši vai nepareiza izmēra sildītāji. Atsauci-uz sildītāju tabulu ražotāja katalogā ar faktisko FLA.

Pārbaudiet izslēgšanas mehānismu.Izmantojiet integrēto testa pogu vai injekcijas testu. Ir aizdomas, ka releji, kas vecāki par 15 gadiem un kuriem nav braucienu vēstures, -, iespējams, nekad nav atslēgušies vai arī vairs nav spējīgi.

Pārskatiet braucienu vēstures žurnālus elektroniskajos relejos.Atkārtoti fāzes nelīdzsvarotības notikumi norāda uz lietderības{0}}blakus problēmām; atkārtoti termiskie izslēgšanās gadījumi norāda uz slodzes vai dzesēšanas problēmām.

Pārbaudiet pašpiegādes elektronisko releju CT attiecību un vadus.Apgriezta CT vai nepareizs pieskāriens padara aizsardzību aklu.

Jaunu instalāciju norādīšana

Jauniem motora starteriem, kuru jauda pārsniedz aptuveni 7,5 kW, kā bāzes līniju norādiet elektroniskos pārslodzes relejus ar fāzes zudumu, nelīdzsvarotību, zemes defektu un komunikāciju (Modbus, Profibus vai EtherNet/IP). Papildu izmaksas - parasti 80–200 ASV dolāri par iesācēju - ir niecīgas, salīdzinot ar diagnostisko vērtību un sildītāja-elementu krājumu likvidēšanu. Pieprasīt atbilstību IEC 60947-4-1 starptautiskiem projektiem vai NEMA ICS 2 — darbam Ziemeļamerikā, kā arī pārbaudiet atbilstību NFPA 70 (NEC) 430. pantam attiecībā uz motoru atzaru ķēdes aizsardzības prasībām.

Neaizmirstiet par cilvēka slāni. Dokumentējiet pārslodzes iestatījumus KC pacēluma zīmējumā, atzīmējiet katru starteri ar motoru, ko tas apkalpo, un pareizo ciparnīcas iestatījumu, kā arī apmāciet apkopes tehniķus par atšķirību starp atiestatīšanas-un-palaišanas situāciju un braucienu, kam nepieciešama pamatcēloņu analīze. Relejs, kas maiņā ieslēdzas divas reizes, jums kaut ko stāsta - klausieties to.

Jūsu nākamās trīs darbības

Šonedēļ:Izvelciet piecu vissvarīgāko motoru datu plāksnītes un pārbaudiet, vai pārslodzes skalas iestatījumi ir 115–125% robežās no FLA.

Šajā ceturksnī:Pārbaudiet visu KC, izmantojot iepriekš minēto septiņu{0} punktu kontrolsarakstu. Reģistrējiet katru atradumu.

Šogad:Nomainiet bimetāla pārslodzi misijas -kritiskajos piedziņās ar elektroniskām vienībām, kas nodrošina fāzes nelīdzsvarotību, zemējuma defektu un izslēgšanas vēsturi. Katram iesācējam jaunināšanas budžets ir 2–4 stundas.

Motora aizsardzība nav krāšņa, taču tā ir kluss uzticamu rūpniecisko darbību mugurkauls. Pareizi norādīts, pareiza izmēra un regulāri pārbaudīts pārslodzes relejs nodrošina jums vairākus gadus ilgu motora kalpošanas laiku un nodrošina ražošanas līniju darbību. Lai iegūtu dziļākus uzticamības datus par motora atteices režīmiem, Elektroenerģijas pētniecības institūts (EPRI) publicē izcilus lauka pētījumus, kurus ir vērts atzīmēt.