Универсальная встроенная температурная защита (увтз).

Часть электродвигателей сельскохозяйственной модифика­ции серии 4А выпускают со встроенными в обмотки датчиками температуры. В качестве датчиков используют позисторы-терморезисторы, проводимость которых при температуре 105 °С (позистор СТ14-15) или 130 °С (позистор СТ14-1А) скачкообразно уменьшается. В лобовые части каждой фазной обмотки, которые обычно имеют наибольшую температуру, встраивают три последовательно соединенных позистора. Разработано несколько модификаций устройств защиты УВТЗ: УЗ-1А, УВТЗ-1, УВТЗ-1М и др.

УВТЗ-1М (рис.5) состоит из трех позисторов Rп, подсое­диняемых к зажимам и 6 управляющего устройства.

Управляющее устройство смонтировано в пластмассовом корпусе и имеет 6 выходных зажимов. Устройство содержит узел питания, усилитель и выходное реле KV. Узел питания подклю­чается к напряжению — 220 В через зажимы 1 и 4. Он состоит из диодного моста VD1…VD4, ограничивающих резисторов R1,R2,R3 и стабилитронов VD5 и VD6. Усилитель выполнен на транзи­сторах VT1…VT4 и тиристоре VS.

Схема УВТЗ-1М работает следующим образом. Если темпе­ратура обмотки электродвигателя ниже предельно допустимого значения, то сопротивление позисторов мало и напряжение, по­ступающее на базу транзистора VT4, будет больше значения поро­га срабатывания усилительного каскада VT3 VT4, определяемого делителями R6, R7, R8. В этом случае транзистор VT4 открыт, транзистор VT1 и тиристор VS — закрыты, а реле KV обесточено. При увеличении температуры обмоток электродвигателя до кри­тической, а значит, и сопротивления позисторов потенциал, по­ступающий на базу транзистора VT4, уменьшается. Тогда транзи­стор VT4 закрывается, а транзистор VT1 открывается. Выходное реле KV через тиристор VS получает питание и своими размы­кающими контактами размыкает цепь катушки электромагнит­ного пускателя, который отключает электродвигатель от сети. УВТЗ-1М осуществляет также самоконтроль — отключает элек­тродвигатель при возникновении неисправности датчиков-позисторов. Универсальность описанного реле состоит в том, что оно может быть применено для электродвигателя любой мощности, т.к. оно реагирует не на силу тока в обмотках, а на их температуру.

Недостатки таких устройств заключаются в том, что необходимо иметь двигатели со встроенными датчиками, подводить к электродвигателю от пульта два дополнительных провода. Реле недостаточно быстро отключает незапустившийся или заклиненный двигатель, а также при его работе в неполнофазном режиме питания.

1 4 2 3 5 6

Рис. 5 - Принципиальная электрическая схема универсальной

встроенной температурной защиты УВТЗ-1М

Фазочувствительные устройства защиты электродви­гателей фу 3-м и фу 3-у

На рис. 6 показана схема усовершенствованной зашиты типа ФУЗ-У. В устройстве объеди­нены фазовый, токовый и температурный принципы выявления аварийных режимов. ФУЗ-У содержит фазовращательные транс­форматоры тока TV1, TV2, TV3, фазовый кольцевой детектор VD1…VD4 и R1…R4, исполнительное реле KV, управляемый вы­прямитель с температурной коррекцией VS1 и R5…R9, зарядно-разрядную цепь R10, VD7, R11, R12 накопительный конденсатор С1, пороговые элементы VT, VD6, R13, C2, VD5 и R14, тиристор VS2.

Схема работает следующим образом. При работе электро­двигателя в недопустимом режиме (на двух фазах) угол сдвига фаз между напряжениями вторичных обмоток трансформаторов TV1, TV2 становится равным 0 или 185°, вследствие чего ток в реле KV резко возрастает, реле срабатывает и своим размыкаю­щим контактом отключает электромагнитный пускатель управле­ния электродвигателем.

Рисунок. 6 - Универсальное устройство защиты ФУЗ-У: -электрическая схема устройства и его подключения;

Устройство ЗОУП-25 монтируется совместно с электромаг­нитным пускателем ПМЕ-211 в одном защитном корпусе. В него встроены трансформатор токов нулевой последовательности, уси­лительный блок с выходным реле, размыкающие контакты кото­рого включены в цепь катушки пускателя. ЗОУП-25 предназна­чен для токоприемников до 25 А при питании их от трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью и срабатывает при токе утеч­ки 10 мА за 0,05 с. Кнопки управления и проверки расположены на крышке корпуса. ЗОУП отличается от РУД не только мощно­стью, но и тем, что в окно его дифференциального трансформато­ра пропускается 3 провода, а в РУД — 4 провода. РУД удобнее для защиты четырех проводных ответвленных линий.

Рисунок.7 - Схема реле утечки РУД-05УЗ

Для силовых электроприемников с номинальным током до 25 А имеется и трехфазное дифференциальное реле утечки (для четырехпроводных сетей 380/220 В) типа РУД-05 УЗ (рис. 7), которое может иметь токи срабатывания 30; 100 и 300 мА. Конструктивно оно состоит из датчика В и полупроводникового блока. Провода питания к защищаемому электроприемнику или группе приемников пропускаются через окно датчика и тероидальный трансформатор утечки ТА, для которого они служат первичной обмоткой. Если отсутствует недопустимая утечка через изоляцию защищаемого объекта, то через резисторы R1, R3, R6 протекает ток от выпрямителя UZ, который питается через трансформатор Т линейным напряжением сети. На резисторе R3 формируется напряжение смещения, которое через вторичную обмотку трансформатора ТА подводится к входам операционного усилителя A1. При этом напряжение на выходе A1 относительно отрицательного полюса выпрямителя UZ приблизительно равно нулю, емкость СЗ, входящая в сглажива­ющий фильтр R7,C3, разряжена, транзистор VT, на кото­ром собран выходной усилитель, закрыт, а выходное элек­тромагнитное реле К1 обесточено. При появлении тока утечки, большего, чем вставка, на резисторе R6 датчика В появляется напряжение, превышающее смещение, и на­чинается зарядка конденсатора СЗ. Когда напряжение на нем превысит напряжение на резисторе R6, открыва­ется диод VD4 и начинается действие положительной об­ратной связи на A1. При этом напряжение на входе А1 резко возрастает, транзистор VT открывается, а выход­ное реле К1 срабатывает и своими контактами К1:1 или К1:2 отключает автомат (или магнитный пускатель). Возврат реле в исходное положение обеспечивается бла­годаря снятию с трансформатора TV напряжения пита­ния при отключении автомата. Кнопку SB «Контроль» любого УЗО полагается на­жимать при каждом включении электроприемника в ра­боту, но не реже 1 раза в 3 месяца. Исправное УЗО дол­жно сработать.

Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных ре­жимах, Аппараты защиты по своей отключающей способности долж­ны соответствовать максимальному значению тока КЗ в начале защища­емого участка электрической сети. Допускается установка аппаратов защиты, нестойких к максималь­ным значениям тока КЗ, а также выбранных по значению одноразовой предельной коммутационной способности. Если защищающий их груп­повой аппарат или ближайший аппарат, расположенный по направлению к источнику питания, обеспечивает мгновенное отключение тока КЗ, для чего необходимо, чтобы ток уставки мгновенно действующего расцепителя (отсечки) указанных аппаратов был меньше тока одноразо­вой коммутационной способности каждого из группы нестойких аппара­тов. И если такое неселективное отключение всей группы аппаратов не грозит аварией, порчей дорогостоящего оборудования и материалов или расстройством сложного технологического процесса. Каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указываю­щую значения номинального тока аппарата, уставки расцепителя и но­минального тока плавкой вставки, требующиеся для защищаемой им сети. Надписи рекомендуется наносить на аппарате или схеме, располо­женной вблизи места установки аппаратов защиты. Аварийная и предупредительная сигнализация должна быть всегда готова к действию. Особое внимание должно быть обращено на контроль наличия оператив­ного тока, исправность предохранителей и автоматов во вторичных цепях и контроль исправности цепей управления выключателями.

Проводники, присоединенные к рядам зажимов, а также к за­жимам аппаратов и приборов, должны иметь маркировку, соответствующую схемам. Контрольные кабели должны иметь маркировку на концах, в местах разветвления и пересечения потоков кабелей, при проходе сквозь стену, потолок и т. д., а также по трассе через каждые 50—70 м. Концы свободных жил контрольных кабелей должны быть изолированы.

Для защиты электродвигателей от КЗ должны применяться предохранители или автоматические выключатели.

Номинальные токи плавких вставок предохранителей и расцепителей автоматических выключателей должны выбираться таким образом, чтобы обеспечивалось надежное отключение КЗ на зажимах электродви­гателя и вместе с тем чтобы электродвигатели при нормальных для данной электроустановки толчках тока (пиках техноло­гических нагрузок, пусковых токах, токах самозапуска и т. п.) не отклю­чались этой защитой. С этой целью для электродвигателей механизмов с легкими условиями пуска отношение пускового тока электродвигателя к номинальному току плавкой вставки должно быть не более 2,5, а для электродвигателей механизмов с тяжелыми условиями пуска (большая длительность разгона, частые пуски и т. п.) это отношение должно быть равным 2,0—1,6. Для электродвигателей ответственных механизмов с целью особо надежной отстройки предохранителей от толчков тока допускается при­нимать это отношение равным 1,6 независимо от условий пуска электродвигателя.

Допускается осуществление защиты от КЗ одним общим аппаратом для группы электродвигателей при условии, что эта защита обеспечивает термическую стойкость пусковых аппаратов и аппаратов защиты от перегрузок, примененных в цепи каждого электродвигателя этой группы. Защита электродвигателей от перегрузки должна устанавли­ваться в случаях, когда возможна перегрузка механизма по технологиче­ским причинам, а также когда при особо тяжелых условиях пуска или самозапуска необходимо ограничить длительность пуска при понижен­ном напряжении. Защита должна выполняться с выдержкой времени и может быть осуществлена тепловым реле или другими устройствами. Защита от перегрузки должна действовать на отключение, на сигнал или на разгрузку механизма, если разгрузка возможна. Применение защиты от перегрузки не требуется для электродвига­телей с повторно-кратковременным режимом работы. Защита минимального напряжения должна устанавливаться в следующих случаях:

-для электродвигателей постоянного тока, которые не допускают непосредственного включения в сеть;

-для электродвигателей механизмов, самозапуск которых после оста­нова недопустим по условиям технологического процесса или по усло­виям безопасности;

Для ответственных электродвигателей, для которых необходим самозапуск, если их включение производится при помощи контакторов и пускателей с удерживающей обмоткой, должны применяться в цепи управления механические или электрические устройства выдержки вре­мени, обеспечивающие включение электродвигателя при восстановле­нии напряжения в течение заданного времени. Для таких электродвига­телей, если это допустимо по условиям технологического процесса и условиям безопасности, можно также вместо кнопок управления приме­нять выключатели, с тем чтобы цепь удерживающей обмотки оставалась замкнутой помимо вспомогательных контактов пускателя и этим обеспечивалось автоматическое обратное включение при восстановлении на­пряжения независимо от времени перерыва питания.