Selectie van besturings- en beveiligingsapparaten

De selectie van schakelapparaten en beveiligingsapparaten voor elektrische ontvangers wordt gemaakt op basis van de nominale gegevens van deze laatste en de parameters van hun stroomnetwerk, vereisten voor bescherming van de ontvangers en het netwerk tegen abnormale modi, operationele vereisten, met name de schakelfrequentie en omgevingsomstandigheden omgeving waarin de apparaten zijn geïnstalleerd.

Selectie van apparaten op type stroom, aantal polen, spanning en vermogen

Het ontwerp van alle elektrische apparaten wordt door fabrikanten berekend en gemarkeerd voor spannings-, stroom- en vermogenswaarden die voor elk apparaat zijn bepaald, evenals voor een specifieke werkingsmodus. De selectie van apparatuur voor al deze kenmerken komt dus in wezen neer op het vinden, op basis van catalogusgegevens, van de juiste soorten en maten apparaten.

Selectie van apparaten volgens de voorwaarden van elektrische bescherming

Bij het kiezen van beschermende apparaten moet u rekening houden met de mogelijkheid van de volgende abnormale modi:

a) fase-fase kortsluitingen,

b) afsluiten van de huisvestingsfase,

c) een toename van de stroom veroorzaakt door een overbelasting van technologische apparatuur en soms een onvolledige kortsluiting,

d) het verdwijnen of overmatige vermindering van spanning.

Voor alle elektrische verbruikers moet een kortsluitstroombeveiliging worden voorzien. Het moet werken met een minimale reistijd en moet worden uitgeschakeld door inschakelstromen.

Overbelastingsbeveiliging is vereist voor alle continu werkende stroomverbruikers, behalve in de volgende gevallen:

a) wanneer overbelasting van elektrische ontvangers om technologische redenen niet kan worden uitgevoerd of onwaarschijnlijk is (centrifugaalpompen, ventilatoren, enz.),

b) voor elektromotoren met een vermogen van minder dan 1 kW.

Overbelastingsbeveiliging is optioneel voor elektromotoren die kortstondig of intermitterend werken. In gevaarlijke gebieden is overbelastingsbeveiliging van elektrische ontvangers in alle gevallen verplicht. Laagspanningsbeveiliging moet worden geïnstalleerd in de volgende gevallen:

a) voor elektromotoren die niet op vol vermogen op het net kunnen worden aangesloten,

b) voor elektromotoren waarvan het zelfstarten om technologische redenen onaanvaardbaar is of een gevaar vormt voor het onderhoudspersoneel,

c) voor andere elektromotoren, waarvan de uitschakeling in geval van stroomuitval noodzakelijk is om het totale startvermogen van de op het netwerk aangesloten elektrische verbruikers tot de toegestane waarde te verminderen, en mogelijk vanuit het oogpunt van de bedrijfsomstandigheden van de mechanismen.

Naast het bovenstaande moeten gelijkstroommotoren, parallelle motoren en motoren met gemengde bekrachtiging worden beschermd tegen buitensporige snelheidsverhogingen in gevallen waarin dergelijke verhogingen kunnen leiden tot gevaar voor mensenlevens of aanzienlijke verliezen.

Beveiliging tegen een buitensporige toename van het aantal omwentelingen kan worden uitgevoerd door verschillende speciale relais (centrifugaal, inductie, enz.).

Aangezien beveiliging tegen overbelasting en kortsluiting van bijzonder belang is in stroomnetwerken, zullen we wat dieper ingaan op de fundamentele kant van dit probleem.

Kortsluitstroom moet onmiddellijk of bijna onmiddellijk worden uitgeschakeld. De waarde ervan in verschillende delen van het netwerk kan heel verschillend zijn, maar bijna altijd kan worden aangenomen dat beschermende apparaten zelfverzekerd en snel elke stroom moeten uitschakelen die aanzienlijk hoger is dan de oorspronkelijke, en tegelijkertijd in geen geval mogen kan niet vuren bij normaal opstarten.

Een overbelastingsstroom is elke stroom die de nominale stroom van de motor overschrijdt, maar er is geen reden om te eisen dat de motor bij elke overbelasting wordt uitgeschakeld.

Het is bekend dat een zekere overbelasting van zowel elektromotoren als hun voedingsnetwerken toelaatbaar is, en dat hoe korter de overbelasting, hoe groter de waarde ervan. Daarom zijn de voordelen van de overbelastingsbeveiliging van dergelijke apparaten die een "afhankelijke karakteristiek" hebben, d.w.z. waarvan de responstijd afneemt naarmate het overbelastingsveelvoud toeneemt, duidelijk.

Aangezien, met zeer zeldzame uitzonderingen, het beveiligingsapparaat zelfs tijdens het starten in het motorcircuit blijft, mag het niet worden geactiveerd met een startstroom van normale duur.

Uit de bovenstaande overwegingen is het duidelijk dat voor bescherming tegen kortsluitstromen in principe een niet-traagheidsapparaat moet worden gebruikt dat is ingesteld op een stroom die aanzienlijk hoger is dan het oorspronkelijke, en voor bescherming tegen overbelasting daarentegen een traagheidsapparaat met een afhankelijk kenmerk, zo gekozen dat het niet werkt bij getimed opstarten. Aan deze voorwaarden wordt grotendeels voldaan door een gecombineerde release die thermische overbelastingsbeveiliging en onmiddellijke elektromagnetische uitschakeling combineert in geval van kortsluitstroom.

Alleen een onmiddellijk apparaat dat is geconfigureerd voor een stroom die groter is dan de startstroom, biedt geen overbelastingsbeveiliging. Integendeel, alleen een traagheidsapparaat met een afhankelijke karakteristiek, dat bij een grote overbelastingsverhouding bijna onmiddellijk uitschakelt, kan beide soorten beveiliging alleen realiseren als het kan worden ingesteld door de inschakelstromen, dat wil zeggen als de starttijd is -langer dan de duur van de laatste.

Laten we vanuit dit oogpunt nu de verschillende gebruikte beschermingsmiddelen evalueren.

Zekeringen, die voorheen veel werden gebruikt als beveiligingsinrichtingen, hebben een aantal nadelen, waarvan de belangrijkste zijn:

a) beperkte toepassing voor overbelastingsbeveiliging, vanwege de moeilijkheid bij het instellen van inschakelstromen,

b) onvoldoende, in sommige gevallen, het maximale afgesloten vermogen,

c) de voortzetting van de werking van de elektromotor in twee fasen wanneer het inzetstuk doorbrandt in de derde fase, wat vaak leidt tot schade aan de wikkelingen van de motor,

d) het ontbreken van de mogelijkheid om het voedsel snel te recupereren,

e) de mogelijkheid om niet-gekalibreerde wisselplaten te gebruiken door het operationeel personeel,

f) de ontwikkeling van een ongeval met sommige soorten zekeringen, als gevolg van de overdracht van de boog naar aangrenzende fasen,

g) vrij grote spreiding van huidige tijdskenmerken, zelfs voor homogene producten.

In vergelijking met zekeringen zijn luchtmachines meer geavanceerde beveiligingsapparaten, maar ze hebben een willekeurige actie, vooral voor ongereguleerde onderbrekingsstromen in automatische installatiemachines, hoewel universele machines de mogelijkheid hebben tot selectiviteit, dit gebeurt op een gecompliceerde manier.

Opgemerkt moet worden dat de beveiliging tegen overbelasting voor installatie-automatische apparaten wordt geleverd door thermische releases. Deze releases zijn minder gevoelig dan de thermische relais van magnetische starters, maar zijn geïnstalleerd op drie fasen.

Bij universele machines is de overbelastingsbeveiliging nog grover, omdat ze slechts één elektromagnetische ontgrendeling hebben. Tegelijkertijd is het mogelijk om onderspanningsbeveiliging uit te voeren in universele machines.

Magnetische starters met behulp van ingebouwde thermische relais bieden ze een gevoelige tweefasige overbelastingsbeveiliging, maar vanwege de grote thermische traagheid van het relais bieden ze geen kortsluitbeveiliging. De aanwezigheid van een houdspoel in de starters maakt onderspanningsbeveiliging mogelijk.

Beveiliging tegen overbelasting en kortsluiting kan worden geboden door huidige elektromagnetische en inductierelais, maar ze kunnen ook alleen werken via een uitschakelapparaat, en de circuits die ze gebruiken zijn complexer.

Rekening houdend met het bovenstaande en het eisenpakket voor besturings- en beveiligingsapparatuur, kunnen de volgende aanbevelingen worden gedaan.

1. Voor handmatige bediening van elektrische ontvangers kunnen lage inschakelstromen zijn

gebruikt mes sleutels en zekeringen ingebouwd in verschillende elektrische structuren of distributie en voedingskasten… YARV-kasten zonder zekeringen worden gebruikt als scheidingsinrichtingen voor trolley lijnen, snelwegen enz.

2. Voor handmatige bediening van elektromotoren met een vermogen tot 3 - 4 kW, die geen overbelastingsbeveiliging nodig hebben pakket schakelaars.

3. Voor elektromotoren tot 55 kW die overbelastingsbeveiliging vereisen, zijn de meest gebruikelijke apparaten magnetische starters in combinatie met zekeringen of open stroomonderbrekers.

Met een elektromotorvermogen van meer dan 55 kW, elektromagnetische schakelaars in combinatie met beveiligingsrelais of open stroomonderbrekers. Er moet aan worden herinnerd dat de schakelaars niet toestaan ​​dat het circuit wordt verbroken in geval van kortsluiting.

4. Voor het op afstand bedienen van elektrische energieverbruikers is het gebruik van magnetische starters of schakelaars vereist.

5. Voor handmatige bediening van elektrische ontvangers met een klein aantal starts per uur is het mogelijk om automatische schakelaars te gebruiken.