Регулировка и настройка тепловых реле и расцепителей автоматических выключателей

Основным средством защиты электроприводов от перегрузок в настоящее время являются тепловые реле, а также автоматические выключатели с тепловыми расцепителями. Наибольшее распространение получили двухполюсные реле типа ТРН и ТРП, а также трехполюсные — РТЛ, РТТ. Последние имеют улучшенные характеристики и обеспечивают защиту от несимметричных режимов.

При 20 % перегрузке тепловое реле должно отключать электродвигатель за время не более 20 мин, а при двукратной перегрузке — примерно за 2 мин. Однако это требование часто не выполняется по той причине, что номинальный ток нагревательного элемента теплового реле не соответствует номинальному току защищаемого электродвигателя. На работу тепловых реле существенное влияние оказывает температура окружающей среды.

Основным параметром тепловых реле является время-токовая защитная характеристика, т. е. зависимость времени срабатывания от величины перегрузки.

Первая из них — для реле, находящегося в холодном состоянии (разогрев током начинается, когда реле имеет температуру, равную температуре окружающей среды), и вторая — для реле, находящегося в горячем состоянии (режим перегрузки наступает после работы реле в течение 30 — 40 мин под номинальным током).

Рис. 1. Защитные характеристики теплового реле: 1 — зона срабатывания из холодного состояния, 2 — зона срабатывания из горячего состояния

Для обеспечения надежного и своевременного отключения электродвигателя при перегрузке тепловое реле должно настраиваться на специальном стенде. При этом исключается ошибка из-за естественного разброса номинальных токов заводских нагревательных элементов.

При проверке и настройке тепловой защиты на стенде используется так называемый метод фиктивных нагрузок. Через нагревательный элемент пропускают ток пониженного напряжения, имитируя таким образом реальную нагрузку, и по секундомеру определяют время срабатывания. В процессе настройки необходимо стремиться к тому, чтобы 5. 6-кратный ток отключался через 9 — 10 с, а 1,5-кратный через 150 с (при холодном состоянии нагревателя).

Для настройки тепловых реле можно использовать серийно выпускавшиеся cпециализированные стенды.

На рис. 2 показана схема такого устройства. Приспособление состоит из маломощного нагрузочного трансформатора TV2, к вторичной обмотке которого подключается нагревательный элемент теплового реле КК, а напряжение первичной обмотки плавно регулируется автотрансформатором TV1 (например ЛАТР-2). Ток нагрузки контролируется амперметром РА, включенным во вторичную цепь через трансформатор тока.

Рис. 2. Принципиальная схема установки для проверки и настройки тепловых реле

Тепловое реле проверяют следующим образом. Ручку автотрансформатора устанавливают в нулевое положение и подают напряжение, затем поворотом ручки устанавливают ток нагрузки I = 1,5 I ном и секундомером контролируют время срабатывания реле (в момент погасания лампы HL). Операцию повторяют для остальных нагревательных элементов реле.

Если время срабатывания хотя бы одного из них не соответствует норме, тепловое реле следует отрегулировать. Регулировка производится специальным регулировочным винтом. При этом добиваются, чтобы при токе I = 1,5 I ном время срабатывания составляло 145 — 150 с.

Отрегулированное тепловое реле следует настроить на номинальный ток двигателя и температуру окружающей среды. Это делают в том случае, когда номинальный ток нагревательного элемента отличается от номинального тока электродвигателя (на практике в основном так и бывает) и когда температура окружающего воздуха ниже номинальной ( + 40° С) более чем на 10° С. Токовую уставку реле можно регулировать в пределах 0,75 — 1,25 номинального тока нагревателя. Настройка производится в следующей последовательности.

1. Определяют поправку (E1) реле на номинальный ток двигателя без температурной компенсации ±Е1 = ( I ном- I о)/С I о,

где Iном — номинальный ток двигателя, I о — ток нулевой уставки реле, С — цена деления эксцентрика (С = 0,05 для открытых пускателей и С = 0,055 для защищенных).

2. Определяют поправку на температуру окружающей среды E2=(t — 30)/10,

где t — температура окружающей среды, °С.

3. Определяют суммарную поправку ±Е=(±Е1) + (-Е2).

При дробной величине Е ее следует округлить до целого в большую или меньшую сторону в зависимости от характера нагрузки.

4. На полученное значение поправки переводят эксцентрик теплового реле.

Тщательно отрегулированные тепловые реле типа ТРН и ТРП имеют защитные характеристики, мало отличающиеся от средних. Однако такие реле не обеспечивают защиту электродвигателя в случае заклинивания, а также электродвигателей, не запустившихся при обрыве фазы.

Помимо магнитных пускателей c тепловыми реле в электроприводах для нечастых пусков их и защиты электрических цепей от коротких замыканий используются автоматические выключатели. При наличии комбинированных расцепителей такие аппараты защищают электроприемники также от перегрузки. Характерные параметры автоматических выключателей: минимальный ток срабатывания — (1,1. 1,6) I ном, уставка электромагнитного расцепителя — (3 — 15) I ном, время срабатывания при токе I = 16 I ном — менее 1 с.

Испытание тепловых элементов расцепителей автоматов проводят аналогично проверке тепловых реле. Испытание выполняется током 2 I ном при температуре окружающей среды +25° С. Время срабатывания элемента (35 — 100 с) должно находиться в пределах, указанных в заводской документации или найденных по защитной характеристике каждого автомата. Настройка тепловых элементов заключается в установке при помощи винтов биметаллических пластинок на одинаковое время срабатывания при одинаковом токе.

Для проверки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя через него от нагрузочного устройства пропускают ток на 15% меньше тока уставки (тока отсечки). Затем плавно увеличивают испытательный ток до отключения аппарата. При этом максимальное значение тока срабатывания не должно превышать ток уставки электромагнитного расцепителя более чем на 15 %. Испытание проводится не более 5 с во избежание недопустимого перегрева контактов выключателя.

Для проверки расцепителя минимального напряжения на зажимы автоматического выключателя подают напряжение U = 0,8Uном и включают аппарат, затем напряжение плавно понижают до момента срабатывания Uc = (0,35 — 0,7)Uном.

В последнее время в промышленности стали использовать полупроводниковые аппараты защиты и управления. Вместо обычных магнитных пускателей, например, применяют специальные тиристорные блоки. Техническое обслуживание таких устройств заключается в периодических внешних осмотрах и проверке работоспособности.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Проверка и регулировка тепловых реле

Подписка на рассылку

Тепловые реле предназначены для защиты электродвигателей от повреждения из-за перегрузок, затянутого пуска, асимметрии фаз и заклинивания ротора.

Зачем нужно проверять тепловое реле?

Регулярная проверка теплового реле позволяет содержать механизм реле и контакты в рабочем состоянии, а при возникновении неисправностей вовремя их устранить.От надежности аппаратов защиты зависит безаварийная работа электрооборудования, поэтому важно знать, как проверить работоспособность теплового релеперед установкой в цепь питания двигателя.

Под прозрачной крышкой на передней панели расположены элементы настройки и проверки реле:

• кнопка «TEST» для имитации работы механизма реле;
• регулятор тока уставки срабатывания теплового элемента;
• кнопка «STOP» для принудительного размыкания нормально-замкнутого контакта;
• кнопка-переключатель режима повторного взвода «RESET» (автоматический Aили ручнойP);
• индикатор срабатывания реле;
• пронумерованные выводы вспомогательных контактов– 96-95 (нормально-замкнутый) и 98-97 (нормально-разомкнутый).

Способы проверки и их алгоритм

Сначала визуально проверяем плотность прилегания крышки к корпусу, состояние корпуса на отсутствие трещин, сколов, следов плавления и подгоревших пятен.

Если при визуальном осмотре не обнаружено повреждений:

1. Проверяем работоспособность теплового реле: нажимая отверткой кнопку «TEST» имитируем работуреле при перегрузке.О срабатывании механизма и переключении вспомогательных контактов сигнализирует щелчок механизма и появление красного (желтого) «флажка » в окошке индикатора. Кнопкой «RESET» возвращаем реле в исходное состояние – окошко индикатора становится прозрачным.
2. Мультиметром проверяем правильностьположения контактовдо и после срабатывания.

Как проверить тепловое реле мультиметром

Для тестирования работы контактных группможно использовать и цифровой, и аналоговый мультиметр.

Как прозвонить тепловое релецифровым мультиметром рассмотрим подробно:

1. Сначала нужно перевести мультиметр в режим прозвонки:
• подключить красный щуп в гнездо «V/Ω», черный – в гнездо «COM»;
• установить переключатель напротив значка, обозначающего звук;
• соединить концы щупов – звуковой сигнал свидетельствует о правильной настройке прибора.
2. Присоединяем свободные концы щупов к выводам контактов на передней панели:
• 96-95 (нормально-замкнутый контакт NC) – услышим звуковой сигнал, значит, контакты замкнуты и пропускают ток без помех;
• 98-97 (нормально-разомкнутый NO) – отсутствие сигнала говорит о том, что контакты разомкнуты.
3. Кнопкой «TEST» вызываем срабатывание реле, прикладываем щупы мультиметра к выводам контактов, проверяем их состояние:
• 96-95 – отсутствие сигнала свидетельствует о разомкнутом состоянии нормально-замкнутого контакта (нажав кнопку «STOP», можно вернуть контакт NC в исходное состояние и снова проверить замыкание);
• 98-97 – контакт NO замкнут, слышен сигнал мультиметра.

Проверка теплового реле с полной разборкой

После долгой работы или регулярных сбоях желательно провести проверку теплового реле с полной разборкой:

• отсоединяем крышку реле от корпуса;
• осматриваем реле внутри, очищаем детали от загрязнений;
• проверяем целостность биметаллических пластин и исправность нагревательных элементов;
• осматриваем контакты, при необходимости производим чистку и регулировку;
• проверяем затяжку винтов клемм, крепления тепловых элементов и контактов;
• нажимая кнопку «TEST» убеждаемся в легкости хода контактов и отсутствие заеданий при работе механизма;
• при нажатии кнопки «STOP» проверяем срабатывание нормально-замкнутого контакта, нормально-разомкнутый при этом остается неподвижным.

Если в ходе проверки обнаружены неисправности теплового реле, например, после чистки высота контактного наклепа менее 0,5 мм, повреждены или деформированы биметаллические пластины, обнаружено выгорание материала или замыкание витков нагревательного элемента, поврежденные детали заменяют новыми.

Схема испытания тепловых реле

Для обеспечения надежного и своевременного отключения электродвигателя при перегрузке тепловое реле настраивается на специальном стенде с маломощным нагрузочным трансформатором:

1. Напряжение источника питания (220 В) подается в схему через выключатель QS.
2. Величина напряжения питания регулируется автотрансформатором TV1.
3. Через понижающий трансформатор TV2 подается напряжение на нагревательный элемент реле КК и магнитный контактор КМ.
4. Токовая нагрузка контролируется амперметром PA, подключенным через трансформатор тока TA вторичной цепи.
Настройку срабатывания теплового реле делаем методом фиктивных нагрузок:
1. Регулятор тока уставки устанавливаем в нейтральное положение.
2. Подаем напряжение в схему, устанавливаем ток нагрузки 1,5 Iном.
3. Секундомером проверяем время срабатывания – примерно 150 секунд.
4. Если за это время тепловая защита не сработала, плавно поворачиваем регулятор тока уставки до срабатывания реле.
5. Для завершения настройки проверяем срабатывание реле при других значениях нагрузочного тока, например, при 5–6 кратном превышении тока защита должна отключить нагрузку через 10 секунд.
6. После активного охлаждения по аналогичному алгоритму проверяем все нагреватели реле подачей тока на каждый отдельный элемент.
7. На корпусе реле меткой фиксируемположение регулятора.

В большинстве реле в качестве теплового элемента используется биметаллическая пластина. При нагревании проходящим током пластина изгибается в сторону металла с меньшим линейным коэффициентом расширения и свободным концом воздействует на механизм срабатывания контактов, которые отключают цепь питания электродвигателя при превышении заданной величины тока и замыкают цепь сигнализации, свидетельствующей о срабатывании тепловой защиты.

Нагрев биметаллической пластины происходит не мгновенно – реле срабатывает с некоторой задержкой времени, которая зависит от температуры окружающей среды, поэтому необходима регулировка теплового релес конкретным видом двигателя в условиях эксплуатации для исключения ложных срабатываний:

1. Определяем поправку на номинальный ток двигателя без компенсации температуры по формуле Е1 = (Iном – Iнэ)/СIнэ, где
• Iном – номинальный ток двигателя;
• Iнэ – номинальный ток нагревательного элемента;
• С – цена деления шкалы эксцентрика.
2. Определяем поправку на температуру окружающей средыпо формуле Е2 = (t – 30)/10, где t (°С) – температура воздуха.
3. Определяем суммарную поправку E = E1+E2 и переводим эксцентрик на значение суммарной поправки, округленной до целого числа.

Источник

Как правильно настроить тепловое реле электродвигателя | Contact-pro.ru

Как же правильно подобрать тепловое реле и выставить уставку на правильный ток защиты от перегрузки электродвигателя?

Задаете вопрос, почему сработало тепловое реле? Сначала необходимо узнать ток полной нагрузки электродвигателя и скорее всего у Вас неправильно выставлена уставка номинального тока теплового расцепителя!

Ток полной нагрузки при заданном напряжении, указывается на паспортной табличке, он является нормативным для настройки реле перегрузки. Из-за переменного напряжения во всем мире электродвигатели предназначены для использования как с частотой 50 Гц, так и с частотой 60 Гц в широком диапазоне напряжений.

Поэтому диапазон тока указан на паспортной табличке электродвигателя. Точную допустимую нагрузку по току можно рассчитать, зная напряжение.

Ну а теперь перейдем к расчету правильной уставки теплового реле!

За пример возьмем насос Grundfos.

Вводные данные для расчета берем из таблички на электродвигателе.

U = 220-277 ∆ / 380-480 Y В

Формула рассчета номинального тока (ток полной нагрузки) In = 5,70 — 5,00 / 3,30 — 2,90 А

Представим, что:

• Ua = фактическое напряжение 254 ∆ / 440 Y В (фактическое напряжение)
• Umin = 220 ∆ / 380 Y В (минимальные значения в диапазоне напряжений)
• Umax = 277 ∆ / 480 Y V (Максимальные значения в диапазоне напряжений)

Соотношение напряжений определяется следующими уравнениями:

• Для схемы подключения треугольник UΔ = (UA — Umin) / (Umax — Umin),что в данном случае: UΔ = (254 — 220) / (227 — 220) = 0,6
• Для схемы подключения звезда UY = (UA — Umin) / (Umax — Umin), что в данном случае: UY = (440-380) / (480-380) = 0,6

И так мы получаем, что UΔ = UY

Теперь рассчитаем минимальные и максимальные ток полной нагрузки (I)

• Imin = 570 / 3,30 А (Текущие значения для схемы треугольник и звезда при минимальном напряжении)
• Imax = 500 / 2,90 А (Текущие значения для схемы треугольник и звезда при максимальных напряжениях)

Теперь рассчитаем фактический ток полной нагрузки нашего насоса (I)

• Ток для значений при схеме подключения треугольник: 5,70 + (5,00 — 5,70) × 0,6 = 5,28 = 5,30 A
• Ток для значений при схеме подключения звезда: 3,30 + (2,90 — 3,30) × 0,6 = 3,06 = 3,10 А

Главное правило: тепловое реле перегрузки двигателя всегда настраивается на номинальный ток, указанный на паспортной табличке.

Однако если двигатели спроектированы с учетом эксплуатационного фактора, который затем указан на паспортной табличке, например. 1.15, установленный ток для реле перегрузки может быть увеличен на 15% по сравнению с током полной нагрузки или с коэффициентом эксплуатации в амперах , который обычно указывается на паспортной табличке.

ВЫВОД: в нашем случае двигатель подключен по схеме звезда = 440 В 60 Гц, реле перегрузки должно быть установлено на 3,1 А.

Источник