Aparate Electrice si Electronice de Comutatie si de
Protectie
PAGE 11. APARATE ELECTRICE DE COMUTAIE I PROTECIE
1. APARATE ELECTRICE I ELECTRONICE DE COMUTAIE I DE PROTECIE
Aparatele electrice se folosesc n toate etapele de producere,
transportare, transformare, distribuie i utilizare a energiei
electrice. Aceste aparate asigur urmtoarele funcii principale:
1) de comutaie nchiderea i deschiderea circuitelor
electrice;
2) de protecie i semnalizare protejarea instalaiilor electrice
de regimuri de avarie: scurtcircuit, suprasarcin, supratensiune i
semnalizarea acestora;
3) de comand i reglare a acionrilor electrice; 4) de msur i
contorizare.
Unele dintre cele mai rspndite aparate electrice sunt releele,
ntreruptoarele simple i ntreruptoarele automate, contactoarele i
demaroarele, controlerele i siguranele. Aceste aparate pot avea o
acionare manual, electromagnetic sau electronic (n forma unei
amplificri). Un circuit magnetic, creat de o bobin, parcurs de
curent electric, poate produce o for mecanic pentru deplasarea unei
armturi mobile relativ uoare la o distan mic. Aceste aparate au ca
elemente de ieire unu sau mai multe contacte electrice. Elementele
de ieire ale releelor electronice moderne de comutaie sunt
tranzistoarele i tiristoarele, care vor fi analizate ]n capitolul
urm[tor. 1.1. Relee i contactoare1.1.1. Noiuni generale despre
relee i clasificarea lor
Releele reprezint cele mai simple aparate discrete de comutaie a
circuitelor electrice prin nchiderea sau/i deschiderea brusc a unui
sau mai multe contacte electrice i ieire sub aciunea unui anumit
semnal de intrare, cnd acesta din urm depete o anumit valoare
prescris. A doua funcie principal a releelor, n afar de cea de
comutaie discret, o constituie separarea electric a circuitului de
ieire fa de circuitul de intrare, care este necesar pentru a avea
diferite valori ale tensiunilor i curenilor de intrare i ieire.
Unele relee, de exemplu cele electrice, mai pot asigura nc o funcie
de amplificare a semnalului de ieire fa de semnalul de intrare,
adic pot servi ca amplificatoare . Exist o mare varietate de relee,
de aceea ele se clasific dup anumite criterii. De exemplu, dup
tipul semnalului de intrare i de convertire, releele pot fi:
1) relee electrice - de curent, tensiune, putere, frecven s.a.
2) relee electronice cu elemente semiconductoare i
microelectronice;
3) relee termice cu temperatur la intrare;
4) relee magnetice, cu inducie magnetic, flux magnetic;
5) relee pneumatice, cu acionare sub presiunea aerului;
6) relee hidraulice, cu acionare sub presiunea unui lichid;
7) relee mecanice (de for, tensionare); 8) relee optice sau
fotorelee cu flux de lumin la intrare;
9) relee tehnologice (nivelul, debitul unui lichid, concentraia,
umiditatea ); Cele mai numeroase sunt releele electrice i
electronice, care pot fi de diferite tipuri. Toate releele au la
ieire unul sau mai multe contacte electrice. n raport cu separarea
galvanic toate releele pot fi cu separare magnetic i optic (prin
flux de lumin). Acestea din urm includ dispozitive semiconductoare
diode luminiscente i fotodiode, tranzistoare obinuite i
fototranzistoare, tiristoare i fototiristoare, triacuri (tiristoare
simetrice) i altele.
Toate releele ns au doar dou stri stabile de funcionare: acionat
i ne acionat, trecnd brusc de la o stare la alta sub aciunea
semnalului de intrare cnd acesta depete o anumit valoare prescris
sau de referin. n caz general un releu poate avea trei elemente
componente principale:
1) elementul sensibil (senzorul), care transform mrimea de
intrare ntr-o mrime, care poate fi comparat cu mrimea de
referin;
2) elementul de comparaie (de prag), care compar aceste mrimi,
trecnd brusc ntr-o stare opus;
3) elementul de amplificare i de execuie, care acioneaz asupra
contactelor de ieire.Releele cu acionare temporizat se numesc relee
de timp, care pot fi, la rndul lor, de mai multe tipuri : mecanice,
electromagnetice, pneumatice, electronice .
innd cont de varietatea mare de relee menionate, n continuare
vor fi analizate doar cteva din ele.1.1.2 Releele electromagnetice
i electronice Releele i contactoarele electromagnetice sunt cele
mai simple aparate de comutaie discret. Elementul de intrare al lor
reprezint o bobin cilindric, constituit dintr-un anumit numr de
spire circulare, care nfoar un miez magnetic nchis, de exemplu,
dreptunghiular. Trei laturi ale acestui miez sunt fixe, iar a 4a
latur este mobil, deoarece are construcia unei prghii sau a unei
clapete, care poate fi atras fie de un resort, fie de bobin (Fig.
1.1).
Dac bobina nu este parcurs de curent, atunci resortul atrage
armatura mobil ctre sine, condiionnd o deschidere a contactului
electric de ieire. n cazul conectrii bobinei la o surs de tensiune
sau curent, acest curent formeaz un cmp (flux) magnetic , care
produce o magnetizare a circuitului magnetic i o polarizare a
ntrefierului , iar ca urmare - o for de atracie n ntrefierul
circuitului magnetic: . Fig.1.1
Dac fora electromagnetului depete fora de rezisten a resortului
, adic dac , atunci partea mobil este atras de electromagnet, ceea
ce duce la micorarea ntrefierului , nchiderea contactului electric
de ieire i acionarea releului. Un astfel de contact se numete
contact normal deschis (CND), care se nchide n momentul acionrii
releului, ns majoritatea releelor mai au unul sau mai multe
contacte normal nchise (CN), care se deschid la acionarea releului.
n schemele electrice bobina (circuitul de intrare) se noteaz
printr-un dreptunghi, conectat la sursa respectiv, iar contactele
CND i CN prin simboluri respective ale unor ntreruptoare sau
comutatoare bipoziionale cu punct comun (fig. 1.2,c). Bornele
bobinei se noteaz, de regul, prin A1, A2.
Fig..1.2 Notarea convenional a releelor electromagnetice n
schemele electrice
Caracteristica principal a releelor i contactoarelor
electromagnetice de tensiune este caracteristica intrareieire -
dependena curentului de ieire (de for) de curentul bobinei de
intrare , care este neliniar, posednd o zon de histerezis (Fig. 1.3
zona haurat). Dac iar releul este ne acionat, adic . Dac , ceea ce
condiioneaz o acionare a releului i nchiderea CND, cnd . Pentru o
acionare mai sigur, se aplic, de regul, un curent . Datorit
induciei magnetice remanente, la micorarea curentului , releul
revine n starea de repaus la un curent de revenire , formnd astfel
zona de histerezis. Fig. 1.3
Releele i contactoarele electromagnetice de tensiune pot avea o
tensiune de alimentare a bobinei fie de curent continuu, fie de
curent alternativ, ns de valori standardizate: 12, 24, 110, 220V. n
primul caz curentul este limitat numai de rezistena activ a bobinei
R: , de aceea bobina trebuie s aib un numr relativ mare de spire,
iar ca urmare un volum i o mas mai mare.
La alimentare n curent alternativ este limitat n plus i de
reactana bobinei : de aceea numrul de spire poate fi mai mic, iar
ca urmare se micoreaz gabaritele. ns n acest caz inductivitatea
bobinei L i reactana ei X depind invers proporional de valoarea
ntrefierului (Fig. 1.4). Aceasta condiioneaz o cretere a curentului
n momentul acionrii de (7 10) ori:. n afar de aceasta, la
alimentarea n curent alternativ cresc pierderile n miezul magnetic
datorit curenilor turbionari, de aceea alimentarea n curent continu
este mai preferabil. Fig. 1..4
O astfel de alimentare permite, de asemenea, realizarea releelor
electromagnetice n calitate de relee de timp cu temporizare la
deconectare. Pentru aceasta releele de timp prevd adugtor un inel
scurtcircuit, care nfoar miezul magnetic. La deconectarea bobinei,
cnd ncepe s se micoreze fluxul magnetic , conform legii induciei
electromagnetice n inel se induce o tensiune , care creeaz un
curent relativ mare. Acest curent creeaz, la rndul su, un flux
magnetic de reacie, opus fluxului principal descresctor al bobinei.
Ca urmare, aceast descretere devine ntrziat cu cteva secunde.
Dezavantajul principal al releelor electromagnetice const n
gabaritele i masele lor mari, fiabilitatea sczut a contactului,
datorat apariiei arcului electric la deconectare. De aceea n
prezent aceste relee se folosesc mai mult n cazurile, cnd sunt
necesare tensiuni i cureni mari de comutaie (6-10A, 220V) . ns
chiar i n aceste cazuri aceste relee se execut ntr-o construcie
compact. n figura 1.5 sunt artate nite relee moderne ale companiei
RELPOL cu astfel de parametri i construcii, iar contactoarele vor
fi artate n 4.2
Fig. 1.5 Relee electromagnetice moderne compacte ale companiei
RELPOL innd cont de dezavantajele releelor electromagnetice n
prezent o rspndire tot mai larg o au releele i contactoarele
electronice, realizate cu elemente semiconductoare fr pri mobile i
fr de contacte. Ca elemente statice de contact servesc
tranzistoarele i tiristoarele de putere. Releele semiconductoare au
gabarite i mase mult mai mici, de aceea au fost concepute mai nti
ca elemente de interfa (de legtur i separare electric) dintre
diferite dispozitive ale sistemelor de automatizare . Ele se
execut, de regul, n 2 variante de diferite puteri : la intrarea sau
la ieirea controlerelor programabile electronice (fig.1.6).
Separarea electric dintre circuite se face printr-un flux de
lumin.
a) b) c)
Fig.1.6 Relee electronice de interfa la intrare cu instalare pe
rigleta de 35mm (a,b) i la ieire pentru cureni pn la 100A (c)
1.1.3 Contactoare electromagnetice i electronice Contactoarele
electromagnetice reprezint nite relee electromagnetice de putere
mare, deoarece prevd 2 tipuri de contacte: : principale (de cureni
mari-10-5000A ) i auxiliare (de cureni mici, ca la relee 3-10A),
comandate de o bovin i un circuit magnetic cu o armtur mobil. n
figura 1.7 sunt artate unele modificaii ale contactoarelor
electromagnetice 3RT10 ale companiei Siemens pentru comanda
motoarelor de la 3 la 250kW.
Fig. 1.7 Contactoare electromagnetice 3RT110 ale companiei
Siemens Contactele auxiliare nu au o acionare electromagnetic
proprie, de aceea se monteaz deasupra contactoarelor, fiind cuplate
cu axul prii mobile a electromagnetului de baz pentru a fi acionate
de acesta odat cu contactele de putere (fig. 1.8). Aceasta se refer
nu numai la contactoarele singulare, ct i la cele duble, destinate
pentru comanda reversibil a motoarelor asincrone. Fig. 1.8 Montarea
contactelor auxiliare deasupra axului mobil al electromagnetului de
baz al contactoarelor singulare sau duble n schemele electrice
bobina de comand a contactoarelor se noteaz cu literele A1-A2, iar
contactele de putere se evideniaz printr-un semicerc adugtor (fig.
1.9). Contactele auxiliare pot fi normal deschise sau normal
nchise, pe cnd contactele de putere sunt numai deschise.
Fig. 1.9 Notarea contactoarelor nereversibile i reversibile n
schemele electrice Pentru comanda motoarelor cu cureni pn la 100 A
au fost elaborate, de asemenea, contactoare semiconductoare
monofazate, bifazate i trifazate, utiliznd aceleai principii de
separare electric ale releelor electronice de putere, denumite i
Solide State Relays. Contactoarele electronice au o construcie mai
compact pentru montare pe ina DIN de 35 mm, o comand n curent
continuu 24 V i o protecie minim necesar., n figura 1.10,a sunt
prezentate contactoarele electronice mono-, bi- i trifazate R100 ,
R300 ale companiei ABB. Fig. 1.101.2 ntreruptoare automate
tipice
ntreruptoarele automate tipice (IAT) sunt cele mai rspndite
aparate electrice de comutaie i de protecie, fiind utilizate la
alimentarea cu curent electric i protejarea la scurtcircuit i
suprasarcin a tuturor dispozitivelor, utilajelor i instalaiilor
electrice. n multe cazuri ns IAT pot asigura i alte tipuri de
protecie, de exemplu la minicureni de scurgere la mas (corp) sau la
dispariia tensiunii unei faze. Protejarea este funcia principal,
care se efectueaz prin deconectarea automat a circuitelor
alimentate n cazuri de depire a curenilor prescrii (sau
prestabilii). Comutarea manual sau automat de la distan prin
intermediul unui electromagnet este o funcie auxiliar, necesar
pentru deconectarea circuitelor de la reeaua electric de alimentare
n cazul unor reparaii, deoarece mecanismul de zvorre mecanic al lor
are un numr limitat de comutri. n cazuri cnd sunt necesare un numr
relativ mare de comutri pe or se folosesc contactoarele, conectate
la ieirea ntreruptoarelor, deoarece contactoarele nu sunt prevzute
cu funcii de protecie.
n practic ns sunt des folosite, de asemenea, mai ales la
iluminatul electric, i ntreruptoarele neautomate, care sunt mult
mai simple, deoarece nu au mecanism de broasc. ns acestea din urm
nu pot proteja circuitele la supracureni, fiind utilizate doar
pentru nchiderea i deschiderea manual a circuitelor, Evident, c n
aceste cazuri ntreruptoarele neautomate trebuie conectate la ieirea
ntreruptoarelor automate.
ntreruptoarele automate monopolare (monofazate), sau tripolare
(trifazate) conin respectiv cte unul sau trei contacte principale
(de for), nchiderea sau deschiderea (acionarea) crora n regim
normal () este, de regul, manual, iar n cazuri speciale este dubl
manual i electromagnetic, pentru a putea fi comandate de la distan
ca i contactoarele. IAT sunt meninute n stare nchis cu ajutorul
unui mecanism special de zvorre (broasc). n cazurile, cnd curentul
atinge valoarea de scurtcircuit , controlat de un disjunctor sau
declanator electromagnetic, acesta din urm acioneaz asupra
mecanismului mecanic de zvorre, deconectnd automat i cu rapiditate
maxim circuitul electric controlat. Dup nlturarea scurtcircuitului
ntreruptoarele automate pot fi reanclanate manual sau automat
foarte uor i repede, spre deosebire de siguranele fuzibile, care
trebuie schimbate dup ardere. n legtur cu aceasta uneori aceste
ntreruptoare se mai numesc sigurane automate. Declanatorul
electromagnetic de scurtcircuit reprezint un microreleu de curent
maximal, n cazul unui singur pol, sau trei microrelee de curent,
introduse n fiecare faz a IAT trifazat, partea mobil a crora
acioneaz asupra unui resort reglabil, producnd astfel deszvorrea
mecanismului mecanic de broasc i ntreruperea circuitului electric
de for.
Majoritatea IAT moderne mai conin n plus i un declanator termic
de suprasarcin, care reprezint un disjunctor sau un releu termic
clasic cu bimetal, introdus n fiecare faz a curentului de for i
care acioneaz, de asemenea, asupra mecanismului de zvorre al IAT.
Deoarece curentul de suprasarcin , acionarea declanatorului termic
este temporizat, ntrzierea fiind invers proporional cu valoarea
curentului. n figura 1.11 sunt indicate 2 curbe timpului de
deconectare termic a ntreruptoarelor din stare fierbinte sau rece n
funcie de raportul dintre curentul real i cel nominal.
innd cont de dezavantajele releelor termice, au fost elaborate,
de asemenea, i declanatoare electronice de suprasarcin pe baza unui
releu electronic de control direct al curentului sau a temperaturii
unui termistor, rezistena cruia variaz sub aciunea curentului
electric. Aceste declanatoare electronice au o rapiditate mai mare
i un diapazon de prescriere mai larg. Unele ntreruptoare automate
moderne, destinate pentru comanda acionrilor electrice, sunt
prevzute cu contacte electrice auxiliare de cureni mici, montate,
de obicei, lateral (ntr-o parte sau alta a ntreruptorului).
Fig. 1.11
n afar de numrul de poli (1,2 sau 3) i de tipul declanatorului,
IAT pot fi clasificate i caracterizate printr-o serie ntreag de
parametri:
curentul nominal, valoarea cruia este standardizat, de exemplu :
A; tensiunea nominal, la fel standardizat V; frecvena nominal sau
60 Hz;
capacitatea maxim de rupere la scurtcircuit ;
caracteristica de acionare a declanatorului timp curent n
dependen de clasa declanatorului - A, B, C, D.
Declanatoarele electromagnetice de protecie la scurtcircuit au
urmtoarele clase principale :A - - pentru protecia dispozitivelor
electronice;
B - - pentru protecia iluminatului n casele de locuit;
C - - pentru protecia motoarelor electrice;
D - - pentru protecia transformatoarelor i a sarcinilor
capacitive.
Timpul de acionare al acestor declanatoare .
Nomenclatura ntreruptoarelor automate, produse de diferite
companii, este foarte larg, ns construcia lor este asemntoare. n
particular pentru iluminat i sisteme casnice cu cureni se produc
IAT cu 1, 2, 3 i 4 poli (al patrulea pentru firul nul N). n figura
1.12 sunt reprezentate ntreruptoarele automate modulare de tipul
S2, S200, S500 ale companiei ABB cu cureni 6-63A i cu diferite
clase de declanatoare. Ele au o construcie compact cu montare
standardizat pe rigleta DIN 35 mm. Dispozitivele auxiliare
(accesoriile) acestor ntreruptoare, care se fixeaz lateral, sunt
artate n figura 1.13. Ele includ, n afar de contacte auxiliare,
declanatoare de tensiune minim S2C-UA, prevzute cu prescrieri de
35-70 % sub valoarea nominal a tensiunii, precum i tensiune maxim
S2C-OVP1 (275 V) i S2C-OVP2 (290 V). n figura 1.14 este artat un
ntreruptor automat trifazat ABB, destinat pentru protecia
motoarelor.
Fig 1.12 ntreruptoare automate modulare S2,S200,S5000 pentru
iluminat ale companiei ABB
Fig,12.13 Dispozitive auxiliare ale IAT S2 ABB Fig.1.14 AT
trifazat ABB
Pentru protecia motoarelor asincrone cu puteri pn la 45kW toate
companiile produc o serie compact i performant de ntreruptoare
automate trifazate cu cureni pn la 100A .Declanatorul
electromagnetic de scurcircuit al acestor ntreruptoare este acordat
la o valoare , ceea ce permite o pornire normal a motoarelor i o
protecie optimal la scurtcircuit. Pentru protecia
transformatoarelor, care au un curent de conectare chiar mai mare
dect curentul de pornire al motoarelor, declanatorul de
scurtcircuit se acordeaz la o valoare mai mare: . Declanatorul
termic al acestor ntreruptoare permite o acordare a acionrii lor n
diapazonul (0,7 -1,0) IN, unde IN constituie curentul nominal al
ntreruptorului, care se alege mai mare cu (30-50) % fa de curentul
nominal al motorului.
n figura 1.15 sunt reprezentate 2 modificaii principale SM1 i
SM2 i diferite dispozitive auxiliare ale ntreruptoarelor automate
tipice ale companiei Lovato Electric cu un diapazon 0,1-32A i
22-100A. Pe lng cele 2 protecii principale, aceste ntreruptoare mai
asigur n plus protecia motoarelor la dispariia unei faze. n
componena accesoriilor intr nu numai contactele auxiliare i
declanatorul de tensiune minim, ca la compania ABB, ci i nite ine
de conexiuni paralele ale ntreruptoarelor, cutii de montare a lor
pe perete sau pe un panou i altele.
Fig. 1.15 ntreruptoare automate trifazate SM1 - SM2 i diferite
dispozitive auxiliare i accesorii ale lor, produse de compania
Lovato Electric
ntreruptoarele de cureni mai mari de 100A au o construcie clasic
cu montare n spatele panourilor de distribuie a energiei electrice.
n figura 1.16 sunt artate 3 modificaii ale ntreruptoarelor LZM ale
companiei Moeller cu cureni 15-1600A.
Fig.1.16 ntreruptoare trifazate LZM de cureni 15-1600A ale
companie Moeller
Notarea convenional general a ntreruptoarelor n schemele
electrice este artat n figura 1.17. Contactele de putere sunt
specificate prin literele L1-L3 i T1-T3, iar contactele auxiliare
normal deschise i normal nchise prin 1.11-1.12, 1.21-1.22,
1.13-1.14, 1.23-1.24. Mecanismul de broasc este reprezentat
printr-un ptrat cu cruce n interior. Asupra acestui mecanism
acioneaz declanatorul termic n form de impuls dreptunghiular
temporizat i declanatorul electromagnetic de protecie la
scurtcircuit, identificat prin litera I i semnul >.
Fig.1.17 Reprezentarea elementelor ntreruptorului automat n
schemele electrice1.3 ntreruptoare automate difereniale de protecie
la cureni de scurgere la mas sau n pmnt Importana aceste
ntreruptoare const nu numai n protecia motoarelor i a altor utilaje
electrice, izolate de pmnt sau de nul, la apariia curenilor de
scurgere la mas, sau la pmnt, n cazurile nrutirii izolaiei lor fa
de corp, ci i n protejarea organismului uman la atingerea lui de
corpul instalaiilor aflate sub tensiune. n plus, aceast protejare
are loc nu numai la atingerea corpului motoarelor aflate sub
tensiune, ci la orice atingere de un conductor deschis aflat sub o
anumit tensiune. n fiecare caz prin organismul uman trece un
curent, care depinde de rezistena corpului i de valoarea tensiunii
i care se nchide prin pmnt, n cazul sistemului de tensiune cu nul
legat la pmnt. Acest curent poate fi mic, ns pentru organismul uman
un curent mai mare de 0,1 A este deja periculos. Rezistena
interioar medie a organismului uman tnr, de la mn spre picior,
constituie aproximativ 1000-2000 . Dac picioarele nu sunt izolate
de pmnt, atunci la o tensiune de 230V prin organism poate s treac
un curent de 115-230 mA, ceea ce pentru un organism tnr poate fi
mortal. De aceea ntreruptoarele automate difereniale (IAD),
destinate pentru protecia electrocutrii organismului uman, sunt
prevzute cu urmtoarele valori de prescriere ale curentului de
scurgere: 10, 30, 100mA.n cazul legrii corpului motoarelor la nul
sau la pmnt, ntreruptoarele obinuite le pot deconecta numai la o
strpungere definitiv, cnd rezistena izolaiei se micoreaz pn la
zero, i cnd curentul crete pn la valoarea de scurtcircuit. n
practic ns rezistena izolaiei fa de corp, n majoritatea cazurilor,
nu scade brusc pn la zero, ceea ce cauzeaz un curent de scurgere
mult mai mic dect cel de scurtcircuit, ns suficient deseori pentru
a provoca electrocutri umane sau scnteieri. De aceea protecia la
curentul de scurgere la mas poate servi n plus ca i o protecie
antiincendiar. Evident, c valorile curentului de prescriere al
ntreruptoarelor difereniale pentru o astfel de protecie pot fi mai
mari fa de protecia organismului uman - 0,1-1,0A. n cazul, cnd
curentul real de scurgere depete valoarea respectiv de prescriere,
IAD deconecteaz n mod automat, la fel ca i ntreruptoarele automate
obinuite, circuitul de for al unui consumator, pe care-l protejeaz.
Valorile nominale ale curentului de for al ntreruptoarelor
difereniale, produse industrial, coincid cu valorile standardizate
ale curentului ntreruptoarelor automate obinuite - 16, 25, 50, 63,
100A (la cele ruseti B1 63 ) sau A12, A14) i 16, 25 224A (la cele
germane Siemens 5SM1). Valorile nominale ale tensiunilor ns depind
de numrul de faze ale instalaiilor, care se protejeaz prin IAD. Din
acest punct de vedere IAD se mpart n 2 variante constructive
principale (vezi foto B1 63 Fig.4.26,a):
1) cu 2 intrri i 2 ieiri de for (faza L i nulul N) pentru
consumatori monofazai;2) cu 4 intrri i 4ieiri de for (L1, L2, L3 i
N) pentru instalaii trifazate.
ntreruptoarele difereniale ruseti B1-63 (fig. 1.18,a) nu pot
asigura protecia, instalaiilor la scurt circuit i suprasarcin, de
aceea utilizarea lor necesit o nseriere cu ntreruptoare automate
obinuite. n legtur cu aceasta au fost elaborate, de asemenea, nite
IAD combinate A12, A14(Fig. 1.18, b) sau 5SU3(6), care asigur toate
proteciile menionate mai sus.
a) b)
Fig. 1.18. ntreruptoare automate difereniale ale companiei
ruseti : a) 1-63 cu protecie numai la curent de scurgere la mas; b)
12, 14 cu protecie la curent de scurgere, la curent de scurtcircuit
i la curent de suprasarcin n figura 1.19 sunt reprezentate cteva
modificaii de AD F200 i DS ale companiei ABB cu aceleai 2 funcii de
protecie. Valorile curentului prescrise de scurgere ale lor sunt
cuprinse ntre 0,1A i 1,2A. Ele mai asigur , de asemenea, o
temporizare reglabil 0,3-5s pentru deconectare selectiv a 2 AD.
Fig. 1.19. ntreruptoare automate difereniale DS ale companiei
ABB
Principiul de funcionare al IAD este relativ simplu, avnd la baz
un transformator diferenial cu circuit magnetic toroidal 1 (fig.
1.20). Prin fereastra interioar a acestui toroid se trec
conductoarele curentului de for, care servesc ca nfurri primare de
o singur spir w1=1 ale transformatorului diferenial. n variant
monofazat, de exemplu, curentul conductorului de faz I1 este egal
cu curentul nulului , ns aceti cureni au sensuri diferite. Ca
urmare, fluxurile magnetice 1 i 2 , create de aceti cureni n miezul
toroidal, de asemenea sunt egale i opuse: 1 = 2 , iar fluxul
rezultant: =1 - 2 = 0, ceea ce condiioneaz n nfurarea secundar cu
spire w2 o tensiune de inducie e2 =0. n cazul atingerii
operatorului uman de un conductor aflat sub tensiunea de faz, sau
de corpul instalaiei, izolaia creia este strpuns, prin organismul
uman, pmnt i faza de alimentare apare un curent adugtor, numit
curent de scurgere la pmnt Isc. Acest curent condiioneaz un
dezechilibru ntre curenii (I1 +Isc) - I1 =I>0 i fluxurile lor
magnetice
1 - 2 = >0. Ca urmare, n circuitul secundarului
transformatorului apare un curent I2 >0, care alimenteaz
electromagnetul 2. Cnd acest curent atinge valoarea prescris I2=Ip,
are loc acionarea electromagnetului 2, declanarea mecanismului de
zvorre 3 i deconectarea automat a instalaiei de la reeaua de
alimentare.
Pentru o testare imitatoare a funcionrii ntreruptorului
diferenial este prevzut un buton Test i o rezisten anumit R, care
pot forma un curent artificial de scurgere prin untarea
transformatorului . Fig. 1.20. Principiul de funcionare al AD
n mod analogic funcioneaz i varianta trifazat a ntreruptorului
diferenial, trecndu-se prin fereastra miezului magnetic toate
conductoarele de faz, inclusiv nulul reelei. n lipsa curentului de
scurgere, suma curenilor acestor conductoare, de asemenea, este
egal cu zero: iL1 +iL2 +iL3 =0. n unele instalaii ns forma acestor
cureni nu este sinusoidal, ceea ce necesit nite modificaii speciale
ale IAD. Toate ntreruptoarele difereniale ns necesit o deblocare
manual n caz de acionare, Notarea convenional a AD monofazate i
trifazate n schemele electrice include transformatorul toroidal i
butonul de testare nseriat cu rezistena de limitare a curentului de
scurgere artificial (fig. 1.21).
Fig.1.21.ntreruptoare automate difereniale i notarea lor n
schemele electrice
Aceste dispozitive sunt recomandate n prezent ca obligatorii n
sistemele casnice de alimentare cu energie electric nc dintr-un
motiv. Ele mai permit o depistare a furturilor de energie electric,
cnd unii consumatori de energie monofazat unesc aparatele lor
electrice numai la un conductor al contorului la linia de faz
respectiv. Al doilea conductor nulul, ei l unesc la corpul
diferitor sisteme legate la nul, cum ar fi reele termice de
nclzire, sau de aprovizionare cu ap i altele. n astfel de cazuri o
parte din curentul consumat nu trece prin contor, ceea ce conduce
la un furt de energie electric. Corpul instalaiilor electrice ns
trebuie conectat la electrodul de protecie PE, separat de nulul N
(fig. 1.22). Fig. 1.22
Dac se alege un IAD cu 3 funcii de protecie, adic la
scurtcircuit, suprasarcin i scurgere la mas, atunci el poate nlocui
ntreruptorul general de alimentare a unor case comunale sau
particulare. Schema de conectare n acest caz depinde de numrul de
faze, de numrul i tipul sarcinilor electrice lmpi, prize, boilere,
plite electrice, maini de splat i altele. n figura 1.23 este artat,
ca exemplu, schema simplificat de alimentare a unei cldiri sau vile
cu cteva etaje. Ea prevede 1 ntreruptor general trifazat Q1, cu 4
poli i cu un curent sumar de 125A. Fiecare faz include, ca element
principal de protecie general monofazat, cte un ntreruptor automat
diferenial Q10, Q20, Q30 de 25A, 32A i 40A pentru 3 grupe
principale de consumatori : lmpile de iluminat, prizele de
alimentare a aparatelor casnice i celelalte sarcini diverse. n
fiecare grup consumatorii principali sunt alimentai printr-un
ntreruptor automat obinuit cu un curent nominal, n funcie de sarcin
de consum. De exemplu, lmpile consum un curent mai mic, de aceea
pentru ele se recomand de ales cte un ntreruptor obinuit de 6-10A
pentru fiecare camer, iar pentru prize cte un ntreruptor automat
obinuit de 16A, deoarece sarcinile lor sunt mai mari. Un astfel de
concept nu afecteaz alimentarea celorlali consumatori la
deconectarea avariat sau operativ a unuia singur din grup. ns el
trebuie s asigure o consecutivitate a proteciilor ntreruptoarele
individuale trebuie s aib un curent nominal mai mic, fa de
ntreruptorul principal.
Fig. 1.23. Principiu de alimentare i protecie a unei vile cu
cteva etaje
n multe cazuri ns lmpile au nevoie de un ntreruptor obinuit i nu
diferenial, deoarece se alimenteaz prin 2 fire. n figura 1.24 este
artat un astfel de exemplu, utiliznd aparate ale firmei franceze
Merlin Gerin, care intr n compania german SCHNEIDER ELECTRIC.
Fiecare ntreruptor este prevzut, de regul, cu 2 poli pentru faz (de
culoare roie) i pentru nul (de culoare albastr, care trebuie s fie
primul). Alimentarea se face, de regul n partea de sus, iar sarcina
se conecteaz n partea de jos a fiecrui aparat. Utilizarea
ntreruptoarelor automate cu un singur pol, de exemplu pentru faz,
ngreuiaz executarea conexiunilor cablurilor separate la nul n
interiorul panoului de alimentare i menine probabilitatea de
apariie a unei alte faze n Nul .
Fig. 1.24. Exemplu de conectare a aparatelor companiei franceze
Merlin Gerin
Toate companiile productoare de aparate electrice, produc, de
asemenea, i panouri compacte de montare i asamblare a acestora. Ele
sunt prevzute pentru un numr diferit de aparate 4, 6, 8, 12, 16,
24, care se monteaz pe rigleta standardizat de 35mm DIN 35. Dac
numrul lor este mare, atunci ele se proiecteaz pentru montare
ntr-un singur rnd, sau pentru 2 rnduri (etaje, cum este artat n
figura precedent). n figura 1.25 este prezentat un panou simplu cu
un singur ntreruptor automat diferenial, ca protecie general, i 4
ntreruptoare automate obinuite pentru fiecare sarcin separat. Acest
panou prevede, de asemenea, o bar de cupru cu uruburi, care trebuie
s fie conectat la in de mpmntare subteran. La fiecare urub al
acestei bare se conecteaz al treilea conductor de culoare galben cu
dung verde (conductorul de protecie PE) al prizelor sau aparatelor
casnice, care asigur mpmntarea acestora.
Aceste panouri pot avea diferite execuii constructive : IP 23 de
montare n ncperi, sau de montate n aer liber - IP 54. Toate
cablurile exterioare trebuie montate n furtunuri gofrate flexibile
de protecie, care pot asigura i o schimbare a lor n caz de
necesitate.
Fig. 1.25. Exemplu de panou al companiei franceze Merlin
Gerin
n caz dac panoul de conexiuni nu are bar de mpmntare, aceasta
poate fi realizat prin intermediul bornelor cu montare pe in de 35
mm (fig. 1.26, a). Pentru montarea conductoarelor electrice de
0,1-300 mm2 n diferite dulapuri i panouri de comand, compania
americano canadian WEIDMULLER produce o nomenclatura bogat de borne
modulare din seriile W, Z, I. Conductoarele se fixeaz n 2 moduri
sub urub sau sub resort, ntr-un rnd (etaj) sau n 2-3 rnduri
(etaje), unul fiind destinat, de exemplu, pentru mpmntare. Pentru
conectarea paralel a unor module sunt prevzute nite puni din 2 sau
mai multe contacte, iar pentru conectarea paralel a unor
conductoare de seciune mai mic - montarea superioar a unor
adaptoare de trecere. Sunt prevzute, de asemenea, i diferite
variante de testare a tensiunii conductoarelor, de exemplu prin
unele techere cilindrice. n figura 1.26 sunt artate unele borne din
seriile W i Z cu i fr nurubarea conductoarelor, precum i
principiile lor de fixare .
b)
c)
Fig. 1.26. Borne modulare din seriile W i Z ale companiei
WEIDMULLER cu i fr nurubarea conductoarelor i principiile
principale de fixare ale lor1.4 Scheme tipice de comand simplificat
i protecie a motoarelor asincrone trifazate n scurtcircuit Schemele
clasice de comand automatizat secvenial cu relee i contactoare ale
motoarelor asincrone (MA) n scurtcircuit de putere mic i mijlocie
sunt cele mai simple, deoarece ele sunt proiectate special pentru
pornirea direct la reea, sau pentru pornirea Y/. Curentul de
pornire n primul caz este mai mare dect cel nominal de 5-7 ori,
ceea ce reprezint unul din dezavantajele principale ale acestor
motoare. Pornirea Y/ micoreaz curentul liniar de 3 ori, de aceea se
utilizeaz pentru majoritatea motoarelor de putere mijlocie. n unele
cazuri ns aceast ultim metod nu este posibil, fiind nlocuit cu
starterele tiristorizate, descrise n capitolul 4. MA de puteri mari
impun pentru micorarea curentului introducerea temporar n circuitul
statoric a unor elemente adugtoare (inductiviti,
autotransformatoare), care apoi sunt untate cu ajutorul
contactoarelor. Comanda automatizat a motoarelor asincrone prevede,
de regul, nu numai pornirea, ci i alte funcii, impuse de procesul
tehnologic al mainii de lucru sau de cerinele de protecie i
securitate. Dintre aceste funcii fac parte: frnarea, inversarea,
reglarea, comanda din cteva locuri, semnalizarea, protecia la
scurtcircuit i la suprasarcin, blocarea unor regimuri tehnologice
sau electrice nedorite .a. Realizarea acestor funcii poate fi fcut
prin mai multe principii, iar ca urmare i prin mai multe variante
ale schemelor tipice de comand. Frnarea, de exemplu, poate fi fcut
n contracurent, prin metoda dinamic sau recuperativ. Pe lng comanda
automatizat, schemele tipice mai prevd, de obicei, i o comand
manual (de rezerv).
n figura 1.27, a este reprezentat schema de for a pornirii
directe nereversibile a motorului asincron trifazat cu rotorul n
scurtcircuit, care prevede n circuitul statorului un ntreruptor
automat QF, pentru protecie la scurtcircuit, un releu termic cu dou
elemente sensibile KK pentru protecie la suprasarcin i contactele
de for ale contactorului (demarorului) trifazat KM. Aceast schem
poate avea 3 variante de comand, determinate de tipul mainii de
lucru:
1) cu un singur element de comand pentru pornire i oprire un
ntreruptor simplu SA, care asigur o autopornire la dispariia i
reapariia tensiunii reelei de alimentare (fig. 1.27, b). n
sistemele complexe de automatizare n locul ntreruptorului SA se
folosete contactul de ieire al unui bloc automat, de exemplu a unui
controler; Aceast schem este recomandat pentru pompe.2) cu un
singur element de comand pentru pornire i oprire un buton simplu SB
cu contact normal deschis. La luarea degetului de pe buton, motorul
se oprete (fig. 1.27, c); Ea se folosete pentru instrumentele
electrice.
3) cu 2 butoane de comand: SB1 cu contact normal deschis pentru
pornire i SB2 cu contact normal nchis pentru oprire, precum i cu o
automeninere a funcionrii motorului la luarea degetului de pe
butonul SB1. (fig. 1.27, d). Aceast automeninere se realizeaz prin
untarea butonului SB1 cu contactul normal deschis auxiliar al
contactorului KM. n caz de suprasarcin de curent de 5 40% contactul
releului termic deconecteaz motorul.
Fig. 1.27. Scheme de comand nereversibil ale motorului
asincron
n figura 1.28 este artat aceeai comand nereversibil a MA, ns cu
protecii de baz realizate prin elemente diferite, precum i n
standard european.
Fig. 1.28 Comanda nereversibil a MA cu protecii de baz n
standard european
n figura 1.29 sunt indicate scheme de pornire direct reversibil
a MA cu 2 contactoare tripolare KM1 (Q11) i KM2 (Q12), care
alctuiesc un demaror reversibil i care asigur schimbarea
succesiunii a 2 faze de alimentare a statorului. Autoalimentarea
fiecrui contactor dup apsarea temporar a butonului de sens direct
(D) SB1 (I), sau a butonului de sens invers (I) SB2 (II), se
efectueaz la fel ca i la comanda nereversibil: prin untarea
butoanelor cu contactele auxiliare normal deschise ale
contactoarelor corespunztoare - KM1 (Q11) i KM2 (Q12). Aceste
scheme de comand ns mai asigur o protecie adugtoare: de acionare
simultan a ambelor contactoare, urmat de scurtcircuitarea a dou
faze a reelei. Pentru evitarea ei, bobina contactorului KM1 se
nseriaz cu contactul auxiliar normal nchis KM2, iar bobina
contactorului KM2 cu contactul normal nchis KM1. n legtur cu
aceasta contactele normal nchise KM1 i KM2 se mai numesc contacte
de interblocare, care mpiedic inversarea motorului fr a apsa mai
nti pe butonul SB3 (0)STOP.
c) Fig.12.29 Scheme tipice de comand reversibil a MA n standard
clasic (a, b) i european (c) Prima variant de comand din figura
1.29 c asigur o inversare a sensului de rotaie numai dup o
deconectare prealabil a contactorului precedent prin butonul comun
0 (21-22) STOP, deoarece apsarea celuilalt buton nu ntrerupe
alimentarea bobinelor contactoarelor prin contactele auxiliare de
automeninere ale lor Q11 (13-14) i Q12 (13-14). n cea de-a doua
variant, inversarea este posibil din mers, adic fr apsarea
butonului STOP, deoarece apsarea celuilalt buton ntrerupe
alimentarea bobinei contactorului precedent. Aceast variant se
folosete pentru comanda unui motor cu 2 viteze. O astfel de comand
manual este reprezentat n figura 1.30, a, unde fiecare nfurare de
faz statoric este constituit din 2 secii egale. Prin conectarea
acestor secii n triunghi sau n stea dubl (fig.1.30, b,c) se pot
obine 2 variante de perechi de poli ale nfurrii statorice, iar ca
urmare 2 viteze diferite i proporionale, de exemplu
n1=60f1/p1=60*50/2=1500 rot/min i n2=60f1/p2=60*50/1=3000 rot/min.
Pentru conexiunea de stea dubl sunt necesare 5 contacte de for, de
aceea se folosesc 2 contactoare KM2, bobinele crora sunt conectate
paralel. Mai nti motorul se accelereaz pn la viteza mic, apoi se
apas SB2 i se trece din mers la viteza mare. Oprirea motorului din
oricare regim se efectueaz prin butonul SB3 STOP.
a) b) c) Fig. 1.30. Comanda secvenial a unui motor asincron cu 2
viteze O utilizare larg pentru motoarele de puteri mijlocii o are
pornirea STEA-TRIUNGHI, care asigur o micorare de 3 ori a
curentului de pornire a motorului, conectnd statorul mai nti n
STEA, la o tensiune de faz de 1,73 ori mai mic (fig. 1.31, a). Dup
o pauz de 7-10 s, un releu de timp reconecteaz automat motorul n
TRIUNGHI la o tensiune de faz, egal cu tensiunea de linie, care
constituie tensiunea nominal a lui. n figura 1.31 ,a este artat
totodat cutia de borne cu cele 6 capete ale nfurrilor de faz U1-U2,
V1-V2, W1-W2 i conexiunile orizontale din ea pentru o conexiune Y,
sau verticale pentru .
a) b) Fig. 1.31. Schema tipic de pornire STEA-TRIUNGHI a
motorului asincron Schema de for la pornirea STEA-TRIUNGHI (n
standard european) prevede 3 contactoare de putere: Q11 contactorul
de linie; Q13 STEA i Q15 TRIUNGHI, precum i un releu termic de
protecie la suprasarcin F2, dac n locul ntreruptorului automat Q1
sunt utilizate sigurane fuzibile F1 (fig. 1.31, b).Partea de comand
a acestei scheme, cu un bloc S11 cu 2 butoane - I START i 0 STOP,
precum i cu un releu de timp cu temporizare la conectare K1, este
artat n figura 1.32 (n 2 variante). Schema funcioneaz n felul
urmtor.
La apsarea butonului I START, prin contactul normal nchis al
releului de timp K1/15-16, se alimenteaz mai nti bobina
contactorului Q13 STEA. Contactul normal deschis al acestui
contactor Q13/13-14 alimenteaz, la rndul su, bobina contactorului
principal de linie Q11, care pornete motorul n STEA,, precum i
bobina releului de timp K1, care ncepe numrarea timpului prescris.
Cnd acest timp expir, releul de timp K1 deconecteaz contactorul Q13
STEA i conecteaz contactorul Q15 TRIUNGHI, aplicnd motorului o
tensiune nominal. Contactul de interblocare Q15/21-22 ntrerupe
circuitul bobinei contactorului Q13 STEA pentru a nu putea fi
acionat n timpul funcionrii n TRIUNGHI. Oprirea i protecia
motorului este aceeai, ca i n schemele precedente.
Varianta a doua mai prevede o protecie tehnologic cu ajutorul
contactului normal nchis S14/1-2, care poate fi contactul unui
limitator de curs.
Fig.1.32 Partea de comand a schemei tipice de pornire
STEA-TRIUNGHI a MA1.5. Principii i dispozitive moderne de protecie
a motoarelor asincrone
1.5.1. Principii i noiuni generale
Motoarele asincrone (MA) cu rotor scurtcircuitat i de utilizare
general, pe lng simplitatea i preul mic de cost, posed totui un
dezavantaj principal : sunt sensibile la diferite regimuri anormale
i, n deosebi la suprasarcini la arbore, deoarece cuplul maxim al
lor este limitat: Mmax=(2,0 2,5)MN , iar cuplul de pornire este i
mai mic. Depirea cuplului de suprasarcin MS> Mmax, chiar pe o
perioad scurt, condiioneaz oprirea motorului i trecerea lui n regim
de scurtcircuit cu o alunecare S=1 i un curent . Dac cuplul de
suprasarcin nu se micoreaz i dac protecia motorului nu-l
deconecteaz timp ndelungat de la reea, regimul de scurtcircuit
conduce la supranclzirea i ieirea lui din funcie. De aceea
proteciei trebuie s i se acorde o atenie i o importan deosebit,
deoarece aceasta nu este numai o problem tehnic, ci deseori i una
economic. ntr adevr, ieirea din funcie a motorului este nsoit, de
regul, i de ntreruperea ndelungat a unui proces tehnologic sau a
unui utilaj costisitor, iar, ca urmare, i de pierderi economice n
afar de cheltuieli pentru reparaia motorului.
Suprasarcina de curent a MA trifazate ns poate fi condiionat nu
numai de creterea cuplului de sarcin la arbore, ci i de alte
cauze:
din cauza creterii timpului de pornire, care depinde de momentul
de inerie al mainii de lucru;
din cauza micorrii tensiunii sau frecvenei reelei de
alimentare;
din cauza asimetriei tensiunilor de faz sau la dispariia unei
faze;
din cauza numrului mare de porniri pe or;
din cauza nrutirii ventilaiei sau a creterii temperaturii
mediului ;
din cauza unor defeciuni mecanice (a sfrmrii rulmenilor);
din cauza alimentrii cu tensiuni nesinusoidale.Sarcina principal
a dispozitivelor de protecie (DP) const n deconectarea motorului
nainte ca temperatura lui s ating valoare maxim, dup care se
micoreaz rezistena izolaiei, devenind periculoas pentru o
funcionare normal. La baza acestor dispozitive pot sta mai multe
principii sau tipuri de protecie :
maximal de curent (de scurtcircuit);
maximal i minimal de tensiune, sau la dispariia ei;
protecia la dispariia unei faze;
protecia la suprasarcini la arbore, care atrage dup sine i
suprasarcini de curent (1,05 1,5)IN;
protecia la cureni de scurgere la mas (corp), care apar la
scderea rezistenei de izolaie sub o anumit limit;
protecia antiexploziv (pentru lucrri n mine, unde predomin
amestecuri de gaze explozive);
protecia climatic (contra influenei factorilor climatici ai
mediului ambiant cu temperaturi foarte ridicate sau sczute, cu
umiditate excesiv).
Dintre toate aceste protecii cele mai principale sunt cele de
curent maximal (scurtcircuit), de suprasarcini i de dispariie a
unei faze. Suprasarcinile la arborele motorului conduc la o cretere
lent a curentului i a temperaturii nfurrilor lui, de aceea acest
tip de protecie se mai numete i protecie termic, iar ea poate fi
realizat prin 2 sau chiar 3 procedee sau metode:
1) prin msurarea temperaturii nfurrilor (metoda direct);
2) prin msurarea curentului (metoda indirect);
3) prin ambele metode.
Controlul direct al temperaturii se recomand n urmtoarele
cazuri:
n regimurile cu funcionare de scurt durat (S2) sau intermitent
(S3), cnd curentul poate depi valoarea nominal, iar temperatur
nu;
n cazul unor porniri frnri ndelungate (peste 10s);
la o rcire insuficient sau la o temperatur nalt a mediului
ambiant;
Pentru a controla temperatura real a MA n nfurrile lor se
instaleaz, n calitate de senzori termici, nite termorezistene sau
termistoare semiconductoare cu un coeficient pozitiv de temperatur
(la creterea temperaturii motorului rezistena senzorului crete
proporional i invers). Aceast variaie este transformat apoi de
dispozitivul de protecie ntr un semnal discret de declanare a
contactorului KM, care alimenteaz statorul motorului. Protecia lui
la scurtcircuit n aceste cazuri trebuie asigurat cu ajutorul
ntreruptoarelor automate QF sau a siguranelor fuzibile (fig. 1.33).
Fig. 1.33 DP bazate pe msurarea real a curentului motorului se
realizeaz, la rndul lor, cu ajutorul a 4 tipuri principale de
aparate de protecie termic : ntreruptoare automate cu declanatoare
termice de protecie la suprasarcin (n plus la protecia la
scurcircuit) ; relee termice de protecie cu 2 metale diferite i
lipite, care la nclzire se ndoaie, acionnd mecanic asupra unui
contact electric;
relee electronice de protecie, care compar valoarea real a
curentului cu cea prescris, acionnd cnd aceste valori devin egale.
relee electronice de protecie combinat, care controleaz att
curentul, ct i temperatura real a motorului.
Realizarea practic a tuturor acestor principii de protecie se
efectueaz prin deconectarea bobinei de alimentare a contactorului
de comand a motorului asincron n caz de depire neadmisibil a
curentului acestuia. Pentru acest scop au fost propuse mai multe
variante de scheme electrice tipice, care au devenit un standard
industrial i care utilizeaz, n plus, i nite elemente de comand, ca
de exemplu butoanele sau comutatoarele cu semnalizare
luminiscent.1.5.2 Dispozitive moderne de protecie termic i
electronic n figura 1.34, a este reprezentat releul termic 3RU al
companiei Siemens i elementele lui de comand. El are nite ieiri n
variant de urub, iar intrrile au forma unor fie de o anumit lungime
i amplasate la o astfel de nlime, nct s asigure o montare exact
mpreun cu contactorul de comand al motorului (fig.1.34, b) .
Fiecare releu termic se execut pentru un interval anumit de curent,
de exemplu 1-1,6A, sau 2,5-4A i aa mai departe pn la 100A. Alegerea
valorii necesare a curentului nominal se efectueaz cu ajutorul unui
disc rotitor cu cruce n centru. Releul este prevzut cu 3 butoane :
STOP - de culoare roie, care asigur deconectarea contactorului fr
acionarea releului, TEST, ascuns sub un cpcel de mas plastic, i
RESET dup acionarea lui.
Fig.1.34 Releul termic de protecie a motoarelor 3RU al companiei
Siemens (a) i montarea lui ntr-un singur bloc cu contactorul 3RT (b
n figura 1.35 sunt reprezentate nite relee termice separate i
accesoriile de montare ale lor, produse de compania italian LOVATO
ELECTRIC. n afar de protecia la suprasarcin, ele mai pot proteja
motorul la dispariia unei faze i sunt prevzute cu resetare manual
sau automat.
Fig.1.35 n figura 1.36, a este reprezentat o modificaie mai nou
a unui releu termic, produs de aceeai companie LOVATO ELECTRIC
ntr-un singur bloc compact cu contactorul trifazat de comand a
motorului , iar n figura 1.36, b - protecia termic clasic printr-un
ntreruptor automat., cuplat cu un contactor corespunztor. n figura
1.37 compania ABB propune o variant de protecie integrat, inclusiv
la dispariia unei faze i la asimetria fazelor. ntr-un ntreruptor
automat, la care se mai adaug doar contactorul.
a) b)
Fig.1.36.Dispozitive de protecie clasic: a)-, cu releu
termiccontactor i ntreruptor automat Fig.1.37 Protecie integrat
contactor (LOvato Electric) n ntreruptor automat ABB n figura
1.38 sunt artate o grup de relee electronice de protecie la depirea
valorilor maxime i minime ale tensiunii, curentului, frecvenei, la
dispariia unei faze, la variaia succesiunii fazelor, asimetriei
lor, sensului de rotaie a motorului ale companiei LOVATO ELECTRIC.
Releele de tensiune, de exemplu, sunt universale. deoarece includ
mai multe protecii la dispariia unei faze, la asimetria i
succesiunea lor. Unele dintre aceste protecii acioneaz momentan (la
dispariia fazei sau schimbarea succesiunii lor), iar altele - cu
ntrziere.
Fig.1.38. Relee electronice de protecie ale companiei Lovato
Dintre releele electronice de protecie de tensiuni joase ale
companiei Siemens pot fi menionate relee 3RB10 (fig. 1.39, a) cu un
diapazon de control al curentului 0,4-630A (335kW), care sunt mult
mai performante fa de releele termice. Ele asigur un diapazon mult
mai larg de prescriere a curentului: Ip=(0,25 1,0)IN adic 1:4, avnd
o acionare IA=1,14Ip la fiecare valoare prescris; o protecie
adugtoare la dispariia unei faze de alimentare a motorului cu un
timp de acionare pn la 3s; un consum de energie mult mai mic. Un
alt parametru al acestor relee este clasa de temporizare la
pornirea motorului 5, 10 i 20. Aceast clas subnelege o temporizare
respectiv de 5, 10 sau 20 de secunde , necesare pentru a exclude
acionarea lor n timpul pornirii motorului, cnd curentul depete mult
valoarea nominal.
Releele 3RB10, la fel ca i cele italiene, nu impun nici o surs
exterioar de alimentare n curent continuu +5V, ntruct se alimenteaz
de la acelai sistem de tensiune pe care l controleaz i protejeaz.
Pentru aceasta releele 3RB10 includ 3 transformatoare de msurare a
curentului (TC) n fiecare faz i un transformator de tensiune de
putere mic (fig. 1.39, b). Dispozitivul electronic conine nite
circuite integrate analogice (microscheme), care compar curentul
real din fiecare faz cu cel prescris i n caz de depire formeaz un
semnal discret de acionare de tip releu cu CNI.
a) b)
Fig.1.39 Releul electronic de protecie 3RB10 al companiei
Siemens
Releele 3RB12 (Siemens) sunt nzestrate cu un microprocesor, de
aceea sunt mai performante dect 3RB10, asigurnd mai multe funcii de
protecie, inclusiv protecie termic direct (cu senzor de temperatur)
i indirect, precum i funcii de comand, de diagnostic. Pe lng
funciile releului precedent, acest releu asigur o protecie la o
asimetrie substanial a tensiunilor (curenilor) pe faze, la
strpungerea izolaiei fa de corp (pmnt), la blocarea mecanic a
motorului . EMBED Visio.Drawing.11
EMBED Visio.Drawing.11
EMBED Visio.Drawing.11
EMBED Visio.Drawing.11
EMBED Visio.Drawing.11
EMBED CorelDRAW.Graphic.12
EMBED CorelDRAW.Graphic.12
_1239294110.unknown
_1239294764.unknown
_1239383710.unknown
_1377586761.unknown
_1377588819.unknown
_1377588830.unknown
_1377588853.unknown
_1377588780.unknown
_1250188933.unknown
_1265174636.unknown
_1290377535.unknown
_1290413332.unknown
_1265225710.unknown
_1264781747.unknown
_1264894249.unknown
_1264946548.vsdbobina
bobina
2
Releu de tensiune
Releu de curent
_1264835570.unknown
_1250189259.unknown
_1239442929.vsdContact electric
armtur mobil
_1239444198.vsd
_1247930610.unknown
_1239444579.vsd
_1239443779.vsdbobina
_1239436705.unknown
_1239382807.unknown
_1239382962.unknown
_1239383276.unknown
_1239382924.unknown
_1239295178.unknown
_1239381494.unknown
_1239295124.unknown
_1239294495.unknown
_1239294560.unknown
_1239294709.unknown
_1239294530.unknown
_1239294372.unknown
_1239294407.unknown
_1239294146.unknown
_1239293224.unknown
_1239293906.unknown
_1239294007.unknown
_1239294052.unknown
_1239293924.unknown
_1239293735.unknown
_1239293849.unknown
_1239293691.unknown
_1239293021.unknown
_1239293116.unknown
_1239293155.unknown
_1239293046.unknown
_1239292972.unknown
_1239293000.unknown
_1239292946.unknown
