Передача, распределение и накопление электроэнергии

Особенности работы автоматических выключателей с микропроцессорными расцепителями

8 февраля 2016 г. в 20:45

Ни для кого не секрет, что автоматические выключатели это не просто рубильники, которые пропускают рабочий ток и обеспечивают два состояния электрической цепи: замкнутое и разомкнутое. Автоматический выключатель — это электрический аппарат, который в режиме реального времени «отслеживает» уровень протекающего тока в защищаемой цепи и отключает ее при превышении током определенного значения.

Самым распространенным сочетанием в автоматических выключателях является комбинация теплового и электромагнитного расцепителя. Именно эти два вида расцепителей обеспечивают основную защиту цепей от сверхтоков.

Тепловой расцепитель предназначен для отключения токов перегрузки электрической цепи. Тепловой расцепитель конструктивно состоит из двух слоев металлов, обладающих различными коэффициентами линейного расширения. Это и позволяет пластине изгибаться при нагреве и воздействовать на механизм свободного расцепления, в конечном итоге, отключая аппарат. Такой расцепитель еще называют термобиметаллическим расцепителем по названию основного элемента — биметаллической пластины.

Однако этот вид расцепителя обладает существенным недостатком — его свойства зависят от температуры окружающей среды. То есть, при слишком низкой температуре даже если цепь будет перегружена — тепловой расцепитель автоматического выключателя может не отключить линию. Возможна и обратная ситуация: в очень жаркую погоду автоматический выключатель может ложно отключать защищаемую линию, за счет нагрева биметаллической пластины окружающей средой. К тому же тепловой расцепитель потребляет электрическую энергию.

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки и подвижного стального сердечника, удерживаемого пружиной. При превышении заданного значения тока, по закону электромагнитной индукции в катушке наводится электромагнитное поле, под действием которого сердечник втягивается внутрь катушки, преодолевая сопротивление пружины, и вызывает срабатывание механизма расцепления. В нормальном режиме работы в катушке также наводится электромагнитное поле, однако его силы не хватает, чтобы преодолеть сопротивление пружины и втянуть сердечник.

Устройство механизма электромагнитного расцепителя показано на примере АП50Б

Этот вид расцепителя не обладает таким большим потреблением электрической энергии, как тепловой расцепитель.

В настоящее время широкое распространение получили электронные расцепители на базе микроконтроллеров. С их помощью можно осуществлять точную настройку следующих параметров защиты:

  • уровень рабочего тока защиты;
  • время защиты от перегрузки;
  • время срабатывания в зоне перегрузки с функцией «тепловой памяти» и без нее;
  • ток селективной отсечки;
  • время селективной токовой отсечки.

Реализованная функция проведения самотестирования работоспособности механизма свободного расцепления с помощью кнопки ТЕСТ позволяет проводить проверку аппарата потребителем.

Регулировка параметров настройки электрической цепи на лицевой панели устройства позволяет персоналу без лишнего труда понять, как настроена защита отходящей линии.

С помощью поворотных переключателей на лицевой панели устанавливается уровень рабочего тока цепи. Регулировка уставки рабочего тока расцепителя IR устанавливается в кратности: 0,4; 0,45; 0,5; 0,56; 0,63; 0,7; 0,8; 0,9; 0,95; 1,0 к номинальному току выключателя.

Существует два режима работы полупроводникового расцепителя при перегрузке электрической цепи:

  • с «тепловой памятью»;
  • без «тепловой памяти».

«Тепловая память» является эмуляцией работы теплового расцепителя (биметаллической пластины): микропроцессорный расцепитель программным способом задает время, которое потребовалось бы для остывания биметаллической пластины. Данная функция позволяет оборудованию и защищаемой цепи больше времени остывать и, соответственно, их срок службы не снижается.

Одним из преимуществ является установка уровня тока и времени срабатывания автоматического выключателя при коротком замыкании, что осуществляет необходимую селективность защиты. Это необходимо для того, чтобы вводной автоматический выключатель отключился позже, чем ближайшие к аварии аппараты. Важно отметить, что, в отличие от теплового расцепителя, уставки по времени в микропроцессорном расцепителе не меняются при изменении температуры окружающей среды.

Регулировка уставки тока селективной токовой отсечки выбирается кратно рабочему току IR: 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10.

Регулировка уставки времени селективной токовой отсечки выбирается в секундах: 0 (без выдержки времени); 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4.

Электромагнитная совместимость микропроцессорных расцепителей также является неоспоримым преимуществом. Например, электромагнитное излучение от мощных установок не воздействует на электронику микропроцессорного расцепителя. В свою очередь, электромагнитные поля, создаваемые элементами микропроцессорного расцепителя не оказывают негативного влияния на окружающую технику.

Рассмотрим выбор уставок на примере микропроцессорного расцепителя MR1-D250 автоматического выключателя OptiMat D. Имеется асинхронный двигатель АИР250S2 с параметрами Р=75 кВт; cosφ=0,9; Iп/Iном=7,5; для которого нужно выбрать уставки защищающего аппарата (автоматический выключатель защищает непосредственно линию с данным электродвигателем). Примем следующие условия: пуск электродвигателя легкий и время пуска равное 2 с.

Выбираем для нашего двигателя уставку в 4 секунды с функцией тепловой памяти:

В нашем случае номинальный ток электродвигателя составляет 126,6 А. Соответственно, выставляем переключатель регулировки номинального тока выключателя на значение 0,56, чтобы ближайшее значение получилось 140 А.

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал ложно от пусковых токов, кратность которых для выбранного двигателя составляет 7,5 примем уставку селективной токовой отсечки равную 8.

Т. к. данный выключатель будет устанавливаться непосредственно для защиты электродвигателя для обеспечения селективности в действии выключателей принимаем мгновенную селективную токовую отсечку (без выдержки по времени).

Следует также отметить, что при превышении током короткого замыкания значения в 3000 А выключатель будет срабатывать мгновенно, то есть без выдержки по времени.

Таким образом, мы рассмотрели пример выбора уставок микропроцессорного расцепителя, обеспечивающие защиту асинхронного двигателя. Данный пример выбора уставок микропроцессорного расцепителя не является техническим руководством. В конечном виде панель настройки микропроцессорного расцепителя автоматического выключателя будет выглядеть так:

Высокая степень электромагнитной совместимости и возможность внедрения в систему автоматизации делает автоматические выключатели Optimat D250 более надежными, удобными и выгодными решениями по многим показателям.

Источник: ЗАО «Курский электроаппаратный завод»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

КЭАЗ (Курский электроаппаратный завод) — ведущий российский производитель электротехники с более, чем 75-летними традициями выпуска высококачественной электротехники. Предприятие выпускает более 28 тысяч наименований изделий под торговыми марками «КЭАЗ» и «KEAZ Optima», которые широко применяется для защиты энергосистем тепловых и атомных электростанций, промышленных предприятий, кораблей и подводных лодок военно-морского флота РФ, подвижных составов РЖД и метрополитена.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Дифференциальные выключатели

Дифференциальные автоматические выключатели - это комбинированные электротехнические аппараты, совмещающие две защитные функции: автоматического выключателя (на случай короткого замыкания или превышения подключенной нагрузки) и отключение питания при наличии тока утечки (пробой изоляции или поражение человека током). Данное изделие достаточно популярно и широко используется в бытовых и производственных цепях электроснабжения. На современном рынке электротехнических изделий имеется широкий выбор автоматических выключателей дифференцированного типа. Их типы определяются видом и уровнем тока утечки, назначением (сеть 220В или 380В), уровнем максимального тока защиты. Также есть вариации с электромеханическим управлением и электронным. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе, машиностроении и судостроении, сферах связи и IT. Тщательно продуманная логистика, высокий сервис, надежные поставки, оперативная обработка клиентских запросов - все эти исключительные качества «Элснаб» помогают нашим партнерам реализовать крупные проекты и решать важные задачи в области электротехники. Благодаря собственному складу и сотрудничеству с ведущими транспортными компаниями, мы обеспечиваем быструю отгрузку и высокую скорость поставок в любой регион страны.
Отдел продаж · Элснаб · Вчера · Россия · г Москва
Дифференциальные выключатели

ПРОДАМ: Автоматические выключатели ANDELI

Выключатели автоматические ANDELI предназначены для защиты электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания, а также для оперативного управления участками электрических цепей. Автоматический выключатель используется в сетях переменного тока. Изделия снабжены двумя системами защиты: электротепловой и электромагнитный расцепители. Возможно исполнение в один, два, три и четыре полюса. Применяются во вводно-распределительных щитах жилых и административных зданий, а также в промышленности. Тип защитной характеристики - B, C или D ANDELI GROUP CO., LTD является одной из крупнейших компаний на международном электротехническом рынке. С момента своего основания в 1985 году накоплен более чем 30-летний опыт разработки и производства продукции, соответствующей самым высоким критериям качества. Расположение на территории Китайской Народной Республики делает ANDELI привлекательным для сотрудничества партнером в первую очередь по части ценообразования. Вместе с тем за годы работы деятельность ANDELI шагнула далеко за пределы отдельно взятой страны.
Саморуков Илья · ANDELI · 22 мая · Россия · Московская обл
Автоматические выключатели ANDELI

ПРОДАМ: Модульные автоматические выключатели

Назначение модульных автоматических выключателей состоит в защите электроустановок от перегрузки и коротких замыканий, что гарантирует их безопасную и надежную работу. Каталог модульного оборудования для защиты цепей электропитания включает в себя широкий выбор защитных изделий различной номинальной нагрузки и конфигурации (одно- двух и трехполюсные). Помимо защиты от резкого повышения тока свыше заданного значения, они могут быть оборудованы дополнительными устройствами для контроля максимального напряжения в сети, дополнительной контактной группой для включения аварийного освещения или другого исполнительного механизма. Прежде, чем купить оборудование, стоит обратить внимание на материал, из которого изготовлен корпус. Некоторые производители для снижения стоимости изделия экономят на качестве и при срабатывании выключателя может произойти частичное разрушение корпуса или внутренних опорных осей механизмов. В такой ситуации не удастся после устранения неполадок с электропроводкой вновь ввести автомат в рабочее положение. Модульные автоматические выключатели OEZ и LSIS позволяют скомпоновать в один блок несколько элементов для отключения цепи в случае превышения максимального тока на одной из фаз. В современных шкафах для монтажа электрооборудования часто используют din-рейку. В связи с этим модульные автоматические выключатели преимущественно изготавливаются именно с таким креплением. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства:...
Отдел продаж · Элснаб · Вчера · Россия · г Москва
Модульные автоматические выключатели

ПРОДАМ: Автоматический выключатель ВА 5735, 250А «Электроконтактор"от 2610р

ВА 5735 340010 250А выключатели автоматические обладают высокой степенью надежности. Предназначаются для работы в электроцепях напряжение 400/690В тока переменного 50/60Гц и 110/220/400В тока постоянного, их защиты от перегрузок, недопустимых снижений напряжения, коротких замыканий и для нечастых оперативных отключений/включений. Автоматический выключатель ВА 5735, 250А «Электроконтактор"-2900р безнал, нал-скидки. Условия оплаты и доставки Оплата: по безналу, наличными, на банковскую карту. Отгружаем частным и юридическим лицам. Доставка транспортными компаниями по России. Отгрузка в течение 1-2 дней с момента оплаты. Дополнительное фото по запросу в WhatsApp
Агафонова Анастасия · ЭНЕРГОЦЕНТР-ЕК · 22 мая · Россия · Свердловская обл
Автоматический выключатель ВА 5735, 250А «Электроконтактор"от 2610р

ПРОДАМ: Выключатели автоматические Энергия NF

Полное описание: Автоматические выключатели в литом корпусе серии NF предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях, перегрузке, а также для оперативных включений и отключений участков электрических цепей. Автоматические выключатели NF имеют надежную конструкцию, занимают небольшой объем и обладают хорошими эксплуатационными качествами. Они также могут использоваться в качестве рубильника. Автоматы оснащены термомагнитным расцепителем от сверхтока, имеют тепловой элемент с уставкой, соответствующей +400С. Для температур выше и ниже +400С порог срабатывания уменьшается (увеличивается) из–за температурно–зависимого поведения биметаллического элемента в самом расцепителе. Принцип действия: Устройство управления выключателя построено по принципу переламывающегося рычага и снабжено мощной возвратной пружиной. При взведении рукоятки механизма управления, приводится в движение изолирующая ось, на которой смонтированы подпружиненные подвижные силовые контакты. В результате ось поворачивается в боковых направляющих, осуществляя контакт между подвижными и неподвижными силовыми контактами. Усилие возвратной пружины блокируется элементами переламывающегося рычага, находящимися в этот момент на одной прямой линии и опирающимися одним упором в выступ поворотного элемента «сброс» механизма управления. «Сброс» механизма управления осуществляется посредством специальной линейки, на которую воздействуют через регулировочные винты толкатели биметаллических пластин тепловых расцепителей и электромагнитов защиты. Особенности: Внимание! При установке выключателей в замкнутый объем распределительных устройств, необходимо учитывать возможность выброса вперед на расстояние 30–50мм продуктов горения дуги в случае срабатывания защиты от короткого замыкания. Преимущества: Все автоматические выключатели NF снабжены двумя типами защиты: тепловой — для защиты от длительных токовых перегрузок, выполненной на базе биметаллической...
Рыжов Сергей · ЭТК Энергия · 27 мая · Россия · г Москва
Один из лидеров рынка светотехнического оборудования в России. Производитель высококачественных светодиодов и LED-лент, энергоэффективных светильников, модулей и прожекторов для частного и коммерческого сектора.