9.7. Выбор реле

а) Выбор максимально-токовых реле (КА). Данные, указанные в паспортах реле и защищаемого объекта, дол­жны обеспечивать неравенство Iном,р Iном,дв, где Iном,р и Iном.дв — номинальные токи реле и защищаемого двига­теля. Для двигателей, работающих в повторно-кратковре­менном режиме Iном.дв =Iном.дв₂₅, где /ном.дв₂₅ — номинальный ток двигателя, работающего в повторно-кратковре­менном режиме при ПВ = 25%. Схема включения КА приведена на рис. 9.19, а.

Уставка реле по току срабатывания должна быть Iуст ( 1,3 1,5)Iпуск, где Iпуск — пусковой ток двигателя. Для защиты двигателей с фазным ротором ток срабатывания выбирается из условия Iуст (2,25 - 2,5) Iном,дв.

Если несколько двигателей с фазным ротором питают­ся через общий ввод (рис. 9.19,6), уставка реле КА1 и КА2 должна быть Iуст>(2,25-2,5)Iном,дв. Уставка реле КАО составляет

Iуст = (1,25 1,5) Iном,дв₂₅ + ∑ Iном,дв₂₅,

где Iном,дв₂₅ — номинальный токдвигателя наибольшей мощ­ности (режим ПВ = 25 %); Iном,дв₂₅ — сумма номиналь­ных токов всех двигателей, защищаемых КАО. Если дви­гатели включаются на длительный режим, то принимает­ся Iном.дв =Iном.дв₂₅- Коммутационная способность КА должна соответствовать номинальным значениям тока и напряжения катушек контакторов KM, КМ1, КМ2, в це­пи которых включены реле. При выборе КА следует учи­тывать, что пусковой ток электромагнита контактора мо­жет быть в 10—15 раз больше установившегося значения и что этот ток контакты КА должны отключать. Ток от­ключения реле Iотк,р Iкат — тока катушки контактора (см. табл. 8.3).

Если токи цепи двигателей достаточно велики, то реле защиты включается в цепь с помощью трансформаторов тока ТА (рис. 9.19, е).

Для того чтобы защитить двигатель при затянувшемся пуске (велика нагрузка на валу) или кратковременной пиковой перегрузке, КА воздействует на контактор через реле времени КТ (рис. 9.20), которое запускается с помощью реле КА4. При нормальном пуске или кратковремен­ной перегрузке, безопасной для двигателя, время пуска или перегрузки меньше времени выдержки «кт и контак­тор КМ в цепи двигателя М не отключается. При этом ре­ле КА4 отпадает и снимает напряжение с реле КТ. Если время пуска или перегрузки t_пуск>t_кт, то контакты КТ размыкаются, контактор КМ отключается и двигатель М обесточивается. Такая же схема может использоваться в схемах реверса двигателя.

Ток уставки реле КА4 выбирается по условию Iуст 0,75Iпуск

Ток возврата реле должен быть больше номинального тока двигателя на 30%. Номинальные токи реле и двига­теля должны удовлетворять условию Iном.р Iном.дв.

б) Выбор тепловых реле. Применение тепловых реле целесообразно при длительности включения двигателя, превышающей 30 мин. Номинальным напряжением реле считается наибольшее из номинальных напряжений сети, при котором реле может применяться. Номинальным то­ком реле и нагревателя является наибольший ток, дли­тельное протекание которого не вызывает срабатывания реле. За номинальный ток уставки принимается наи­больший ток, при протекании которого реле не срабатыва­ет при данном положении регулирующего устройства. Су­ществуют реле без регулировки, в которых согласование реле и двигателя производится выбором номинального то­ка Iном.нагр нагревателя на ток, равный номинальному току двигателя:

I_{ном.нагр} = I_ном.дв (9.18)

Промышленностью выпускаются реле ТРП, ТРН, ТРТ и др., в которых номинальный ток уставки регулируется в пределах (0,75+1,25)Iном,нагр. Реле не срабатывают при пуске двигателя и кратковременных толчках нагрузки и срабатывают за время не более 10—20 мин при 20 %-ной перегрузке.

Работа теплового реле зависит от условий его охлаж­дения. Чем хуже условия охлаждения, тем ниже ток сра­батывания. Температура в окружающей среды учитыва­ется по формуле

I_{ном.нагрΘ} = I_{ном.нагр} (1 - ),

где δ — коэффициент, учитывающий изменение номиналь­ного тока нагревателя на каждые 10 °С разности Θ — Θном,окр, %.

Этот коэффициент следует брать из паспорта реле; Θном.окр — номинальная температура окружающей среды.

Принимая Iном.нагр = Iном.дв, получим

I_{ном.нагрΘ} = (9.19)

Если реле находится на открытом воздухе, например вне кожуха пускателя, то номинальный ток нагревателя берется на 15—20% меньше, чем по (9.18) и (9.19).

Тепловые реле в большинстве случаев не защищают цепь от КЗ и требуют для своей защиты установки пред­охранителей или защиты с помощью электромагнитных реле или автоматов.

в) Защита двигателей от снижения напряжения. При

КЗ в сети напряжение на двигателях уменьшается, а ток I статоре возрастает. Если КЗ длится 0,03—0,05 с, то, как правило, линейные контакторы и магнитные пускатели не успевают отключить двигатель от сети, а частота его вра­щения практически не меняется.

При перерыве в подаче электроэнергии более 0,5 с про­исходит отключение двигателей у неответственных потре­бителей, причем после восстановления напряжения их

повторное включение произойти не должно. Это связано с тем, что одновременный самозапуск большого числа асинхронных двигателей приводит к значительному сниже­нию сетевого напряжения, что затрудняет самозапуск дви­гателей у ответственных потребителей. В ряде случаев не­контролируемый самозапуск двигателей должен быть ис­ключен по условиям технологического процесса.

Для защиты от понижения напряжения применяют электромагнитные реле напряжения. При понижении на­пряжения сети такое реле размыкает свой контакт в цепи катушки контактора КМ, который отключает двигатель ОТ сети, и он останавливается. В том случае, когда необ­ходим самозапуск при условии, что длительность перерыва энергоснабжения не превышает 0,5 с, применяется схе­ма рис. 9.21. Запуск производится с помощью переключа­теля SA. Переключатель имеет два контакта: контакт 1 замыкается при переводе рукоятки в положение «Пуск» и остается замкнутым при ее возврате в положение 0. При повороте рукоятки в положение «Стоп» контакт 1 размы­кается и остается разомкнутым при ее переводе в положе­ние 0. В положении «Пуск» рукоятки контакт 2 переключа­теля замыкается и подается напряжение на реле KV. Кон­тактами KV подается питание на контактор КМ, который включается и запускает двигатель. После включения кон­тактора КМ замыкается его вспомогательный контакт КМ, который подает напряжение на реле KV после установки переключателя SA в нулевое положение и размыкания контакта 2. При исчезновении напряжения сети цепь ка­тушки контактора КМ в течение времени t<0,5 с остает­ся замкнутой, так как реле KV удерживает свой контакт в замкнутом состоянии в течение времени 0,5 с (выдержка времени на отпускание равна 0,5 с). Если в течение 0,5 с напряжение сети восстанавливается, то контактор КМ включается и происходит самозапуск двигателя. Если дли­тельность перерыва в подаче напряжения более 0,5 с, то реле KV отключается и размыкает своим контактом цепь катушки контактора КМ. Самозапуск двигателя при вос­становлении напряжения не происходит.

Для ответственных двигателей время самозапуска мо­жет быть установлено до 10 с.

Номинальное напряжение для реле KV должно быть U_ном,р = U_ном,с.

Напряжение срабатывания для контактора переменно­го тока должно быть U_ср 0,85U_ном,с, для контактора по­стоянного тока U_ср 0,65U_ном,с.

Если требуется обеспечить самозапуск при значитель­ных снижениях напряжения сети (до 50%), применяются электромагнитные реле с высоким коэффициентом возвра­та.

Напряжение отпускания таких реле

U_отп,р = (0,6 0,7) U_ном,с.

При выборе реле следует проверить коммутационную способность контактов реле по току и напряжению катуш­ки управляемого контактора.

Более подробные рекомендации по выбору реле приве­дены в [9.4].