Výběr ovládacích a ochranných zařízení

Výběr spínacích zařízení a ochranných zařízení pro elektrické přijímače se provádí na základě jmenovitých údajů těchto přijímačů a parametrů jejich energetické sítě, požadavků na ochranu přijímačů a sítě před abnormálními režimy, provozních požadavků, zejména frekvence spínání a podmínky prostředí prostředí, kde jsou zařízení instalována.

Výběr zařízení podle typu proudu, počtu pólů, napětí a výkonu

Konstrukce všech elektrických zařízení je výrobcem vypočítána a označena pro hodnoty napětí, proudu a výkonu stanovené pro každé zařízení a také pro konkrétní režim provozu. Výběr zařízení pro všechny tyto charakteristiky se tedy v podstatě scvrkává na nalezení vhodných typů a velikostí zařízení na základě katalogových údajů.

Výběr zařízení podle podmínek elektrické ochrany

Při výběru ochranných zařízení byste měli zvážit možnost následujících abnormálních režimů:

a) fázové zkraty,

b) uzavření fáze ustájení,

c) zvýšení proudu způsobené přetížením technologického zařízení, někdy i neúplným zkratem,

d) vymizení nebo nadměrné snížení napětí.

Pro všechny elektrické spotřebiče musí být zajištěna ochrana proti zkratovému proudu. Mělo by pracovat s minimální dobou jízdy a mělo by být vyřazeno nárazovými proudy.

Ochrana proti přetížení je vyžadována u všech spotřebičů s nepřetržitým provozem, s výjimkou následujících případů:

a) kdy přetížení elektrických přijímačů z technologických důvodů nelze provést nebo je nepravděpodobné (odstředivá čerpadla, ventilátory apod.),

b) pro elektromotory o výkonu menším než 1 kW.

Ochrana proti přetížení je volitelná pro elektromotory pracující v krátkodobém nebo přerušovaném režimu. V nebezpečných oblastech je ochrana elektrických přijímačů proti přetížení povinná ve všech případech. Nízkonapěťová ochrana musí být instalována v následujících případech:

a) pro elektromotory, které nelze připojit k síti při plném napětí,

b) pro elektromotory, jejichž samovolný rozběh je z technologických důvodů nepřijatelný nebo představuje nebezpečí pro obsluhu,

c) u ostatních elektromotorů, jejichž odstavení při výpadku proudu je nutné ke snížení celkového rozběhového výkonu elektrických spotřebičů připojených do sítě na přípustnou hodnotu, případně z hlediska provozních podmínek mechanismů.

Kromě výše uvedeného musí být motory se stejnosměrným, paralelním a smíšeným buzením chráněny proti nadměrnému zvýšení rychlosti v případech, kdy takové zvýšení může vést k ohrožení lidského života nebo ke značným ztrátám.

Ochrana proti nadměrnému zvýšení počtu otáček může být provedena různými speciálními relé (odstředivá, indukční atd.).

Vzhledem k tomu, že ochrana proti přetížení a zkratu má v energetických sítích zvláštní význam, budeme se zabývat základní stránkou této problematiky trochu podrobněji.

Zkratový proud musí být okamžitě nebo téměř okamžitě vypnut. Jeho hodnota v různých částech sítě může být velmi odlišná, ale téměř vždy lze předpokládat, že ochranná zařízení musí sebevědomě a rychle vypnout jakýkoli proud, který je výrazně vyšší než počáteční, a zároveň by v žádném případě neměl nelze spustit při normálním spuštění.

Proud přetížení je jakýkoli proud přesahující jmenovitý proud motoru, ale není důvod vyžadovat, aby se motor při každém přetížení vypínal.

Je známo, že určité přetížení jak elektromotorů, tak jejich napájecích sítí je přípustné, a že čím kratší je přetížení, tím větší je jeho hodnota. Proto jsou jasné výhody ochrany proti přetížení takových zařízení, která mají "závislou charakteristiku", tj. jejichž doba odezvy se snižuje s rostoucím násobkem přetížení.

Vzhledem k tomu, že až na velmi vzácné výjimky zůstává ochranné zařízení v obvodu motoru i během startování, nemělo by být aktivováno rozběhovým proudem normální doby trvání.

Z výše uvedených úvah je zřejmé, že v zásadě by se pro ochranu proti zkratovým proudům mělo používat neinerciální zařízení nastavené na proud výrazně vyšší než výchozí a pro ochranu proti přetížení naopak inerciální zařízení se závislou charakteristikou, zvolené tak, aby nefungovalo při časovaném spouštění. Tyto podmínky v největší míře splňuje kombinovaná spoušť, která kombinuje tepelnou ochranu proti přetížení a okamžité elektromagnetické vypnutí při zkratovém proudu.

Pouze mžikové zařízení konfigurované na proud větší než spouštěcí proud neposkytuje ochranu proti přetížení. Naopak pouze inerciální zařízení se závislou charakteristikou, které při velkém přetížení vypíná téměř okamžitě, může realizovat oba typy ochran pouze tehdy, pokud je nastavitelné záběrovými proudy, tedy pokud je jeho rozběhová doba - delší než trvání posledně.

Z tohoto pohledu nyní zhodnoťme různá použitá ochranná zařízení.

Pojistky, které byly dříve široce používány jako ochranná zařízení, mají řadu nevýhod, z nichž hlavní jsou:

a) omezené použití pro ochranu proti přetížení kvůli obtížnosti nastavení náběhových proudů,

b) nedostatečný, v některých případech, maximální odpojený výkon,

c) pokračování chodu elektromotoru ve dvou fázích, kdy ve třetí fázi vyhoří vložka, což často vede k poškození vinutí motoru,

d) nedostatek možnosti rychle získat jídlo zpět,

e) možnost použití nekalibrovaných vložek obsluhou,

f) vznik nehody u některých typů pojistek v důsledku přenosu oblouku na sousední fáze,

g) poměrně velký rozptyl aktuálních časových charakteristik i u homogenních produktů.

Ve srovnání s pojistkami jsou vzduchové stroje sofistikovanějšími ochrannými zařízeními, ale mají nevybíravý účinek, zejména pro neregulované přerušovací proudy v automatických instalačních strojích, ačkoli univerzální stroje mají schopnost selektivity, to se provádí složitým způsobem.

Je třeba poznamenat, že ochrana proti přetížení u instalačních automatických zařízení je zajištěna tepelnými spouštěmi. Tyto spouště jsou méně citlivé než tepelná relé magnetických spouštěčů, ale jsou instalovány na třech fázích.

U univerzálních strojů je ochrana proti přetížení ještě hrubší, protože mají pouze jedno elektromagnetické uvolnění. Zároveň je možné provádět podpěťovou ochranu v univerzálních strojích.

Magnetické startéry pomocí vestavěných tepelných relé poskytují citlivou dvoufázovou ochranu proti přetížení, ale vzhledem k velké tepelné setrvačnosti relé neposkytují ochranu proti zkratu. Přítomnost přídržné cívky ve startérech umožňuje ochranu proti podpětí.

Ochranu proti přetížení a zkratu mohou zajistit proudová elektromagnetická a indukční relé, ale mohou působit i pouze přes vybavovací zařízení a obvody, které je využívají, jsou složitější.

S ohledem na výše uvedené a soubor požadavků na ovládací a ochranná zařízení lze učinit následující doporučení.

1. Pro ruční ovládání elektrických přijímačů s nízkými zapínacími proudy může být

použitý klíče na nože a pojistky zabudované do různých elektrických konstrukcí nebo rozvodů a napájecí krabice… Krabice YARV bez pojistek se používají jako odpojovací zařízení pro trolejové vedení, dálnice atd.

2. Pro ruční ovládání elektromotorů do výkonu 3 — 4 kW, které nevyžadují ochranu proti přetížení paketové přepínače.

3. U elektromotorů do 55 kW vyžadujících ochranu proti přetížení jsou nejčastějšími zařízeními magnetické spouštěče v kombinaci s pojistkami nebo vzduchovými jističi.

S výkonem elektromotoru více než 55 kW, elektromagnetické stykače v kombinaci s ochrannými relé nebo vzduchovými jističi. Je třeba pamatovat na to, že stykače neumožňují přerušení obvodu v případě zkratu.

4. Pro dálkové ovládání spotřebičů elektrické energie je nutné použití magnetických spouštěčů nebo stykačů.

5. Pro ruční ovládání elektrických přijímačů s malým počtem startů za hodinu je možné použít automatické spínače.