ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГГОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ИМЕНИ В.И.ЛЕНИНА

ВСЕСЮЮШЫЙНАУЧНр*41ССЛЕД0ВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

УТВЕРЖДАЮ

Рервый заместитель начальника лавагромехэлектра, д-р техн.наук

М.Я.Раоокаэов

81 декабря 198? г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

до обеспечению защиты и нормальных уоловий пуока •двктродвигателей в сельскохозяйственном проиаводотве

Мооква I9B8

Методичеокие указания по обеспечению защиты и нормальных условий пуска электродвигателей в сельскохозяйственном произвол* 0ТВ9. - М. I ВИЭСХ, 1988.

В работе изложена методика определения возможноетя пуска электродвигателей большой мощности и приведен порядок выбора защиты электродвигателей.

Предназначены для специалистов предприятий Агропромэнерго, а также работников энергетических служб хозяйств я предприятий Агропромышленного комплекса.

Методические указания разработали д-р техн.наук, проф.

А.М.Мусин, канд.техн.наук В.В.Панькин, В.М.Ходырев (ВИЭСХ), каид. техн.наук И.И.Дацксв (Рооагропромэяерго Госагропроиа РСФСР).

С) Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации оельского хозяйства (ВИЭСХ), 1988

Окончание табл. 2

Сельскохозяйственное предприятие Кормоцехи» откормочные площадки Парники и теплицы Инкубаторы,птицефабрики, помещения для выращивания бройлеров

Рабочая машина Мощность электродвигатели Рн* кВт Рекомендуемый тип защиты Насосы хладоноситеяя и хладоагента То же РД, ФУЗ-М Вентиляторы градирни И И Pitt, ФУ841 KOUHPQOOQP ХОЛОДИЛЬ- ной машины ft II УВТВ-1М Транспортеры Рн и£1,1 Рн > I, I FBI ФУЗ-М, УВТЗ-1М Дробилки, измельчители* смесители* шнеки Любая суще отвующая " УВТЗ-Ш Наоооы Ри5* 1,1 ФУ§-М Нанины по обработке почвы Рнс 1,1 РнМ»1,1 РД, ТйГ ФУЗ-М Транопортеры РД _ ФУЗ-М, УВ1Б-Ш Вентиляторы fcSfci РД ФУЗ-М Насооы вод РД ФУЗ-М

2.5» Особенноети применения уотройотв защиты

Тепловые реле могут применяться только оовмеотно о аппаратами защиты от токов, короткого замыкания (предохранители, автоматические выключатели).

Лля зашиты электродвигателей с соединением обмоток треугольником долины применяться только трехполюсные тепловые реле о ускоренным срабатыванием при обрыве фазы, воли отоутотвует дополнительная защита от неполкофаэных режимов.

Для зашиты электродвигателей с переключением обмоток со звезды на треугольник при пуске элементы тепловых реле должны включаться последовательно фазным обмоткам электродвигателя и переключаться вместе с ними.

II

Если тепловое реле и защищаемый электродвигатель находятся в одинаковых температурных условиях среды, то предпочтительно приые-некие тепловых реле без температурной компенсации. При различных температурных условиях следует применять тепловые реле о температурной компенсацией. Допустимо применение тепловых реле без температурной компенсации при условии настройки их О учетом различия температур.

Номинальный ток элементов теплового реле Зиом.р выбирает по номинальному тону защищаемого электродвигателя, который должен находиться в зоне изменения настройки теплового реле

2fmLnp ** Jном. ^6    3г*й* р _r    W

где ЗтСпр„О^пах/о-предельные значения тока уставки теплового реле по шкале корректора, А.

У реле типа ТРИ, на шкале которого обозначены деления 45 и -6, предельные значения определяют о учетом иены Деления шкалы 6%

ЗпНп р ■ 0_r76л

j/ max р * ^ 25.

Исключение составляют реле, у которых тепловые влементы имеют ток, равный номинальному току реле

Зта* р ^а3нбн.р.

Если уоловие (?) выполняется для тепловых реле о разными номинальными токами, то выбирается тепловое реле о менЬаим номинальным током.

Для алектродвигателеи о низким коэффициентом загрузки в целях повышения надежности защиты уставку теплового реле выбирают по рабочему тбку электродвигателя о небольшим (ЮЯ)-запасом

4,4 Уро$.д6&Зуст.р^Змом.д&.    С⁰)

Настройку теплового реле на требуемую уставку производят смещением регулятора уставки относительно номинального значения. Число делений окалы, на которое смещается регулятор (воли окала проградуирована).

12

ft, M*-iW,

AJ

гдоЗусг.р- ток уатавки реле, А}<7мо<«.р- номинальный ток реле, А, дЗ « О*05 С/ион.р-Цвна деления шкалы регулятора для тепловых реле серий ТРИ и ТРП.

Для других типов тепловых релб цена деления определяется по выражению

Уятхя ~Jrninp

*Э^т N

где Mma* р, %JmLn р- предельные значения токов на шкале регулятора уотавки, А; N - число делений на шкале регулятора.

При положительном значении выражения (Зцст.р -Цном.р ) регулятор смещается в сторону увеличения тока, при отрицательном -уменьшения. Регулятор уотавки тепловых реле серии РТТ и РТЛ имеет шкалу с нанесенными значениями номинальных токов несрабатывания.

Тепловое реле дол*но удовлетворять уоловиш обеспечения пуока электродвигателя

^<10)

где    - продолжительность пуока электродвигателя; Ьер - вре

мя срабатывания теплового реле, определяемое по нижней границе времятоковой характеристики о горячего состояния при кратности тока

где К П - кратность пускового тока электродвигателя.

Устройства встроенной температурной защиты соотоят из трех последовательно соединенных датчиков температуры (позиоторов), размещенных в лобовых чаотях каждой из трех фаз обмотки электродвигателя, и преобразовательного устройства (блока).

Двигатели серии 4А со встроенными позиоторамя Наготавливают в основном исполнении, модификациях и климатичеоких исполнениях по условиям окружающей среды. В обозначениях серийных двигателей со встроенной температурной зашитой дополнительно вводится буква Б после укеаания числа полюсов. Выводы цепи позиоторов в коробке вы-

13

волов электродвигателя обозначаются буквой Т о цифрами I и 2» соответствующими началу и концу цепи.

Двигатель со встроенными позиоторамя работает в комплекте о устройством защиты (блоком управления) и коммутационным аппаратом (магнитным пускателем или автоматическим выключателем о независимым расцепителем). Цепь поэиоторов двигателя соединяется о устройством защиты, исполнительный контакт которого включается в цепь катушки коммутационного аппарата.

Устройства защиты (блок управления) унифицированы, взаимозаменяемы и не требуют настройки или регулировки при монтаже и эксплуатации.

Повторное включение двигателя со зотроенной температурной защитой после срабатывания защиты возможно только после остывания его до температуры ниже длительно допустимой!

Фазочуэотвительное устройство защиты ФУЗ-М включается в рассечку трех линейных проводов_t питающих Электродвигатель*

Катушка магнитного пуокателя двигателя подключается черев нормально замкнутый (размыкающий) контакт ФУВ-М<

Номинальный ток электродвигателя должен соответствовать диапазону рабочего тока ФУЗ-М.

Настройку устройства ФУЗ-М на номинальный ток электродвигателя производят после снятия крышки устройства установкой против риски соответствующего деления шкалы переменного резистора* Число делений шкалы определяется из выражения

,    сю

J Ofi

где    -    номинальный    ток    электродвигателя,    к\Эер    ~    среднее

значение диапазона рабочих токов устройства, которому соответствует единица на шкале переменного резиотора, А.

Боли номинальный ток электродвигатели совпадает о положением шкалы переменного резистора между двумя отметками, то регулировку уточняют в соответствии о техническим Опиоанием и инструкцией по эксплуатации уотройотва.

СПИСОК ЛИТЕ РА ТУРЫ

I. ГОСТ 183-74. Машины электричеокие вращающееся. Общие технические требования. М.: Изд-во стандартов,

24

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.    Определение возможности прямого пуака мощных асинхронных двигателей ................ }

2.    Выбор уотрОйотв защиты электродвигателей ..... 8

2.1.    Общие положения ......... 8

2.2.    Характернотика аварийных режимов Электродвигателей в Сельском хозяйстве..... 8

2.3.    Типы защит Электродвигателей......*    .    .    9

2.4.    Выбор типа защит электродвигателей,........

2.5.    Особенности применения уотройств защиты . . . ц

Спиоок литературы . . . ......*     14

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКА8АНИЯ

по обеспечении защиты и нормальны* уоловйй пуока электродвигателей а сельскохозяйственном производстве

Редактор М.П.Татаринова Технический редактор А.К.Гололобова Корректор Т.А.Гудкова

Л «87250    Подл.в печать 15.04.88 формат 60x90/16

Объем ¥ п.л.    Тирах    350    еке.    8акаа    teee    Цена    15    коп.

Типография ВАСХНИЛ

I, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРЯМОГО ПУСКА МОЩНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Прямой пуок мощных асинхронных двигателей при определенном еечении проводов возможен при условии, когда напряжение на зажимах других двигателей, работающих или пускаемых в этот же момент, составляет не менее 80С номинального и определяется по формуле

К*(ли_м+Ч5к*,)(Мр) ,    а)

где к* 28 - коэффициент, определяющий возможнОоть луока электро-двигателя; й11рл~ расчетная потеря напряжения в линии, К&т ‘ коэффициент затруани трансформатора; р - коэффициент ооизмеримо-оти мощнооти пускаемого электродвигателя»

Расчетная потеря напряжения в линии определяется по формуле

&    Up*],    ,    (²)

W&ltfui*’ расчетная потеря напряжения кас-u участке линии, % от номинального,

Коли L -й участок линии выполнен алюминиевым проводом одного оечвиия, то расчетная потеря напряжения на кем определяется следующим образом

где Pi - мощиооть нагрузки на с*м участке линии, кВт; - дли на L -го учаотка линии, м; Я - оечение алюминиевого провода иля кабеля, мм2.

3

Расчетная потеря напряжения в линии не должна превышать 7,6*, иначе необходимо увеличивать оечение провода*

Коэффициент загрузки трансформатора определяется оукмарной мощностью воех токоприемников, питающихся от трансформатора в момент пуска мощного электродвигателя

К*=^-    <*>

где 5л, 5р - полная мощнооть соответственно пускаемого двигателя и работающих в момент пуска, кВ*А;5гр - номинальная мощнооть трансформатора, кВ*А.

Полная мощность пускаемого электродвигателя определяется по паопортным данным

s--srbТ.'

где Рн - номинальная мощность двигателя, иВт( U,'o,Y»    -    со

ответственно КПД и коэффициент Мощности двигателя, работающего в номинальном режиме.

Аналогично опредаляетоя полная мощность работающих в момент пуска электродвигателей.

Коэффициент соизмеримости моцноотя пускаемого двигателя Определяется из выражения

где P_fl - мощнооть пускаемого двигателя, КВт,* Рр - суммарная мощность работающих токоприемников, подключенных к линии, кВт.

Полученные данные подотавляют в формулу (1) и получают коэффициент, определяющий возможность прямого пуока мощного электродвигателя. Воли проверка показала, что прямой пуск подключаемого электродвигателя не возможен(т.е. К а*25), то для двигателя, нормально работающего по схеме треугольника, при пуоке следует применять устройство переключения обмоток оо звезды на треугольник (рио.1).

Типоразмеры магнитных пускателей и типы реле схемы (рис.1)

приведены в табл Л.

FK

Ui 1	тг
$г т-	^ 1 I	■J 1ки<
кт	I .... * [	тъ тг
		J--
		тг кп ъ
	Ja
	_i*L_i	-l^_

Рис. I. Схема переключения со звезды на треугольник:

КМ2» KU3 - магнитные пускатели; КТ - реле времени:

о

Л *	1 с

кпг

чл

К - промежуточное реле (элементы переключателя) ;QF-автоматический выключатель; KMI - магнитный пускатель; FK - тепловое реле

Таблица I

Типоразмеры магнитных пускателей я типы рало охемы переключения оо звезды на треугольная

Модность электродвигателя! кВт	Ток в фазах двигателя-	Тип магнитного пускателя*	Реле временя	Промежу точное реле
15	29.3	ПМА-ЗООО	РВП 72-	рп гт
	20	ПМЕ-200	3121-00 ГС»
18,5	ЗМ	ПМА_-3000	то to	То же
	-	ГШЕ-200
22	43.3	ПМА-4000	» II	If и
	14	ПМБ-200
80	J*L	ПМА-4Ш	я W	If л
	16	ПМЕ-200
87	_§8L		|Г «	¥ л
	28	ПМЕ-200
48	Ж.	ПМА-5000	If п	и »
	28	ПМА-ЗООО
65	JSSL	шит	К л	If И
	34	ЛМА-3000
?8	Ж	ш§т	«1 И	At Й
	46	ПАЕ-4000

Рио* g. Расчетная охона линии электроснабжения

Для опредолвния возможности прямого пуока по формула (3) находим расчетную потерю напряжения линии, проходящей от шин низкого напряжения трансформатора до зажимов работающего электродвигателя вакуум-насоса

Ail РА

6,88,

Коэффициент соизмеримости мощисоти пускаемого электродвигателя определяем ПО формуле (6)

Р

-32- ■ o,9i. 80*8

ПО формуле (6) определяем полную мощность работающего электродвигателя вакуумного наооса

S

Й

• —В—

0,82*0,63

4,41 КВ* А

ж полную модное» пускаемого электродвигателя

а - .so_

■ 86,2 КВ*А .

и п 0,91*0,91 Коэффициент аагрувкк трансформатора находим иа выражения (4)

, fuAgaaii , 0,4.

100

Подохавляя поляеяные данные а выражение (I), определяем возможность прямого пуока

К • (6#88Н_Г5*0,4)(1*В*0,91) «ЗД»!,

т.е.К> 25*

Проверка показала, что прямой пуок эатруднев, т.е. напряжение яа важимах работающего электродвигателя вакуумного яаоооа снизится более чэм на 20f-

Если электродвигатель измельчителя кормов нормально работает по схеме треугольника, то следует применить для его пуока перекяю* чатель обмоток оо заезди на треугольник* Если же двигатель работает по схеме соединения обмоток в звезду! то для его пуока необходимо увеличить сечение линии.

2. ВЫБОР УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

2.1. Общие положения

Электродвигатели, работающие в продолжительном $ I , крат-повременном 5 2 и повторно-кратковременном ,5^ режимах (ij, рекомендуется оснащать защитными устройствами от перегрузки*

Режимы работы электродвигателя» ведущие к опасному повышению температуры обмотки статора, являются аварийными.

Длн отключения электродвигателей в аварийных режимах приме" няптсп фазочувотвительные устройства защиты (ФУЗ-М), уотройотва-встроенной температурной защиты (УВ13-1, УВ13-1М, УВТЗ-4Б), тепловые реле (ТРН, РХЛ, РТТ).

Отключают электродвигатель с помощью устройства защиты, воздействующего на коммутационный аппарат (магнитный пускатель иди автоматический выключатель), при опасных значениях тока или температуры в обмотке статора, а также аоимметрии Напряжения в сети, превышающей Допустимые значения.

Повторно включать электродвигатель можно только пооде устранения причины возникновения аварийного режима, если он не работает по схеме оамоэапуска.

Тип защиты выбирается в зависимости от условий раооты двигателя, его значения в технологической линии производственного процесса, качества электроснабжения*

2.2. Характеристика аварийных режимов электродвигателей в седьоком хозяйстве

Аварийные режимы электродвигателей в сельскохозяйственном производстве обусловлены значительной протяженностью сельских электрических сетей, наличием агрессивных газов и повышенной влож-

8

пости в животноводческих помещениях, высокой концентрацией пыли на комбикормовых заводах и пунктах первичной обработки зерна, несоблюдением требований* предъявляемых к технологическому процеооу.

Технологическая перегрузка или затормаживание ротора двигателя возникают в результате примерзания рабочего органа (транспортера), попадания в рабочие органы машины посторонних предметов, изменения мехаяичвоких овойств оырья, увеличения его подачи на рабочие органы машины, неисправности машин. При технологической перегрузке повышается окольжение ротора и увеличивается сила тока в статорной обмотке электродвигателя,

Защита от перегрузки должна сработать и отключить электродвигатель при достижении температуры обмотки допуотимого значения или немного раньше.

При затормаживании ротора по обмоткам электродвигателя протекает ток * в 5-? раз превышающий номинальный, и изоляция может разрушиться менее чем яа 1 мин., поэтому защита должна отключить Электродвигатель за время, обеспечивающее его сохранность»

Неполнофаэлый режим возникает в результате обрыва провода оети питания, перегорания плавкой вставки предохранителя, нарушения контакта в коммутационной аппаратуре. Ток при 9x011 на 40-4503 выше номинального.

Защита должна отключить злектродвигатель до того, как температура обмотки достигнет аварийного значения.

Нарушение режима охлаждения происходит из-за загрязнения корпуса -электродвигателя обрабатываемым или транспортируемым продуктом, поломки вентилятора. Защита должна сработать и отключить электродвигатель при достижении температуры обмотки допуотимого значения.

2,3. ТИпы защит электродвигателей

Для защиты электродвигателей в сельскохозяйственном производстве применяют тепловые реле, уотройотва встроенной температурной защиты, фазочувотвительные устройства.

Правильно отрегулированные тепловые реле надежно защищают электродвигатель от перегрузки по току при равномерной или слабо изменяющейся нагрузке. Они срабатывают о выдержкой времени, зависящей от кратности номинального тока. Преимущество тепловых реле в их простоте, низкой стоимости»

9

Встроенная температурная защита срабатывает при достижении предельно допустимой температуры обмотки электродвигателя я надежно защищает электродвигатель при любом типе нагрузки, в том чяояе реэкопеременном, а также при нарушении режима охлаждения.

Фазочувотвительйая защита ФУЭ-М отключает электродвигатель без выдержки времени при обрыве фазы и о выдержкой, зависящей от значения перегрузки, при затормаживании ротора и технологических перегрузках* ФУЗ-М надежно защищает электродвигатель от перегруя* хя при равномерной или слабо изменяющейся нагрузке.

2.4. Выбор типа защит электродвигателей

Устройства защиты можно выбрать по классификационной таблице, ооотавленной на основе анализа приведенных годовых затрат на электродвигатель и защитное уотройотво. Зля выбора оптимальной ва-циты необходимо знать тип сельскохозяйственного предприятия) наименование рабочей машины и мощность защищаемого электродвигателя (табл. 2).

Рекомендуемые типы защит електродвигатеяей сельскохозяйственных машин

Таблица 2

Сельокохозяй* отвейное предприятие Рабочая машина Мощнооть электродвигателя Рн, кВт Рекомендуемый тип защиты Животноводческие предприятия воех типов Транспортеры раздачи Кормов, уборки навоза Рим 1,1 Рн> 1,1 РОЯ фуз-м, увта-м Насосы безбашенного водоснабжения Рн I,I Рн 3*1,1 т л ФУВ-М Носовы башенного водоснабжения Рн ««ггп гаавП РТй, Tffl ФУЗ-М Вентиляторы, 9Л6К-трокалориферы Рн^4 4 <Рн*И Ря>П Ш, ТРН PDI ФУЗ-М Молочные предприятия Вакуумные насосы Любая существующая РТЛ, ФУЗ-М

10