Номера

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

Главная / №3 (21) Май-Июнь 2008 / Статьи и обзоры оборудования

PEHCiC® на защите асинхронных электродвигателей

Преобразование электрической энергии в механическую с помощью электродвигателей позволяет легко и экономично приводить в движение разнообразные рабочие механизмы: конвейеры, подъемно-транспортное оборудование, насосы, вентиляторы, компрессоры, металлорежущие станки, прокатные станы, швейное оборудование и пр.

Благодаря простоте конструкции, высокой надежности и невысокой стоимости асинхронный электродвигатель (АД) с короткозамкнутым ротором является наиболее распространенным электродвигателем. Свыше 85% всех электрических машин — это трехфазные асинхронные электродвигатели. По статистике сейчас в общественном производстве стран СНГ находится не менее 50 млн единиц трехфазных АД напряжением 0,4 кВ.

АД обычно рассчитаны на срок службы 15–20 лет без капитального ремонта при условии их правильной эксплуатации. Под правильной эксплуатацией АД понимается его работа в соответствии с номинальными параметрами, указанными в паспортных данных электродвигателя. Однако в реальной жизни имеет место значительное отступление от номинальных режимов эксплуатации. Это, в первую очередь, плохое качество питающего напряжения и нарушение правил технической эксплуатации: технологические перегрузки, условия окружающей среды (повышенные влажность, температура), снижение сопротивления изоляции, нарушение охлаждения. Последствием таких отклонений являются аварийные режимы работы АД. В результате аварий ежегодно выходят из строя до 10% применяемых электродвигателей. Например, 60% скважных электронасосных агрегатов ломаются чаще одного раза в году. Выход из строя АД приводит к тяжелым авариям и большому материальному ущербу, связанному с простоем технологических процессов, устранением последствий аварий и ремонтом вышедшего из строя электродвигателя.

Сколько стоит восстановить работоспособность асинхронного электродвигателя или насоса, размещенного в скважине? Специалисты изучившие данный вопрос, считают, что экономически выгоднее изначально обеспечивать защиту электродвигателя, чем в дальнейшем нести затраты на его ремонт и восстановление.

Совершенно очевидно, что применение надежной и эффективной защиты от аварийных режимов работы значительно сократит количество и частоту аварийных ситуаций и продлит срок службы АД, сократит расход электроэнергии и эксплутационные расходы. Но для того, чтобы выбрать эту защиту, необходимо знать, как и от чего необходимо защищать АД, а также специфику процессов, протекающих в нем в случае аварий.

Современные стандарты большинства стран мира предъявляют все более высокие требования к технической эксплуатации электроустановок. Необходимость в постоянном мониторинге работы дорогостоящего оборудования усиливает потребность в использовании высококачественной, надежной и комплексной защиты электродвигателей.

Сегодня на рынке существует большой выбор импортных защит электродвигателя, при изготовлении которых не учитывается тот факт, что качество напряжения в отечественных сетях существенно отличается от европейских стандартов. Серия защит РДЦ отличается от большинства других защит, представленных на рынке высокотехнологичной производственной сборкой на микропроцессорной элементной основе, высокой точностью измерения токов, цифровой обработкой сигнала, множеством контролируемых параметров, технологичной конструкцией. Климатическое исполнение устройства и безопасность его обслуживания допускают работу защиты в жестких условиях эксплуатации: низкое качество питающего напряжения, повышенную/пониженную температуру, влажность. По совокупности предлагаемых защитных функций серия РДЦ не уступает а по некоторым и превосходит импортные аналоги.

Микропроцессорные устройства РДЦ-01…06 (выпускаемые под торговой маркой РЕЛСiC®) предназначены для комплексной защиты трехфазных асинхронных двигателей напряжением 3х(220/380) В (в том числе управления глубинных насосов) с индикацией причин аварий и передачи информации на диспетчерские пункты и автоматическим повторным пуском. По своему назначению серию РДЦ можно классифицировать следующим образом:

  • РДЦ-01 — комплексная защита, позволяет подключать напрямую маломощные двигатели до 10 кВт (20 А) без внешних ТТ, имеет контроль сопротивления изоляции, учет моторесурса.
  • РДЦ-02 — токовое реле с оптимальным набором функций защиты.
  • РДЦ-03 — универсальная защита
  • общепромышленных двигателей с максимально необходимым набором функций защиты.
  • РДЦ-04 — универсальная защита общепромышленных двигателей с интерфейсом RS485 с расширенным набором сервисных функций и функций защиты.
  • РДЦ-05 — универсальная защита двигателей глубинных насосов и насосных станций с максимально необходимым набором защиты.
  • РДЦ-06 — универсальная защита двигателей глубинных насосов и насосных станций с максимально необходимым набором защиты с возможностью передачи данных через RS485 и расширенным набором функций защиты и сервиса.

Микропроцессорная защита РДЦ-01 имеет пять исполнений (см. табл. 1).

Таблица 1. Исполнения устройства микропроцессорной защиты РДЦ-01
Функции устройств Исполнения
050 051 052   200   201
Функции защиты
Номинальные токи, А 1-500 1-500 1-500 1-20 1-20
Отключение при перегрузке по току электродвигателя + + + + +
Отключение при работе электродвигателя с недогрузкой (по сухому ходу) + + + + +
Отключение при работе электродвигателя с недопустимой асимметрией токов + + + + +
Отключение при превышении питающего напряжения + + + + +
Отключение при понижении питающего напряжения + + + + +
Запрет включения при неправильном чередовании фаз + + + + +
Запрет включения при нарушении изоляции электродвигателя   + +   +
Запрет включения при залипании контактов пускателя или контактора   + +   +
Ограничение количества повторных пусков электродвигателя + + + + +
Сервисные функции
Цифровая индикация режимов работы + + + + +
Счетчик моторесурса электродвигателя с дискретностью 10 час 10 час 1 мин 10 час 10 час
Измерение текущих действующих значений токов по фазам + + + + +
Измерение текущих действующих значений напряжений по фазам + + + + +
Индикация частоты питающей сети + + + + +
Квитирование   + +   +
Пароль   + +   +

Последние разработки РДЦ-02…06 дополнены следующими возможностями:

  • измерение сопротивления изоляции двигателя перед пуском в пределах 0…1,0 МОм;
  • измерение тока утечки на «землю» во время работы двигателя;
  • измерение и индикация активной, реактивной и полной мощностей, косинуса мощности для генераторов;
  •  входы датчиков уровня жидкости или давления жидкости для насосов с переключаемым алгоритмом работы;
  • специальные входы для датчика затопления помещения и датчика сухого хода для насосов;
  •  предусмотрены выходы для системы автоматического ввода резерва и системы управления нагрузкой на двигатель;
  • параллельная работа нескольких реле и взаимное дублирование при авариях;
  • хронологическое сохранение истории аварий с запоминанием данных измерений при аварии.

Важной особенностью модельного ряда РДЦ-02…06 является наличие трех выходных реле:

  • Первое реле с одним замыкающим и одним переключающим реле предназначено для включения пускателя;
  • Второе реле «Перегрузка» с одним замыкающим контактом замыкается при начале перегрузки и может служить сигналом для сброса нагрузки двигателя;
  • Третье реле «Авария» с одним замыкающим контактом замыкается после отключения выходного реле по причине аварии и может служить для сигнализации или для запуска резервного двигателя через соответствующий вход.

Кроме этого имеется один вход для дистанционного управления. Это позволяет создавать схемы совместной работы нескольких РДЦ обеспечивающих комбинированное управление двигателями (дублирование, вспомогательный режим). Отличительные характеристики модельного ряда РДЦ-02…06 можно увидеть в таблице 2.

Таблица 2. Отличительные характеристики модельного ряда РДЦ-02…06
Функции устройств - 02  - 03 - 04 - 05 - 06
Функции защиты
Номинальные токи, А 1-1000
Отключение при блокировке ротора электродвигателя + + + + +
Отключение при перегрузке по току электродвигателя + + + + +
Отключение при работе электродвигателя с недогрузкой + + + + +
Отключение при работе электродвигателя с недопустимой асимметрией токов + + + + +
Отключение электродвигателя при превышении уровня тока утечки на землю + + + + +
Отключение электродвигателя при обрыве токового провода или выгорании контакта пускателя + + + + +
Отключение при превышении питающего напряжения   + + + +
Отключение при понижении питающего напряжения   + + + +
Отключение электродвигателя при пропадании или обрыве фазы напряжения   + + + +
Запрет включения при неправильном чередовании фаз   + + + +
Запрет включения при нарушении изоляции электродвигателя + + + + +
Запрет включения при залипании контактов пускателя или контактора или утечке тока через контактор или пускатель + + + + +
Ограничение количества повторных пусков электродвигателя + + + + +
Элементы автоматики
Непосредственное измерение температуры электродвигателя внешним интегральным датчиком температуры + + + + +
Подключение датчиков уровня жидкости в резервуаре       + +
Подключение датчика «сухого хода» электродвигателя       + +
Подключение датчика затопления помещения       + +
Логические входы и выходы для автоматического ввода резерва (АВР), дублирования и дистанционного управления + + + + +
Сервисные функции
Цифровая индикация режимов работы + + + + +
Выход для индикатора перегрузки по току + + + + +
Управление двигателем по времени суток         +
Возможность отключения неиспользуемых функций + + + + +
Счетчик моторесурса электродвигателя + + + + +
Измерение текущих действующих значений токов по фазам + + + + +
Измерение текущих действующих значений напряжений по фазам   + + + +
Индикация частоты питающей сети + + + + +
Измерение текущей мощности электродвигателя     +   +
Измерение соsφ электродвигателя     +   +
Встроенный интерфейс RS-485     +   +
Сохранение в энергонезависимой памяти хронологической последовательности произошедших событий (до 100 событий)     +   +
Конструктивное исполнение
Утопленное   + + + +
Выступающее + + + + +

В серии РДЦ-02…06 предусмотрено отключение некоторых защитных функций, например блокировки ротора, функции минимального тока, сопротивления изоляции, функции зали-пания контактов пускателя, функции тока утечки и др., что позволяет потребителю гибко настроить защиту с учетом специфики эксплуатации электродвигателя. Одним из важных параметров данной серии является регулируемое время задержки включения перед первым пуском и при повторных пусках после аварийного отключения, что позволяет не допустить одновременного запуска нескольких электродвигателей.

В устройствах, предназначенных для защиты насосов, предусмотрены пять входов для управления от датчиков уровня жидкости, а исполнение РДЦ-06 имеет управление по времени суток. Кроме этого РДЦ-05 и РДЦ-06 имеют интерфейс RS485 (Modbus) и журнал событий.

С каждым годом увеличивается количество потребителей защиты РДЦ (за 2007 год в 2,8 раза). РДЦ является неоднократным победителем различных тендеров.

Все чаще стали использовать защиту РЕЛСiС® на водоканалах (Государственный комитет водного хозяйства Украины, а также управление ВКХ г. Канева, Новоград-Волынское ВУВКХ, Ровнооблводоканал, Чаплинское управление водного хозяйства, Каланчанское ВКХ, Приморское ВКХ и мн. др.).

Достаточно быстро завоевала уважение защита в Беларуси, где потребителями РДЦ являются Минский тракторный завод, Минский метрополитен, МЭТЗ им. Козлова и др. За время эксплуатации защиты РДЦ все аварийные случаи были отработаны своевременно и правильно. Случаев отказа, ложных срабатываний не наблюдалось. В процессе работы потребители оценили удобство в обслуживании, надежность работы комплексной защиты РДЦ.

Вот уже больше 25 лет ОАО «Электротехнический завод» — основатель торговой марки РЕЛСіС® — является одним из ведущих производителей релейной техники, который хорошо известен широкому кругу специалистов, как на внутреннем, так и на внешнем рынке. Предприятие осуществляет полный цикл работ на современном автоматизированном оборудовании. Высокое качество и надежность выпускаемых заводом устройств подтверждается ежегодным увеличением объемов продаж (за последние три года в четыре раза).

Предприятие стремится создавать долговременные и  взаимовыгодные отношения с клиентами, широкая дилерская сеть позволяет удовлетворять растущие потребности заказчиков по всей территории стран СНГ. Гибкая система скидок является минимальной благодарностью за доверие и постоянство наших клиентов.

Самая большая ценность, которой дорожит РЕЛСіС®, — это ее потребители, заказчики и конкуренты, которые стимулируют предприятие сохранять лидирующие позиции на рынке.

С. В. ПОСТОЯЛКО,
директор ООО «РЕЛСиС».