unitatea de invatare 7.1.pdf

ION ZAHARIAINSTALAłII ELECTRICE NAVALE

96

7. PROTECłIA ŞI COMUTAłIA RECEPTOARELOR NAVALE

7.1. CondiŃii generale pentru dispozitive de protecŃie

navale a) Circuitele care pornesc de la tablourile de distribuŃie trebuie să fie

protejate împotriva scurtcircuitelor şi suprasarcinilor cu ajutorul unor dispozitive corespunzătoare, prevăzute la începutul fiecărui circuit şi, pe cât posibil, mai aproape de bornele de alimentare.

ProtecŃia circuitelor de alimentare ale tabloului împotriva suprasarcinii nu este necesară dacă consumatorii alimentaŃi de la acest tablou au dispozitive de protecŃie individuale împotriva suprasarcinilor, iar cablul circuitului de alimentare este ales pentru curentul maxim de lucru.

b) Dispozitivele de protecŃie vor fi alese după caracteristicile echipamentelor pe care le protejează, astfel încât să declanşeze la suprasarcini periculoase.

c) Sistemul de protecŃie trebuie să fie selectiv atât din punct de vedere al curenŃilor de suprasarcină, cât şi din punct de vedere al curenŃilor probabili de scurtcircuit. ProtecŃia trebuie astfel realizată încât defectarea consumatorilor neesenŃiali şi a circuitelor lor de alimentare să nu aibă o influenŃă negativă asupra funcŃionării impecabile a centralei electrice şi asigurării alimentării consumatorilor esenŃiali.

În cazul în care între sursa de alimentare şi locul unde s-a produs un defect există înseriate mai multe protecŃii, va trebui să funcŃioneze protecŃia cea mai apropiată de locul defectului, pentru izolarea acestuia şi lăsarea în stare de funcŃionare a restului reŃelei. Aceasta se realizează dacă caracteristicile curent-timp ale siguranŃelor şi ale întreruptoarelor automate legate în serie nu se întrepătrund. De aceea, la protecŃia liniilor se va Ńine seama de următoarele reguli:

− În cazul folosirii siguranŃelor rapide curenŃii nominali se eşalonează din două în două trepte. Pentru unele siguranŃe, mai performante selectivitatea se poate obŃine eşalonându-se curentul nominal la o singură treaptă.

− SiguranŃele cu topire lentă se pot eşalona la o singură treptă de curent. − Nu se vor introduce siguranŃe cu topire rapidă înaintea siguranŃelor cu

topire lentă în sensul circulaŃiei de energie. Se pot introduce siguranŃe cu topire lentă înaintea siguranŃelor cu topire rapidă.

− La legarea în serie a siguranŃelor cu topire lentă şi a întreruptoarelor automate se va Ńine seama ca siguranŃele dinaintea întreruptorului automat să


97

aibă curentul nominal mai mare cu cel puŃin două trepte, pentru curenŃii de scurtcircuit de valoare probabilă până la 55A şi de cel puŃin trei trepte, pentru curenŃii de scurcircuit mai mari de 500A. IndicaŃiile asupra comportării selective a siguranŃelor şi întreruptoarelor automate sunt date de valorile termice care determină timpul de topire al fuzibilelor şi de timpii de întrerupere al întreruptoarelor.

Pentru înlăturarea posibilităŃii deteriorării întreruptoarelor automate pentru protecŃia liniilor în cazul depăşirii puterii de rupere nominale, se vor monta în amonte siguranŃe fuzibile corespunzătoare. Pentru întreruptoarele care au curentul nominal până la 100A, această prevedere este obligatorie.

Asigurarea selectivităŃii prin întreruptoare automate nu este posibilă, deoarece, chiar dacă există o eşalonare a curenŃilor nominali, în cazul unui scurtcircuit releele cu declanşare rapidă pot funcŃiona simultan.

Se menŃionează că problema selectivităŃii protecŃiei devine mai complexă când siguranŃele sunt de fabricaŃie diferită, deoarece caracteristicile timp-curent se pot intersecta. În aceste cazuri aprecierea selectivităŃii se va face trasând curbele siguranŃelor care acoperă plaja valorilor curenŃilor de protecŃie şi alegându-le pe acele care: - nu se intersectează pentru valori ale curentului mai mari decât cele ale curentului de scurtcircuit la locul instalării siguranŃei; - au diferenŃe de timp, măsurate pe diagramă, corespunzătoare treptelor de curent de 10, 20, 30 ori curentul nominal al siguranŃei, respectiv de : ∆t1≥1s; ∆t2≥0,5s; ∆t3≥0,02s.

La siguranŃele rapide şi pentru curenŃi nominali mici se admit şi valori mai reduse ale treptelor de timp.

ProtecŃia la scurtcircuit şi la suprasarcină nu trebuie să acŃioneze la curenŃii de pornire ai motoarelor electrice protejate.

ProtecŃia împotriva suprasarcinilor trebuie să fie montată: − cel puŃin pe o fază sau pe polul pozitiv, în cazul unui sistem cu două conductoare; − cel puŃin pe două faze, în cazul unui sistem izolat de curent trifazat; − pe toate fazele – în cazul unui sistem trifazat cu patru conductoare.

ProtecŃia împotriva scurtcircuitelor trebuie să fie prevăzută pe fiecare pol izolat al sistemului de curent continuu, precum şi pe fiecare fază a sistemului de curent alternativ.

Valoarea de reglare a dispozitivelor de protecŃie contracurenŃilor de scurtcircuit, trebuie să corespundă cel puŃin cu 200% din curentul nominal. Declanşarea poate fi instantanee sau cu temporizarea necesară pentru obŃinerea selectivităŃii corespunzătoare.

Pentru protecŃia împotriva scurtcircuitelor, a circuitelor de alimentare şi a consumatorilor, se admite folosirea aceloraşi dispozitive de protecŃie.

Dacă pe anumite porŃiuni ale circuitului de alimentare are loc o reducere a secŃiunii cablului, pentru fiecare cablu cu o secŃiune mai mică


98

trebuie să se monteze o protecŃie suplimentară, dacă protecŃia care se află mai sus nu protejează cablul cu secŃiunea mai mică.

În circuitele de alimentare ale tabloului de distribuŃie de avarie şi în circuitele de alimentare ale instalaŃiilor de avarie nu trebuie să se folosească dispozitive de protecŃie care nu sunt prevăzute cu posibilitatea de reconectare imediată după acŃionare.

Pe tabloul principal de distribuŃie, pe circuitul de alimentare de la sursa exterioară (mal) trebuie să se prevadă:

− aparatele de conectare şi de protecŃie în circuitul cablului montat permanent;

− un voltmetru care să indice tensiunea la bornele cablului sau o lampă de semnalizare.

7.2. Alegerea aparatelor de protecŃie şi comutaŃie a receptoarelor navale

7.2.1. Variante de utilizare a aparatelor de protecŃie şi comutaŃie

Variante posibile de utilizare a dispozitivelor de protecŃie şi comutaŃie sunt date în figura 7.2-1.

a) În cazul unui receptor m1 (motor) având regimul de funcŃionare şi suprasarcini, circuitul conŃine siguranŃele fuzibile e1 pentru protecŃia la scurtcircuit, releul termic e2 pentru protecŃia la suprasarcină şi contactorul c1 care asigură comutaŃia şi întreruperea regimului de suprasarcină în situaŃiile în care primeşte comandă de la e2, figura 7.2-1a.

M3~

e1

e2

m1

c1

h1

e1

a1

e2

M3~

e1e2

a2

M3~

a1

m1

a2

a1

cba

Fig. 7.2-1. Variante posibile de utilizare a dispozitivelor de protecŃie şi comutaŃie


99

Dacă comutaŃia circuitului intervine mai rar, iar funcŃionarea receptorului se corelează cu alte receptoare din cadrul aceleiaşi instalaŃii, contactorul c1 se poate înlocui cu un întrerupător manual, iar releul termic e2 are legat contactul de protecŃie în circuitul de comandă al contactorului comun (asemenea situaŃii nu se întâlnesc la nave).

b) Pentru receptoarele la care nu există posibilitatea apariŃiei unor suprasarcini fie datorită principiului de funcŃionare (lămpi electrice), sau caracteristicilor de exploatare (aeroterme, ventilatoare etc.), circuitul conŃine numai siguranŃele fuzibile e1 şi întrerupătorul manual a1 cu rol de comutaŃie, figura 7.2-1b.

La nave, astfel de scheme se utilizează în special pentru iluminat. La receptoare de iluminat sau prize, siguranŃele e1 pot fi înlocuite cu

siguranŃe automate (întrerupătoare automate mici – până în 25 A). c) În cazul receptoarelor protejate prin întrerupător automat a2, circuitul

mai conŃine declanşatoare sau relee electromagnetice e1 şi termice e2, care de obicei intră în structura întrerupătorului automat, precum şi întrerupătorul manual a1 cu rol de separator, figura 7.2-1c.

Pentru consumatorii importanŃi de pe navă, siguranŃele fuzibile şi întrerupătoarele automate se află în tabloul principal de distribuŃie (TPD), iar separatoarele, întrerupătoarele manuale şi contactoarele cu rol de comutaŃie se pot aşeza în tablou (pornitor), întrerupătoarele manuale (butoanele) pentru comanda de la distanŃă se aşează lângă receptor, iar la pompele care deservesc motorul principal şi în pupitrul M.P. din P.C.C.

SiguranŃele fuzibile e1 din figura 7.2-1a şi b pot asigura o separare vizibilă şi sigură a circuitului prin îndepărtarea patronului fuzibil.

În cazul prezentat în figura 7.2-2 se admite o protecŃie comună pentru mai multe receptoare:

a

c

e1 e1

e1

a

M3~

M3~

M3~

M3~

M3~

M3~

m3m2m1 Fig. 7.2-2. ProtecŃia comună pentru mai multe receptoare


100

Dacă linia principală din care se ramifică circuitele de alimentare a unor receptoare de mică putere (aparate electrocasnice, lămpi electrice etc.) este prevăzută plecarea din tablou cu siguranŃe e1 de maximum 16 A la 380/220 V, respectiv de 20 A la 220/127 V, figura 7.2-2a (pentru iluminat);

Dacă puterea instalată a motoarelor m1…mn, alimentate de la aceeaşi linie principală este de maximum 15 Kw. În acest caz la dimensionarea fuzibilelor e2 şi a condensatoarelor se va Ńine seama de simultaneitatea sarcinilor în regim normal şi de pornire, iar fiecare motor va fi prevăzut cu releu termic şi contactor pentru protecŃie la suprasarcină (Fig.72-2b), fie numai cu releu termic, contactorul fiind general (Fig.7.2-2b – la ventilatoarele de la instalaŃia frigorifică de la nave de 7800tdw).

7.2.2. Alegerea aparatelor de protecŃie şi comutaŃie din schemele electrice de acŃionare

Alegerea acestor aparate electrice incluse în tablouri electrice care să

asigure o protecŃie IP56 este deosebit de importantă pentru securitatea exploatării.

Astfel, alegerea unor aparate necorespunzătoare din punct de vedere electric şi termic duce la: scurtcircuite care pot perfora tablourile electrice, supraîncălziri care pot due la arderea bobinelor contactoarelor, străpungeri şi conturnări datorită distanŃelor necorespunzătoare etc.

Pentru a se evita aceste avarii este necesar să se aleagă aparatele electrice în corelare directă cu instalaŃia protejată, cu mediul de lucru (ceaŃă salină, praf, vapori corozivi etc.), cu solicitările accidentale ce pot interveni (scurtcircuit, suprasarcini, etc.).

7.2.2.1. Alegerea întreruptoarelor automate

Întreruptoarele automate se utilizează la protecŃia împotriva curenŃilor

maximali, de suprasarcină şi tensiunii minime sau lipsei de tensiune. Pentru alimentarea motoarelor electrice se folosesc întreruptoare

automate tip USOL care sunt închise în carcase izolate de bachelită şi au manifestări exterioare reduse în timpul funcŃionării.

A. Alegerea întreruptoarelor automate în funcŃie de capacitatea de

rupere Având în vedere scopul primordial al întreruptoarelor automate de a

asigura protejarea instalaŃiei împotriva fenomenelor produse de curenŃii maximali şi de suprasarcină este necesar în primul rând să se asigure că întreruptorul automat are o capacitate de rupere corespunzătoare.

Calculând curentul de scurtcircuit ce se poate reduce în instalaŃie se poate alege întreruptorul automat corespunzător.


101

În tabele date de firmele constructoare sunt indicate capacităŃile de rupere ale întreruptoarelor automate.

Alegerea se va face astfel ca valoarea capacităŃii de rupere a întreruptorului să fie mai mare decât valoarea curentului nominal al instalaŃiei Se poate alege un întreruptor cu un curent nominal mai mare decât al instalaŃiei pentru a se asigura capacitatea de rupere necesară, având curentul de reglaj (Ir) mai mic decât curentul nominal al aparatului corelat cu valoarea curentului nominal al instalaŃiei.

Exemplu: Dacă curentul nominal al instalaŃiei este Ir=100A la UN=380V şi curentul de scurtcircuit Isc=28kA, se va alege USOL 500 echipat cu declanşator cu Ir=100A, care asigură capacitatea de rupere de 30kA.

Dacă un întreruptor automat corespunde din punct de vedere al capacităŃii de rupere şi nu se găseşte gama curenŃilor de reglaj valoarea corespunzătoare curentului nominal al instalaŃiei se alege un întreruptor automat cu capacitate de rupere imediat inferioară, dar în a cărui gamă de curenŃi de reglaj Ir să poată fi încadrat curentul nominal al instalaŃiei.

Pentru a se putea asigura capacitatea de rupere şi în acest caz este necesar să se prevadă în serie cu întreruptorul automat, siguranŃe cu mare putere de rupere cu un curent nominal de (1,7÷2) curentul nominal al instalaŃiei.

În cazul în care aparatele sunt utilizate pentru protecŃia motoarelor electrice se va verifica dacă curentul de pornire al motorului nu provoacă arderea siguranŃelor fuzibile. Dacă la pornirea motorului se ard siguranŃele fuzibile se vor alege siguranŃe din treapta imediat superioară, Ńinând seama ca Insig să nu depăşească 2IN al întreruptorului.

Dacă această condiŃie nu este îndeplinită este necesar să se utilizate numai întreruptoare automate cu capacitatea de rupere corespunzătoare valorii curentului de scurtcircuit din instalaŃie echipate cu relee termice cu un curent de reglaj corespunzător curentului nominal al motorului protejat. TABELUL 7.2-1. Capacitatea de închidere şi rupere a întreruptoarelor automate USOL

Capacitatea de rupere [kA]

c.a c.c

IN[A]

IN decl. [A]

Capacitatea de închidere

[A]

500V

380 V

Cos ϕ 220 V

L/R [ms]

Durata totala de întrerupere

[ms]

2.5–12.5 5 3 4 0.5 5 10

16 – 20 7 4 4 0.5 10 10

25 8.5 5 7 0.5 10 10

100

32 – 100 14 8 9 0.5 45 10

10

100 20 10 12 0.3 12 10 250

125– 250 20 10 12 0.3 15 10

10 – 15


102

500 100 – 500

42 20 30 0.25 25 10 10 – 15

800 400 – 800

53 25 25 0.25 25 14 25

*500 100 – 500

32 16 16 0.3 16 10 130 – 190

400 34 17 17 0.3 17 14

500 38 19 19 0.3 19 14

580 40 20 20 0.3 20 14

*800

700 – 800

53 25 25 0.25 25 14

140 – 200

* Variante selective , cu întârziere la deschidere de 0.015 s. Obs. Numărul maxim de închideri şi deschideri pe scurtcircuit la capacitatea de închidere şi rupere este de trei deschideri şi două închideri astfel: D – ID – ID, conf. STAS 4480 – 77

B. Alegerea întreruptoarelor automate în funcŃie de curentul de pornire

al motoarelor electrice (pentru protejarea motoarelor electrice) Întreruptoarele automate tip USOL 100 250 sunt echipate cu

declanşatoare electromagnetice cu curent de reglaj fix, iar cele tip USOL 500 şi 800 cu declanşatoare electromagnetice cu curent de reglaj, reglabil (conform tabel 7.2-2).

ToleranŃa de funcŃionare a declanşatoarelor electromagnetice este de ±20%. Din această cauză declanşatoarele electromagnetice pe poziŃia de reglaj minim (10Ir)nu declanşează pentru curenŃi mai mici sau egali cu 8 Ir, dar pot provoca declanşarea aparatului la curenŃi mai mari de 6,5Ir şi provoca declanşarea fermă a aparatului la curenŃi mai mari sau egali cu 12Ir. Deci, oricare motor electric pentru care Ip>8Ir la pornire poate provoca declanşarea nedorită a întreruptorului automat prin declanşatoare electromagnetice (vezi tabelul 7.2-2). În această situaŃie, se vor prevede întreruptoare automate echipate cu declanşatoare electromagnetice speciale, cu declanşare la 12Ir sau 16Ir. Se poate ca şi motoarele care au Ip<8Ir prezintă şocuri de curent la pornire, de durată foarte scurtă (1-2 semiperioade) a căror valoare poate să ajungă la 14Ir. Date asupra curentului de şoc la pornire se pot obŃine de la fabricile producătoare de motoare electrice. TABELUL 7.2-2. RezistenŃa la uzură sub sarcină a întreruptoarelor automate USOL


103

Rezistenta la uzura sub sarcina Rezistenta la

uzura mecanica

Curentul de declanşare

electromagnetic instantaneu 500 V c.a. 242 V c.c.

Cos ϕ = 0.9

Cos ϕ = 0.3

L/R– 0 ms

L/R – 10ms

AcŃion.

Man.

AcŃion. cu

motor sau

electro- magnet

USOL CurenŃii nominali

ai declanşatoa-relor Ir[A]

c.a.

c.c.

Conectări Manevre

100

2.5; 3.2;4.5; 6.3; 8 ; 10 ; 12.5 ; 16 ; 20 ; 25 ; 32 ; 40 ; 50 ; 63 ; 80 ; 100

10 In

10 In

3000

1500

3000

1500

30000

15000

250 100;125;160

200;250

10 In ; 4 In

4 In 2000 1000 2000 1000 20000 10000

500

100;125;160

200;250;320

400;500

(5 –

10)In (2 – 4)In*

(2 – 4) In

1500

750

1500

7500

15000

7500

800

400;500;580

700;800

(5 –

10)In (2 – 4)In*

(2 – 4) In

1000

500

1000

500

10000

5000

*Valori valabile pentru variantele de c.a. prevăzute cu declanşator de deschidere (protecŃia liniilor).

C. Alegerea întreruptoarelor automate în funcŃie de curentul de curentul

nominal termic Întreruptoarele automate tip USOL sunt prevăzute şi cu declanşatoare

termice reglabile între (0,8-1)Ir la temperatura de 450. Curentul nominal al

declanşatorului termic se va alege în funcŃie de curentul nominal al motorului sau instalaŃiei astfel încât să se încadreze în plaja menŃionată mai sus.

D. InfluenŃa condiŃiilor de mediu la alegerea întreruptoarelor automate

Alegerea întreruptoarelor automate după criteriile prezentate sunt valabile numai pentru aparatele care funcŃionează în medii normale, înŃelegând prin aceasta incinte bine ventilate, fără praf sau pulberi, fără ceaŃă salină şi în condiŃii de întreŃinere şi urmărire periodică şi calificată a funcŃionării în exploatare. Întreruptoarele automate se pot utiliza cu rezultate foarte bune şi dacă sunt puse să funcŃioneze şi în condiŃii mai grele cum ar fi


104

la bordul navelor şi/sau în medii cu pericol de explozie, dacă se va Ńine seama de influenŃa tuturor factorilor din aceste medii.

Factorii care influenŃează direct viaŃa întreruptorului automat se împart în două categorii:

• factori de mediu (umiditatea relativă a aerului şi temperatura acestuia, prezenŃa în aer a pulberilor, prezenŃa în aer a unor gaze şi vapori corozivi, prezenŃa gazelor şi vaporilor care în amestec cu aerul pot produce explozii, vibraŃii, scuturături, şocuri etc.);

• factori de exploatare (tensiunea de alimentare şi stabilitatea ei, durata medie de exploatare zilnică, coeficientul de exploatare zilnică, periodicitatea şi calificarea întreŃinerii).

Pentru a anula influenŃa acestor factori asupra bunei funcŃionări a întreruptoarelor automate ca şi a celorlalte aparate electrice se impune (la bordul navelor de către SocietăŃile de Clasificare) montarea lor în tablouri electrice cu grade de protecŃie mărită ( la bordul navelor pentru tablourile din compartimentul maşini IP44, la cele de punŃile deschise IP56-cazurile tablourilor de la vinciurile de la macarale, bigi, ancoră, manevră şi cabestane de ancoră şi manevră) şi pe ele să aibă inscripŃionat NAVAL.

Puterea disipată de întreruptorul automat pe fază în contacte şi căi de curent este prezentată în tabelul 7.2-3.

Tabelul 7.2-3. Tipul

întreruptorului Puterea disipată pe fază (W)

ExecuŃie fixă ExecuŃie debroşabilă USOL 100 10 10 USOL 250 15 21 USOL 500 35 50 USOL 800 35 52

În cazul în care aparatele care au relee sau declanşatoare termice ce

funcŃionează în tablouri cu temperaturi mai mari 400C, care se pot datora fie temperaturii mediului ambiant fie surselor de căldură din interiorul tabloului (siguranŃe fuzibile, relee termice, transformatoare, etc.) valorile de reglare a acestor protecŃii sunt indicate în tabele date de firma constructoare.

Întreruptoarele automate se pot utiliza şi pentru comanda circuitelor, dar numai în regim AC 3, adică la conectare pe cel puŃin 5IN la UN sau deconectarea pe IN la 0,17UN..

Aparatele cu declanşatoare de tensiune minimă pot funcŃiona timp nelimitat în limitele (1,1÷0,85)UN dacă temperatura mediului ambiant este 400C sau 550C pentru aparatele capsulate.


105

7.2.2.2. Alegerea contactoarelor Alegerea unui contactor se face Ńinând seama de următorii factori:

parametrii electrici, parametrii de lucru, condiŃiile de mediu. Parametrii electrici sunt: felul tensiunii, puterea şi curentul maxim al

motorului, tensiunea şi puterea sursei de comandă etc. Caracteristicile contatoarelor sunt date în tabele furnizate de firmele

constructoare. Din parametri de lucru fac parte categoriile de utilizare (regimuri de

lucru), frecvenŃa de acŃionare şi durata de conectare, siguranŃa în exploatarea instalaŃiei etc.

Atât parametrii electrici cât şi cei de lucru se utilizează pentru calculul curentului nominal al contactorului. În plus trebuie să se Ńină cont şi de condiŃiile de mediu asupra duratei de viaŃă electrică a pieselor de contact.

Pentru obŃinerea unei durate de viaŃă corespunzătoare în exploatare se recomandă ca tipul contactorului să fie determinat Ńinând seama de influenŃa simultană a tuturor factorilor de mai sus.

A. Durata de viaŃă electrică a contactoarelor

Diagramele indică pentru fiecare tip de contactor durata de viaŃă

electrică în funcŃie de curentul de utilizare şi de categoria de utilizare. Motoarele asincrone cu rotorul în scurtcircuit pot funcŃiona în regim

AC 3 sau AC 4, iar cele cu rotorul bobinat în regim AC 2. FuncŃionarea în regim AC 3 - AC 4 În cazul în care raportul dintre curentul de pornire şi curentul nominal

este mai mare sau egal cu 6 se va introduce corecŃia astfel: K1=6/N1 unde: K1-factorul de corecŃie la care se împarte curentul nominal de utilizare; N1-raportul dintre curentul de pornire şi curentul nominal al motorului

indicat în anexă. Dacă în regim AC 3 sau AC 4 N1≤6 se consideră Ie=IN motor şi aparatul

se alege conform diagramei pentru AC 3 şi diagramei pentru AC 4. Dacă N1>6, atunci curentul nominal al motorului se corectează cu

factorul K1: Ie=IN motor/K1. Contactoarele pot funcŃiona atât în regim AC3 cât şi AC4/AC2 prin

reducerea corespunzătoare a duratei de viaŃă electrică (pentru regimurile de funcŃionare vezi tabelele date de firmele constructoare). TABELUL 7.2-4. Caracteristicile contactoarelor TCA , AR si RG. Tensiunea nominală: 500 V c.a. Tensiunea de utilizare: 24 – 500 V c.a.


106

Tensiunea de utilizare pentru bobine: TCA: 21, 48, 110, 220, 380, 500V c.a. : TCAC: 21, 48, 60, 110, 200Vc.a. FrecvenŃa nominală: 50 , 60 Hz. Durata nominala de conectare : 40 (100)%

Frecventa de conectare maximă [con/ora]

Tipurile de aparate

Codul

AC3 AC2 – AC1 0 1 2 3

TCA 6 4000 – 1

TCA 10 4005 – 6

TCAC 10 4007 – 8

TCA 32 4010

TCAC 32 4011

TCA 40 4015

TCAC 40 4013

TCA 63 4020

TCAC 63 4022

600 300

TCA 125 4028

TCAC 125 4027

TCA 200 4032

TCAC 200 4034

TCA 250 4035

TCA 400 4040

120 120

AR 6 8100 – 8101

AR 10 8105 – 8106

AR 16 8107

AR 25 8108

AR 40 8109

AR 63 8110

AR 100 8111

600 300

AR 160 8112

AR 250 8113

AR 400 8114

300 120

RG 400 8170 600 300

RG 100 8171 120 600

RG 160 8172 120* 600*


107

RG 250 8173 120 600 RG 400 8174 120 600

*Durata de viata se modifica in regim AC1.

B. InfluenŃa condiŃiilor de mediu la alegerea contactoarelor Este aceeaşi ca la întreruptoarele automate.

C. ProtecŃia contactoarelor prin siguranŃe În instalaŃiile electrice în amonte de contactor se recomandă să se

utilizeze montarea de siguranŃe cu mare capacitate de rupere în scopul protejării aparatului şi instalaŃiei la curenŃi de scurtcircuit. Valorile siguranŃelor montate în amonte se vor lua conform tabelelor firmelor constructoare.

Când curentul de scurtcircuit ce poate apare în reŃea este mai mic sau egal cu curentul de rupere al contactorului se vor alege valorile mai mari ale siguranŃelor conform tabelelor date de firmele constructoare.

Valorile curentului de rupere Ir se calculează cu relaŃiile : Ir /Ie=8 pentru Ie≤100A; Ir /Ie=6 pentru Ie>100A.

unde: Ie este curentul nominal de utilizare sau curentul nominal al contactorului.

Când curentul de scurtcircuit din reŃea este mai mare decât curentul de rupere al siguranŃei se aleg valori mai mici ale pentru siguranŃe, conform tabelului dat de firmele constructoare, pentru a se proteja contactorul împotriva sudării contactelor şi a reŃelelor împotriva efectelor termice şi efectelor electrodinamice.

În cazul circuitelor care alimentează motoare electrice se vor folosi siguranŃe lente. Acestea permit pornirea motoarelor electrice fără a fi necesar să se aleagă un curent nominal al siguranŃei mai mare decât curentul nominal al motorului electric.

TABELUL 7.2-5. SiguranŃe de protecŃie pentru contactoare IN[A] contactor 10 16 32 40 63 100 125 160 200 250 300

Isc retea < Ir

20 25 36 80 125 25 300 300 355 355 400 IN[A] siguranŃa lenta

Isc retea > Ir

10 10 25 36 63 63 100 125 200 200 224


108

Isc retea < Ir

25 36 50 100

160 160 _ _ _ _ _ IN[A] siguranŃa rapida

Isc retea > Ir

16 16 36 50 80 80 _ _ _ _ _

7.2.2.3. Alegerea aparatelor de protecŃie la suprasarcină

Pentru protecŃia instalaŃiilor electrice împotriva efectelor

suprasarcinilor de durată a motoarelor electrice de curent alternativ se utilizează relee termice din seria TSA.

FuncŃionarea releelor termice se bazează pe proprietatea de încovoiere a lamelelor bimetalice la încălzirea produsă de trecerea curentului electric.

Pentru ca releele termice să realizeze funcŃia de protecŃie corect este necesar ca încovoierea lamelelor bimetalice să fie corespunzătoare încălzirii motorului electric protejat. Acest lucru este deosebit de greu d realizat datorită diferenŃei dintre constantele de timp de la încălzirea motorului protejat şi a releului termic de protecŃie.

ProtecŃia prin relee termice bimetalice folosind o metodă indirectă de control (prin curent şi nu prin temperatură) este corespunzătoare numai dacă între încălzirea motorului şi cea a releului bimetalic există o relaŃie de proporŃionalitate. Această relaŃie este respectată numai dacă motorul electric funcŃionează continuu cu aceeaşi turaŃie, adică în condiŃii de răcire constantă. În cele mai multe cazuri din exploatare nu se realizează o răcire constantă şi de aceea este necesar să se ia măsuri speciale ca protecŃia la suprasarcină prin relee termice să dea rezultate satisfăcătoare.

În cazul motoarelor electrice de acŃionare din instalaŃiilor de importanŃă deosebită (cum ar fi cele de ancorare şi încărcare-descărcare de la bordul navelor) protecŃia la suprasarcină se realizează cu ajutorul termistoarelor implantate în înfăşurările motorului electric protejat pentru a se preîntâmpina neajunsurile releelor termice.

Tipurile releelor termice din seria TSA, cu numărul de cod şi valorile curentului de utilizare sunt prezentate în tabelul firmei constructoare.

Fiecare tip de releu termic, pentru fiecare curent de utilizare , se poate regla continuu în limitele domeniului de reglaj (0,67-1)Ir.

Toate releele termice sunt cu declanşare liberă, adică în cazul în care bimetalele acŃionează deschiderea contactului auxiliar al releului aceasta nu poate fi împiedicată din exterior.

Toate releele termice sunt prevăzute cu protecŃie antibifazică, adică sunt prevăzute cu un cursor auxiliar şi trei punŃi de legătură între cursorul normal de declanşare şi cursorul auxiliar.

Dacă apare o suprasarcină pe cele trei faze, bimetalele antrenează cele două cursoare şi se acŃionează contactul auxiliar al releului. Dacă se întrerupe o fază, simultan cu dezechilibrarea celor două faze, bimetalul de pe faza


109

întreruptă se răceşte, antrenează cursorul auxiliar în sens invers cursorului normal acŃionat acum de celelalte două bimetale, se produce o amplificare a deplasării cursorului normal, ducând la acŃionarea contactului auxiliar chiar la curentul nominal reglat.

Releele termice sunt prevăzute cu buton de rearmare: automat sau manual. La nave se utilizează rearmarea manuală pentru a se verifica înainte de rearmare cauza care a produs apariŃia suprasarcinii. Rearmare poate avea loc după răcirea bimetalelor.

Numărul de manevre sub curent pentru toate variantele este de 1000 manevre la o frecvenŃă de conectare de 15con/oră. Curentul limită termic este de 10Ir.

TABELUL 7.2-6. CondiŃii de funcŃionare a releelor termice Curentul de suprasarcină ca multiplu al curentului reglat

Timpul de acŃionare

Starea iniŃiala de încălzire

1.05 < 2 h Stare rece

1.2 > 2 h Stare calda

1.5 < 2 min. Stare calda

6 > 2 s* Stare rece

< 55 s**

* Pentru motoare cu pornire normala, ** Pentru motoare cu pornire grea TABELUL 7.2-7.Caracteristicile releelor termice

SecŃiunea conductorului de racord [mm2]

Tipul

Codul

In [A]

Puterea disipata (pe o faza) [W]

Curent de utilizare [A]

Masa [Kg]

Min. Max.

Dim. surub. borna

TSA 10 3670 11 2.3 0.4;0.55;0.75;1;1.3; .8;2.43.3;4.5;6;8;11;

0.130 1 2.5 M4

TSA 16 3671 16 2.3 0.4;0.55;0.75;1;1.3; 1.8;2.4;3.3;4.5;6;8;11

0.130 1 2.5 M4

TSA 32 3672 32 6 0.4;0.55;075;1;1.3; 1.8;2.4;3.3;4.5;6;8;11;15;

00.22 4 6 M5


110

20;25;32;

TSA 63 3674 63 8 40 ; 63 0.425 10 16 M6

TSAW 400

3678 400 - 80;100;125;160;200; 250;315;400

1.550 120 30 X 5

185 2(30X5)

M12

TSAW 630

3677 630 - 315;400;500;630

1.610 120 30 X 5

M12

A. CurenŃii de lucru ai releelor termice

Caracteristicile de declanşare a releelor termice sunt date în catalog

pentru încărcarea simetrică a celor trei faze. La încărcarea nesimetrică, valoarea multiplului curentului reglat pentru

un timp de acŃionare mai mic de 2 ore, în stare caldă, se admite să fie: 1,3 la încărcarea pe două faze a releelor termice trifazate; 1,4 la încărcarea monofazată a releelor termice trifazate; 1,3 la încărcarea monofazată a releelor termice bifazate. Prin stare rece se înŃelege starea în care temperatura releelor

bimetalice este egală cu temperatura mediului ambiant, adică +200±50C. Prin stare caldă se înŃelege starea în care temperatura releelor

bimetalice este egală cu temperatura de regim corespunzătoare curentului reglat, temperatura mediului ambiant fiind +200±50C.

Caracteristicile de declanşare ale releelor termice sunt indicate în documentaŃia firmelor constructoare.

B. InfluenŃa temperaturii ambiante asupra releelor termice

ProtecŃia prin relee termice este afecta de temperatura mediului

ambiant. Bimetalele folosite la relele termice funcŃionează în general în limitele

de temperatură cuprinse între +500C şi 600C, pentru limita inferioară a domeniului de reglaj (0,67Ir), respectiv +170

0C şi 1900C pentru limita superioară a domeniului de reglaj (Ir).

Pentru a preîntâmpina influenŃa temperaturii mediului ambiant asupra bimetalului se montează compensatoare care sunt tot nişte bimetale supuse variaŃiei temperaturii mediului ambiant. Dacă releele termice trebuie să funcŃioneze în afara domeniului +100C-+350c, valoarea reală a curentului Ir se obŃine prin împărŃirea valorii nominale pentru =250C, la coeficientul de corecŃie indicat în tabelul 7.2-8.


111

TABELUL 7.2-8. Valorile coeficientului de corecŃie datorita variaŃiei temperaturii mediului ambiant Temperatura ambianta [oC] Tipul releului

- 20

- 10

0

+ 10

+ 25

+ 35

+ 40

+ 45

+ 50

TSA 10 poz. min.

0.68 0.77 0.85 0.93 1 1.05 1.09 1.17 1.26

TSA 16 poz. max.

0.843 0.88 0.917 0.954 1 1.046 1.064 1.082 1.1

TSA 32 poz. min.

0.692 0.756

0.82 0.884 1 1.044 1.076 1.1 1.14

TSAW 630

poz. max.

0.82 0.87 0.98 0.995 1 1.045 1.07 1.095 1.12

TSAW 400

poz. min.

0.965 0.97 0.975 0.98 1 1.002 1.004 1.007 1.01

TSA 63 poz. max.

0.937 0.946

0.955 0.964 1 1.016 1.02 1.025 1.03

C. InfluenŃa condiŃiilor de pornire asupra releelor termice. Pornirea motorului electric poate fi:

• pornire normală la care curentul absorbit la pornire scade la valoarea sa nominală după un timp mai mare de 2 s;

• pornire grea la care curentul absorbit la pornire scade la valoarea sa nominală după un timp mai mare de 5 s.

Motoarele electrice care acŃionează compresoarele de aer lansare motor principal au o pornire grea.

Pentru a se asigura protecŃia la pornirea grea se realizează relee termice cu:

• încălzire indirectă (au o inerŃie termică mai mare); • încălzire directă.

D. InfluenŃa regimului de funcŃionare a asupra releelor termice La motoarele care funcŃionează în regimul continuu protecŃia prin relee

termice la suprasarcină nu ridică probleme deosebite. La motoarele care funcŃionează în regimul de scurtă durată se indică pe

lângă puterea pentru regimul de scurtă durată şi timpul cât motorul poate depăşi această putere fără a depăşi temperatura maximă admisibilă.

Dacă motorul funcŃionează în regimul intermitent şi dacă acest regim este uniform sau periodic se poate calcula un curent mediu pătratic cu relaŃia:


112

I IDA

m N=

100

unde DA este durata de acŃionare. Pentru diferitele durate de acŃionare, curentul mediu pătratic este:

DA=10% Im=0,317IN; DA=40% Im=0,630IN; DA=25% Im=0,500IN; DA=60% Im=0,775IN.

Dacă regimul intermitent este neuniform, calcularea curentului mediu nu poate fi făcută, iar protecŃia este ineficientă.

E. Reglarea în exploatare a releelor termice

Releul termic la nave se reglează la valoarea curentului nominal al

motorului ce trebuie protejat. Pentru verificarea reglării se porneşte motorul la sarcina nominală şi se

lasă să funcŃioneze circa 15 min. Cu motorul funcŃionând se scoate o siguranŃă fuzibilă din amonte, întrerupând alimentarea unei faze. Releul termic trebuie să declanşeze în cel mult 2 min. Dacă nu declanşează, se va roti butonul de reglaj spre limita superioară până când releul declanşează. Se montează la loc siguranŃa fuzibilă şi după pauza necesară răcirii releului termic se porneşte din nou motorul pentru a se verifica dacă releul nu decuplează la pornire. Dacă nu se află siguranŃele în apropiere se va găsi o modalitate de întrerupere a unei faze de alimentare a motorului electric.

unitatea de invatare 7.1.pdf

Documents