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电工需要清楚的热继电器选用及使用原则

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发表于 2020-10-8 23:51:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

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热继电器是通过热元件利用电流的热效应进行工作的一种保护电器,主要用于电动机及其他电气设备的过载保护。为了保证电动机能够得到既必要又充分的过载保护,就必须全面了解电动机的性能,并给其配以合适的热继电器,进行必要的整定。一般涉及电动机的情况有工作环境、启动电流、负载性质、工作制、允许的过载能力等。

热继电器的合理选用及安全、正确使用直接影响到电气设备能够安全运行,在热继电器选用及使用中应注意四个问题。


1、热继电器类型选择

热继电器从结构形式上可分为两极式和三极式。三极式中又分为带断相保护和不带断相保护,主要应根据被保护电动机的定子接线情况选择。
①当电动机定子绕组为三角形接法时,必须采用三极式带断相保护的热继电器;但若电动机定子绕组采用带中线的星形接法,热继电器一定要选用三极式。
②对于星形接法的电动机,一般采用不带断相保护的热继电器。由于一般电动机采用星形接法时都不带中线,热继电器用两极式或三极式都可以。
③当电网的相电压均衡性较差,三相负载不平衡,多台电动机功率差别大时,应选用三相热继电器。
④一般轻载启动、长期工作的电动机或间断长期工作的电动机,宜选择二相结构的热继电器;当电动机的电流、电压均衡性较差、工作环境恶劣或较少有人看管时,可选用三相结构的热继电器。
⑤当热继电器用以保护反复短时工作制的电动机时,热继电器仅有一定范围的适应性。如果每小时操作次数超过40次,电动机启动电流为6倍额定电流,启动时间小于5s,电动机满载工作,通电持续率为60%时,就要选用带速饱和电流互感器的特殊类型的热继电器。
⑥特殊工作制电动机的保护,如正反转及通断密集工作的电动机,可选用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。

2、热继电器额定电流的选择

①保证电动机正常运行及启动
在正常的启动电流和启动时间、非频繁启动的场合,必须保证电动机的启动不致使热继电器误动。当电动机启动电流为额定电流的6倍,启动时间不超过6s,很少连续启动的条件下时,一般可按电动机的额定电流来选择热继电器。(实际中,热继电器的额定电流可略大于电动机的额定电流)
②考虑保护对象-电动机的特性
电动机的绝缘材料等级有A级、E级、B级等,它们的允许温升各不相同,因而其承受过载的能力也不相同,在选择热继电器时应引起注意。另外,开启式电动机散热比较容易,而封闭式电动机散热就困难得多,稍有过载,其温升就可能超过限定值。虽然热继电器的选择从原则上讲是按电动机的额定电流来考虑,但对于过载能力较差的电动机,它所配的热继电器(或热元件)的额定电流就应适当小些。在这种场合,也可以选取热继电器(或热元件)的额定电流为电动机额定电流的60%-80%。
③考虑负载因素
如果负载性质不允许停车,即便过载会使电动机寿命缩短,也不应让电动机突然脱扣,以免产生比电动机价格高许多倍的巨大损失。这时热继电器的额定电流可选择较大值(当然此工况下电动机的选择一般也会有较强的过载能力)。这种场合最好采用由热继电器和其他保护电器有机地组合起来的保护措施,只有在发生非常危险的过载时方可考虑脱扣。
④考虑热继电器使用的环境温度和被保护电动机的环境温度
当热继电器使用的环境温度高于被保护电动机的环境温度15℃以下时,应使用大一号额定电流等级的热继电器;当热继电器使用的环境温度低于被保护电动机的环境温度15℃以下时,应使用小一号额定电流等级的热继电器。此外,也应考虑到电动机的负载情况及热继电器可能需要的调整范围。

3、热元件整定电流选择

①热继电器的脱扣值是根据电动机的过载特性设计的,不动作电流为1.05倍的额定电流,动作电流为1.2倍的额定电流。所以选热继电器时,只要热继电器的电流调节范围可以满足电动机的额定电流就可以了。
②要根据电动机是轻载启动还是重载启动来选热继电器的脱扣等级,一般分为10A、20A、30A等几个等级,分别对应于7.2倍的额定电流下热继电器的脱扣时间(环境温度20℃的条件下)。如水泵类负载,为轻载启动,用10A级;风机类负载为重载启动,用20A级。
③热元件的电流调节范围应与负荷变化相适应。
根据热继电器型号和热元件额定电流,即可查出热元件整定电流的调节范围。通常将热继电器的整定电流调整到电动机的额定电流。对承受过载能力差的电动机,可将热元件整定电流调整到电动机额定电流的0.6-0.8倍。当电动机启动时间较长、拖动冲击负载或不允许停车时,可将热元件整定电流调节到电动机额定电流的1.1-1.15倍。
④当热继电器周围的环境温度不为35℃时,应整定为[(95-T)/60]1/2,式中T为环境温度。

4、热继电器应具有既可靠又合理的保护特性

热继电器应具有与电动机容许过载特性相似的反时限特性,且应在电动机容许过载特性之下,而且应有较高的精确度,以保证保护动作的可靠性。
热继电器的选择与所保护电动机的工作制密切相关,原则上应使热继电器的电流-时间特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性,或在电动机的过载特性之下。同时在电动机短时过载和启动的瞬间,热继电器应不受影响(不动作)。
①应用于长期工作制或间断长期工作制时
为保证热继电器在电动机启动过程中不产生误动作,当电动机启动电流为其额定电流的6倍及启动时间不超过5s时,热元件的整定电流调节到等于电动机的额定电流。6倍的额定电流下动作时间可在热继电器电流-时间特性上查获。热继电器整定电流范围的中间值为电动机的额定电流。使用时,应将热继电器整定电流旋钮调至该额定值,否则起不到保护作用。
②应用于反复短时工作制时
热继电器用于反复短时工作制的电动机时,应首先考虑热继电器的允许操作频率。当电动机启动电流为6倍额定电流,启动时间为1s,电动机满载工作,通电持续率为60%时,每小时允许操作次数最高不超过40次。

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