Spouštění a ochrana asynchronních motorů
 | |
| Spouštění a ochrana asynchronních motorů Martin Dostál, Marketing, Schneider Electric CZ, s. r. o. Asynchronní elektromotory jsou často využívány v rámci výrobních technologií průmyslových podniků, chladicích čerpadel, ventilátorů, požárních pump apod. Jejich spolehlivá funkce má velký vliv na zajištění a dodržení časového plánu výroby, na bezpečnost zařízení atd. Proto je velmi důležitá jejich elektrická ochrana, vzájemná koordinace a provázanost ochranných a ovládacích prvků. Společnost Schneider Electric s přístroji značky Telemecanique a Merlin Gerin nabízí řešení od ochrany a ovládání motorů až po specializované doplňkové ochrany. Následující článek čtenáře seznámí se základními přístroji ve vztahu k tradičnímu přímému spouštění motorů, popř. k nepřímému spouštění typu hvězda-trojúhelník. Při řešení návrhu kompletní motorové odbočky – spouštěče motorů je nutné řešit několik základních otázek: ochranu, ovládání a kategorii užití, odpojení, typ a počet přístrojů tvořících motorový spouštěč a také zkratové poměry v síti. Vše se odvíjí od typu a parametrů elektromotoru a poháněného zařízení, požadavků na údržbu a finančních možností.  Obr. 1. Jistič Compact NS pro ochranu motorů Co je to spouštěč motorů? Je to kombinace všech spínacích prostředků nezbytných ke spouštění a zastavení motoru v kombinaci s vhodnou ochranou proti přetížení (obr. 1). Spouštěč motorů – 1, 2, 3, nebo 4 přístroje? Kompletní spouštěč motorů může být tvořen jedním, dvěma, třemi nebo čtyřmi přístroji. Volba počtu přístrojů v sestavě velmi často závisí na zvyklostech používání a projektování v jednotlivých zemích, potřebách uživatele s ohledem na zajištění spolehlivosti provozu, životnosti jednotlivých přístrojů a možnosti údržby. Základní funkce, které je nutné zajistit: odpojení (odpojovač, odpínač), ochrana proti zkratu (jistič, pojistky), spínání (stykač, prvek dimenzovaný podle kategorie použití AC-3, AC-4, AC-8 apod.), ochrana proti přetížení (relé proti přetížení nebo nadproudová spoušť jističe). Každé řešení má své klady i zápory. Například samostatný kompletní přístroj CPS (řídicí a ochranný přístroj – viz ČSN EN 60947-6-2) velmi účelně zajišťuje měřicí funkce s možností komunikace po datové sběrnici a díky svým kompaktním rozměrům uspoří místo v rozváděči. Sestava spouštěče motorů z více komponent je flexibilnější z hlediska údržby a možnosti měnit jednotlivé části spouštěče při opotřebení. Je však nutné zajistit správnou volbu jednotlivých prvků s ohledem na jejich koordinaci v souladu s normou ČSN EN 60947-4-1. Ta je pro stykače a spouštěče motorů zásadní (obr. 2).  Koordinace s přístroji chránícími před zkratem Z důvodu optimalizace nákladů, zajištění plynulosti napájení a požadavků na způsob údržby je nutné jednotlivé části spouštěče vzájemně funkčně koordinovat. V souladu s požadavky ČSN EN 60947-4-1 a zkoušek vyplývajících z této normy výrobce stanovuje doporučené vzájemné přiřazení jednotlivých částí spouštěče (jistič-stykač-tepelné relé). Koordinace může být typu 1 nebo 2. U kompletních přístrojů typu CPS, jako je např. Integral, Ultima a jiné, se toto již nemusí řešit. Spoušť proti přetížení a zkratu je součástí těchto přístrojů a funkce jsou zkoordinovány tak, aby byla umožněna kontinuita provozu při všech hodnotách proudu, až do jeho vypínací schopnosti Ics, bez zásahu údržby. Koordinace typu 1: Vyžaduje, aby v podmínkách zkratu nezpůsobily stykač nebo spouštěč nebezpečí pro osoby nebo instalaci a nemohly být vhodné pro další provoz bez opravy a výměny částí. U tohoto typu koordinace je třeba zajistit kvalifikovanou údržbu. Pořizovací náklady jsou zpravidla o něco nižší než u koordinace typu 2. Koordinace typu 2: Vyžaduje, aby v podmínkách zkratu nezpůsobily stykač nebo spouštěč nebezpečí pro osoby nebo instalaci a byly vhodné pro další používání. Připouští se riziko svaření kontaktů těchto přístrojů. Pak je nutné, aby výrobce uvedl opatření týkající se údržby zařízení. Požadavky na údržbu jsou však nižší. Použití přístroje pro ochranu proti zkratu (jistič, pojistky), které neodpovídá doporučení a není ověřeným řešením, může koordinaci znehodnotit. V rámci řešení společnosti Schneider Electric je doporučena kombinace odpovídajícího jističe řady Compact NS, GV2, GV3, GV7 se stykači značky Telemecanique s ohledem na výkon motoru, typ spouštění a napětí sítě. Tyto kombinace jsou výrobcem testovány, certifikovány a zaneseny do tabulek. Zmíněné přístroje značně omezují zkraty a zajišťují jejich extrémně rychlé vypnutí. To je pozitivní z hlediska životnosti stykače, tepelného relé a ochrany přívodních kabelů. Technologicky propracované jističe značky Merlin Gerin a Telemecanique (např. Compact NS a GV) dosahují velmi vysoké vypínací schopnosti (až 200 kA) a zajišťují funkci bezpečného odpojení. Díky tomu již není třeba používat odpojovač a pojistky. Navíc je při poruše zajištěno vypnutí všech fází současně; tím se zabrání nežádoucímu dvoufázovému napájení motoru. Doplňkové ochrany Doplňkových ochran motoru existuje velké množství. Jsou to např. čidla teploty, detekce proudové nesymetrie, měření izolačního odporu stojícího motoru, detekce poruchy vnitřní izolace atd.  Obr. 3. Relé Vigirex typu RHU Měření izolačního odporu stojícího motoru se používá především tehdy, jsou-li tato zařízení instalována v prostředí s vyšší vlhkostí (požární pumpy, zavlažovací zařízení) nebo prašností. Ochranným prvkem může být relé Vigilohm typu SM21, které umožňuje zablokovat spuštění motoru, jestliže je jeho izolační úroveň vlivem vnějších podmínek mimo limit. Další doplňkovou ochranou bývají ochranná nebo monitorovací relé, která detekují malé proudy unikající do země z důvodu zhoršující se vnitřní izolace motoru. Tak lze zjišťovat zhoršující se stav zařízení a v předstihu o tom informovat údržbu. Je tak možné předejít poškození či požáru nákladného elektromotoru (a jeho okolí) nebo výpadku výroby. K tomuto účelu se používají relé řady Vigirex se samostatnými toroidy (obr. 3), která zároveň mohou zajišťovat ochranu proti požáru. Podrobnější informace o uvedených přístrojích a řešeních zájemci naleznou na internetové adrese www.schneider-electric.cz, tabulky koordinace přístrojů na adrese www.extranet.schneider-electric.cz Schneider Electric CZ, s. r. o. Středisko služeb zákazníkům Praha – Thámova 13, 186 00 Praha 8 Brno – Mlýnská 70, 602 00 Brno | |