Każdy silnik zainstalowany w instalacji przemysłowej wymaga zabezpieczenia przed skutkami awarii wynikającej z niewłaściwych parametrów pracy, powodujących wzrost temperatury uzwojeń a co za tym idzie ich uszkodzenia. Jeśli nawet nie nastąpi spalenie uzwojeń, to sam fakt podwyższonej ich temperatury powoduje drastyczne skrócenie żywotności operacyjnej silnika.Ponad 60% usterek powstaje z przyczyn niezbyt dokładnie identyfikowanych przez tradycyjne systemy zabezpieczeń silnika ? popularne termiki. Rozwój technologii i elektroniki w ostatnich latach spowodował pojawienie się na rynku elektronicznych przekaźników zabezpieczających silniki. Zalety techniczne potwierdzające korzyści ze stosowania takich przekaźników są następując
- Pamięć cieplna, umożliwiająca kontrolę procesu nagrzewania i studzenia silnika podczas cykli rozruchu, przeciążeń i wyłączania
- Natychmiastowe wykrycie zaniku fazy, nawet przy małych obciążeniach ? szybkie wyłączenie to zaoszczędzenie na kosztach napraw usterek
- Identyfikacja przyczyny zadziałania. Przekaźnik bezpośrednio pokazuje przyczynę zadziałania, dzięki czemu możliwa jest zarówno szybka identyfikacja usterki jak i natychmiastowe podjęcie działań w celu jej usunięcia
Wszystkie wspomniane zalety, łącznie z możliwością podłączenia temperaturowych czujników PTC z uzwojeń silnika a reagujących wprost na jego przegrzanie, różne klasy zadziałania dla dostosowania sie do warunków rozruchu silnika oraz wbudowaną funkcją ochrony przed niewłaściwą kolejnością faz, czynią elektroniczne zabezpieczenia silników jednymi z bardziej niezawodnych urządzeń dostępnych na rynku, przewyższającymi ograniczone możliwości metod tradycyjnych opartych na przekaźnikach termicznych lub elektroniczno-termicznych.
O ile przekaźniki termiczne pomimo swych wspomnianych niedostatków nadają się do kontroli przeciążeniowej silnika, o tyle nie można ich wykorzystać do kontroli parametru będącego niesłychanie ważnym aspektem pracy większości pomp ? suchobiegu.
Praca jałowa pompy naziemnej nie musi być w każdym wypadku wielkością krytyczną ? niepożądaną. Dla pompy głębinowej, której silnik chłodzony jest przepływającą cieczą (wodą), praca w stanie niedociążenia, która występuje gdy pompa zamiast wody pompuje powietrze, może w ciągu kilku minut spowodować nieodwracalne zniszczenie takiej pompy !
Aby uniknąć takiej sytuacji stosowane są oddzielne czujniki poziomu, jednakże wskutek trudnych warunków pracy (szlam, osady mineralne, temperatura, wilgotność) są to dosyć zawodne elementy instalacji.
Jak zainstalować pompy zatapialne aby zabezpieczyć się przed awariami?
- Obecność zabezpieczenia przed suchobiegiem bez stosowania czujników i przekaźników kontroli poziomu.
- Obecność zabezpieczenia przeciążeniowego silnika (wbudowana pamięć cieplna)
- Obecność zabezpieczenia przed przekroczeniem napięcia, zanikiem fazy oraz niewłaściwą kolejnością faz
- Obecność zabezpieczenia zwarciowego
Przekaźniki elektroniczne mogą wykryć niepożądane stany pracy silnika mierząc wprost wartości prądu w trzech fazach. Taki pomiar daje więc szybki sygnał o wykryciu wzrostu prądu (przeciążenie, zwarcie), asymetrii lub zaniku faz oraz niedociążeniu (niższej wartości prądu pobieranego przez pompę od wartości oczekiwanej). Przykładem takiego przekaźnika może być przekaźnik serii P oferowany przez firmę FANOX. Posiada on wbudowane przekładniki prądowe (przewody fazowe silnik przeplata się jedynie przez otwory w obudowie przekaźnika) przez co jest galwanicznie oddzielony od linii zasilającej. Jest to jego dodatkowa zaletą, gdyż chroni go to przed skutkami zwarć i przeciążeń jakie często występują w warunkach eksploatacji silnika.
W niektórych aplikacjach ? zwłaszcza tam, gdzie zainstalowany silnik jest przewymiarowany (ma moc znamionową znacznie wyższą niż wymagana dla danej aplikacji) wykrycie niedociążenia może być znacznie utrudnione, gdyż prąd minimalny obciążenia jest zbliżony do prądu biegu jałowego (suchobiegu). Rozwiązaniem takiego problemu może być użycie przekaźnika o zbliżonej konstrukcji, lecz wykrywającego suchobieg nie poprzez pomiar samej wartości prądu lecz pomiar współczynnika mocy. Praktyka pokazuje, że wartość cos fi dla silnika pracującego pod obciążeniem (0,5-0,95) jest znacznie wyższa niż wartość tego parametru dla silnika pracującego ?jałowo? (0,15-0,3).
Przekaźnik dobiera się biorąc pod uwagę moc silnika (a ściślej prąd znamionowy). Wykonanie PF-16R nadaje się do ochrony silników o prądach znamionowych od 1 do 16,6A (do 7,5 kW), natomiast PF-47R zabezpieczy silniki od 16 do 47,5 A (od 7,5 do ok. 25 kW). Większe silniki (o mocy powyżej 25kW) zabezpieczymy stosując przekaźnik PF-16R wraz z zewnętrznymi przekładnikami (np. 75/5, 100/5, 150/5 itd.)
Ustawienie przekaźnika do pracy odbywa sie bardzo prosto: Po poprawnym zainstalowaniu należy ustawić za pomocą przełączników DIP-SWITCH na przedniej ściance przekaźnika: prąd znamionowy silnika (z dokładnością do 0,2A), klasę zadziałania (zależnie od warunków rozruchowych 10, 20 lub 30), wartość progową cos fi (z przedziału 0,15-1), opóźnienie zadziałania przy suchobiegu (od 0 do 45 sek) oraz tryb resetu (ręczny-automatyczny). Pamiętać należy, że przekaźniki elektroniczne do zabezpieczeń silników są wyposażone w przekaźniki wyjściowe których zestyki sterują stycznikiem manewrowym silnika (ich zwieranie lub rozwieranie powoduje załączanie lub wyłączanie silnika). Użytkownik ma również do dyspozycji opcjonalny, zewnętrzny moduł sygnalizacyjny, pozwalający przenieść diody sygnalizujące przyczynę zadziałania oraz przycisk resetu na panel lub drzwiczki szafki sterowniczej. Moduł taki łączy z z przekaźnikiem taśma wieloprzewodowa o długości 2m.
Dla tych użytkowników, którzy i tak musieliby kompletować zestaw sterujący silnika przy wykorzystaniu elektronicznego przekaźnika zabezpieczajacego, firma FANOX przygotowała gotowe zestawy złożone z przekaźnika zabezpieczającego, stycznika, bezpiecznika automatycznego oraz łącznika manewrowego. Wszystko zamontowane w zgrabnej, przezroczystej obudowie o stopniu ochrony IP54. W tym przypadku wystarczy przeciąć przewód zasilający silnik pompy i po wprowadzeniu obu końców poprzez dławiki do środka obudowy podłączyć je do odpowiednich listew zaciskowych. Panel jest gotowym zestawem zabezpieczającym silnik oraz zapewniającym jego sterowanie. Panele występują również w odmianach wyposażonych dodatkowo w softstarty i/lub wskaźniki napięcia, prądu i współczynnika mocy.Autorem niniejszej publikacji jest firma FANOX POLSKA
Zobacz zabezpieczenia silników i panele pompowe w naszym sklepie