Обзор устройства защиты асинхронных электродвигателей УБЗ-301
Большинство представленных на рынке устройств защиты электродвигателей (т. н. токовая защита), мало чем отличаются друг от друга по своим функциональным возможностям и значительно уступают блоку УБЗ-301 производства компании «Новатек-Электро». Блок УБЗ-301 представляет собой принципиально новое недорогое устройство защиты асинхронных электродвигателей.
Впервые осуществлена полная и эффективная защита электродвигателей от всех видов сетевых аварий, аварий связанных с режимами работы двигателя, а также аварий, связанных с внутренними повреждениями внутри двигателя и/или питающего кабеля. Применение современной микропроцессорной техники позволило обеспечить необходимую логику работы блока, не встречающуюся ни в одном из существующих защитных устройств как отечественного, так и зарубежного производства.
Принципиальные отличия от аналогичных устройств других производителей:
1. Защита от аварий сетевого напряжения: обрыв, слипание, нарушение последовательности, перекос, скачки, провалы напряжения. В существующих блоках такой контроль, как правило, отсутствует. В некоторых самых дорогих импортных блоках (стоимость более 500 евро) перед включением в лучшем случае проверяется наличие и полнофазность питающей сети. В большинстве случаев о плохом напряжении судят лишь после включения нагрузки по токам, т. е. косвенно. В блоке УБЗ-301 напряжение измеряется как до включения (при плохом напряжении нагрузка не включится), так и после включения двигателя.
Одновременный контроль токов и напряжений необходим для анализа вида аварии.
Такой анализ дает возможность принимать соответствующую логику принятия решений. Например, при сетевых авариях повторный пуск разрешать, при авариях, связанных с повреждениями внутри двигателя — запрещать.
2. Выставление номинальных и рабочих токов.
Для правильной работы блока принципиально важно как можно точнее задать значение номинального тока двигателя. От того насколько правильно задан этот параметр зависит эффективность и достоверность принятия решения по различного рода перегрузам и другим токовым авариям. Для всех отечественных блоков — это камень преткновения. В одних он выставляется очень грубо, в других его выставление вообще невозможно, в третьих номинальный ток вовсе не выставляется, а выставляется ток срабатывания (максимальный), т. е. защита от перегруза – фактически защита по максимальному току с выдержкой времени (если ток будет меньше максимального, но выше номинального, двигатель войдет в перегруз, а защита это не определит). Например, ряд отечественных защитных устройств перед их запуском предлагают потребителю создать на валу электродвигателя номинальную нагрузку. При этом производители таких блоков не сообщают как это в принципе можно сделать. С другой стороны, согласно независимым исследованиям, долговременное использование электродвигателя с нагрузкой всего на 5% превышающей номинальную, ведет к 10-кратному сокращению срока службы обмоток электродвигателя. Таким образом, невозможность точного выставления номинального тока означает, что эти блоки обеспечивают слишком грубую защиту, по сути не сильно отличающуюся от функций обыкновенного (гораздо более дешевого) теплового реле. В УБЗ-301 номинальный ток выставляется до включения нагрузки с высокой степенью точности.
3. Работа блока УБЗ-301 осуществляется по действующим значениям тока и напряжения.
Ни одна из известных защит не дает такой возможности. Важность принятия решения по действующим значениям, особенно токов, определяется тем, что формы кривых токов, особенно при пусках, очень далеки от синусоиды. Если принимать решения не по действующим значениям, а по неким усредненным сигналам, или (еще хуже) по пикам, как сделано во многих других устройствах, то такие защиты будут срабатывать ложно, либо, сильно загрубленные, не будут эффективно защищать нагрузку.
4. Защита по тепловому перегрузу.
Применение микропроцессорной техники позволило в УБЗ-301 применить сложную математическую обработку сигналов. В частности, постоянно измеряя действующее значение тока, решается уравнение теплового баланса электродвигателя. Таким образом, УБЗ-301 анализ перегруза производит с учетом «истории» работы электродвигателя. Это означает, например, что предварительно нагруженный двигатель после перегруза будет отключен быстрее, чем предварительно холодный. В других блоках в лучшем случае работа происходит по некоторой усредненной токо-временной характеристике, без учета предварительно накопленного двигателем тепла. Особенно такой подход необходим, когда нагрузка на валу электродвигателя переменная с периодическими перегрузами. В этом случае двигатель может получить тепловой перегруз, находясь в зоне перегруза кратковременно, периодически возвращаясь на номинальную нагрузку. Это же можно отнести к частым пускам. Важным преимуществом подхода, используемого в УБЗ-301, является то, что он позволяет ограничить количество пусков в единицу времени. Это очень важно, т. к. двигатель, имея нагрузку на валу меньше номинальной, может перегреться от частых пусков. Уравнение теплового баланса решается непрерывно, как в процессе работы двигателя, так и при его остановах.
5. Защита при симметричном/несимметричном перегрузе фазных/линейных токов по сложной логике принятия решений (механические перегрузки, повреждения внутри двигателя/питающего кабеля, пр. ).
6. Защита по минимальному рабочему или пусковому току («сухой ход» для насосов).
7. Блок УБЗ-301 — цифровой, микропроцессорный.
Большинство других выпускаемых блоков – аналоговые. Аналоговая электроника, в отличие от цифровой, сильно зависит от внешних условий, прежде всего от температуры окружающей среды.
8. Один из самых важных потребительских качеств УБЗ-301 — цена.
Присутствующие токовые защиты электродвигателей зарубежного производства стоят от 290 евро. Оптовая цена УБЗ-301 — менее 100 дол. США, включая НДС. Фактически за эту цену потребитель получает несколько изделий: реле напряжения, реле контроля фаз, реле контроля изоляции, реле контроля токов, защита от токов утечки, защита от перегруза и недогруза, блок автоматического повторного включения с выдержками времени, прочее.
Компания «Новатек-Электро»
Источник
Универсальная защита для асинхронного электродвигателя.
Сравнительный анализ У НИВЕРСАЛЬНОГО БЛОКА ЗАЩИТЫ (УБЗ) с другими устройствами защиты электродвигателей.
Большинство представленных на рынке устройств защиты электродвигателей (т. н. токовая защита), мало чем отличаются друг от друга по своим функциональным возможностям и значительно уступают блоку УБЗ производства компании «Новатек-Электро».
Блок представляет собой принципиально новое недорогое устройство защиты асинхронных электродвигателей. Впервые осуществлена полная и эффективная защита электродвигателей от всех видов сетевых аварий, аварий связанных с режимами работы двигателя, а также аварий, связанных с внутренними повреждениями внутри двигателя и/или питающего кабеля. Применение современной микропроцессорной техники позволило обеспечить необходимую логику работы блока, не встречающуюся ни в одном из существующих защитных устройств как отечественного, так и зарубежного производства.
Принципиальные отличия от аналогичных устройств других производителей:
1.Защита от аварий сетевого напряжения:обрыв, слипание, нарушение последовательности, перекос, скачки, провалы напряжения. В существующих блоках такой контроль, как правило, отсутствует. В некоторых самых дорогих импортных блоках перед включением в лучшем случае проверяется наличие и полнофазность питающей сети. В большинстве случаев о плохом напряжении судят лишь после включения нагрузки по токам, т.е. косвенно. В блоке УБЗ напряжение измеряется как до включения (при плохом напряжении нагрузка не включится), так и после включения двигателя.
Одновременный контроль токов и напряжений необходим для анализа вида аварии.Такой анализ дает возможность принимать соответствующую логику принятия решений. Например, при сетевых авариях повторный пуск разрешать, при авариях, связанных с повреждениями внутри двигателя – запрещать.
2. Выставление номинальных и рабочих токов.Для правильной работы блока принципиально важно как можно точнее задать значение номинального тока двигателя. От того насколько правильно задан этот параметр зависит эффективность и достоверность принятия решения по различного рода перегрузам и другим токовым авариям. Для всех отечественных блоков – это камень преткновения. В одних он выставляется очень грубо, в других его выставление вообще невозможно, в третьих номинальный ток вовсе не выставляется, а выставляется ток срабатывания (максимальный), т.е. защита от перегруза – фактически защита по максимальному току с выдержкой времени (если ток будет меньше максимального, но выше номинального, двигатель войдет в перегруз, а защита это не определит). Например, ряд отечественных защитных устройств перед их запуском предлагают потребителю создать на валу электродвигателя номинальную нагрузку. При этом производители таких блоков не сообщают как это в принципе можно сделать. С другой стороны, согласно независимым исследованиям,долговременное использование электродвигателя с нагрузкой всего на 5% превышающей номинальную, ведет к 10-кратному сокращению срока службы обмоток электродвигателя.Таким образом, невозможность точного выставления номинального тока означает, что эти блоки обеспечивают слишком грубую защиту, по сути не сильно отличающуюся от функций обыкновенного (гораздо более дешевого) теплового реле. В УБЗ номинальный ток выставляется до включения нагрузки с высокой степенью точности.
3. Работа блока УБЗ осуществляется по действующим значениям тока и напряжения.Ни одна из известных защит не дает такой возможности. Важность принятия решения по действующим значениям, особенно токов, определяется тем, что формы кривых токов, особенно при пусках, очень далеки от синусоиды. Если принимать решения не по действующим значениям, а по неким усредненным сигналам, или (еще хуже) по пикам, как сделано во многих других устройствах, то такие защиты будут срабатывать ложно, либо, сильно загрубленные, не будут эффективно защищать нагрузку.
4. Защита по тепловому перегрузу. Применение микропроцессорной техники позволило в УБЗ применить сложную математическую обработку сигналов. В частности, постоянно измеряя действующее значение тока, решается уравнение теплового баланса электродвигателя. Таким образом,УБЗ анализ перегруза производит с учетом «истории» работы электродвигателя. Это означает, например, что предварительно нагруженный двигатель после перегруза будет отключен быстрее, чем предварительно холодный. В других блоках в лучшем случае работа происходит по некоторой усредненной токо-временной характеристике, без учета предварительно накопленного двигателем тепла. Особенно такой подход необходим, когда нагрузка на валу электродвигателя переменная с периодическими перегрузами. В этом случае двигатель может получить тепловой перегруз, находясь в зоне перегруза кратковременно, периодически возвращаясь на номинальную нагрузку. Это же можно отнести к частым пускам.Важным преимуществом подхода, используемого в УБЗ, является то, что он позволяет ограничить количество пусков в единицу времени.Это очень важно, т.к. двигатель, имея нагрузку на валу меньше номинальной, может перегреться от частых пусков. Уравнение теплового баланса решается непрерывно, как в процессе работы двигателя, так и при его остановах.
5. Защита при симметричном/несимметричном перегрузе фазных/линейных токов по сложной логике принятия решений(механические перегрузки, повреждения внутри двигателя/питающего кабеля, пр.).
6. Защита по минимальному рабочему или пусковому току(«сухой ход» для насосов).
7. Блок УБЗ – цифровой, микропроцессорный. Большинство других выпускаемых блоков – аналоговые. Аналоговая электроника, в отличие от цифровой, сильно зависит от внешних условий, прежде всего от температуры окружающей среды.
8. К омпани я «Новатек-Электро» разработала следующие модификации блоков защиты асинхронных электродвигателей:
УБЗ-301 5-50А
УБЗ-301 10-100А
УБЗ-301 63-630А
9. Один из самых важных потребительских качеств УБЗ – цена. Оптовая цена УБЗ — от 4316 рублей, включая НДС, в зависимости от модификации. Фактически за эту цену потребитель получает несколько изделий: реле напряжения, реле контроля фаз, реле контроля изоляции, реле контроля токов, защита от токов утечки, защита от перегруза и недогруза, блок автоматического повторного включения с выдержками времени, прочее.
Источник
Убз что это значит
1. РКЗ питается от оперативного питания, а не от контролируемой сети. Это плохо. Если сети без нуля или с изолированным нулем, может быть проблемой организовать 220 В, в общем случае на эл/двигатель ноль обычно не заводится. Кроме того, питание от 220 В это означает трансформаторную схему питания, т.е. может перегореть при перенапряжении.
УБЗ -301 питается от той сети, которую контролирует, автономного питания не требует,
схема питания резистивно-емкостная, диапазон работоспособности прибора от 30-150% от номинального напряжения.
2. В РКЗ очень слабые выходные контакты (1.5 А) и только одна пара. Вероятно, что там не сухие контакты, а семистор. Семистор имеет множество недостатков: его невозможно прозвонить, на нем падает напряжение, т.е. он греется, он не может замыкать цепи без напряжения, а также цепи постоянного тока.
В УБЗ-301 «сухие» контакты достаточной мощности, причем их две пары. Наличие дополнительных контактов – значительное преимущество, т.к. они позволяют организовать цепи сигнализации.
3. В РКЗ удивительно большая мощность потребления – 10 ВА, блок должен греться.
В УБЗ-301 до 3 ВА
4. РКЗ не меряет напряжение, ни до, ни после включения. А это значит, что
мы можем включить нагрузку на плохое напряжение: неполнофазное, несимметричное, с обратной последовательностью, недопустимо низкое/высокое, со слипшимися фазами.
Кроме того, отсутствие контроля напряжения означает невозможность анализа внутренних повреждений эл/двигателя. Т.е., если токовый перекос пошел из-за внутреннего повреждения, РКЗ отключать двигатель и потом снова включать его, затем опять отключать, снова включать, т.к. понять, что это не сетевой перекос они не могут.
В блоке УБЗ-301 напряжение измеряется как до включения (при плохом напряжении нагрузка не включится), так и после включения двигателя.
Одновременный контроль токов и напряжений необходим для анализа вида аварии . Такой анализ дает возможность принимать соответствующую логику принятия решений. Например, при сетевых авариях повторный пуск разрешать, при авариях, связанных с повреждениями внутри двигателя – запрещать.
Работа блока УБЗ-301 осуществляется по действующим значениям тока и напряжения . Ни одна из известных защит не дает такой возможности. Важность принятия решения по действующим значениям, особенно токов, определяется тем, что формы кривых токов, особенно при пусках, очень далеки от синусоиды. Если принимать решения не по действующим значениям, а по неким усредненным сигналам, или (еще хуже) по пикам, как сделано во многих других устройствах, то такие защиты будут срабатывать ложно, либо, сильно загрубленные, не будут эффективно защищать нагрузку.
5. РКЗ не измеряет уровень изоляции до включения, РКЗ не измеряет ток утечки на землю после включения.
УБЗ-301 измеряет уровень изоляции до, и после включения, измеряет ток утечки на землю после включения.
6. РКЗ не различает вид аварии. РКЗ имеет два режима повторного включения: автоматический, когда задается время АПВ и ручной, когда для повторного включения нужно снять напряжение с блока. Это не всегда удобно, но лучше, чем включать автоматически, не зная причину отключения – блок не различает вид аварии.
В УБЗ-301 одновременный контроль токов и напряжений необходим для анализа вида аварии . Такой анализ дает возможность принимать соответствующую логику принятия решений. Например, при сетевых авариях повторный пуск разрешать, при авариях, связанных с повреждениями внутри двигателя – запрещать.
7.Но главный на наш взгляд недостаток РКЗ – совершенно неверная, даже хуже, чем в самых дешевых российских блоках, работа по перегрузу. Фактически – это защита не по перегрузу, а по максимальному току: потребитель выставляет ток срабатывания и время, токо-временной зависимости нет. Понятно, что такая защита не защищает от перегруза.
Если в блоке не смогли обеспечить токо-временную зависимость, хотя бы даже линейную, у нас есть все основания предполагать, что блок срабатывает по пикам, что категорически неправильно.
Номинальный ток вообще не устанавливается, т.е. это еще одно подтверждение того, что работа по перегрузу отсутствует, т.к. номинальный ток необходим для того, чтобы знать величину перегруза и с какой выдержкой надо отключать двигатель. Если нет защиты по перегрузу, значит защита только по максимальному току с выдержкой по времени.
Применение микропроцессорной техники позволило в УБЗ-301 применить сложную математическую обработку сигналов. В частности, постоянно измеряя действующее значение тока, решается уравнение теплового баланса электродвигателя. Таким образом, УБЗ-301 анализ перегруза производит с учетом «истории» работы электродвигателя. Это означает, например, что предварительно нагруженный двигатель после перегруза будет отключен быстрее, чем предварительно холодный. Важным преимуществом нашего подхода является то, что он позволяет ограничить количество пусков в единицу времени . Это очень важно, т.к. двигатель, имея нагрузку на валу меньше номинальной, может перегреться от частых пусков. Уравнение теплового баланса решается непрерывно, как в процессе работы двигателя, так и при его остановах.
Для правильной работы блока принципиально важно как можно точнее задать значение номинального тока двигателя. От того насколько правильно задан этот параметр зависит эффективность и достоверность принятия решения по различного рода перегрузам и другим токовым авариям. Для всех отечественных блоков – это камень преткновения. В одних он выставляется очень грубо, в других его выставление вообще невозможно (РКЗ). Так, например, большое количество отечественных защитных устройств перед их запуском предлагают потребителю создать на валу электродвигателя номинальную нагрузку. При этом производители таких блоков не сообщают как это в принципе можно сделать. С другой стороны, согласно независимым исследованиям, долговременное использование электродвигателя с нагрузкой всего на 5% превышающей номинальную, ведет к 10-кратному сокращению срока службы обмоток электродвигателя . Таким образом, невозможность точного выставления номинального тока означает, что эти блоки обеспечивают слишком грубую защиту, по сути, не отличающуюся от функций обыкновенного (гораздо более дешевого) теплового реле. В УБЗ-301 проблема выставления номинального тока надежно решена: номинальный ток выставляется до включения нагрузки с высокой степенью точности .
9.РКЗ без пульта – неуправляемый, а пульт стоит еще 3500 руб. Непонятно, что делать дилерам, сколько пультов потребуется к партии блоков. Непонятно как работать пользователю: без пульта нельзя понять, что за авария, т.е. пульт надо носить всегда с собой или бежать за ним, если блок сработал и надо понять почему. Что делать производителю, который ставит блоки на оборудование, которое он продает. Каждому покупателю давать еще и пульт?
Томский блок РКЗ может нравиться только тем, что не досаждает персоналу: двигатель работает в разных режимах, возможно даже с перегрузами, и не отключается. Потом двигатель сгорит, но кто виноват – неизвестно.
Источник
