Use of new generation relay in the control scheme of grain thrower

Abstract

The paper presents a protection scheme for electric motors of grain thrower, based on multifunctional relay for control of open-phase modes of supply network and on isolation of circuits to which the relay is connected. The paper also proposes the use of single-phase relay of current control with regulated time-lag for energy saving.

Full Text

Широко используемый отечественный зернометатель ЗМЭ-60 предназначен для механизации погрузочно-разгрузочных работ на открытых токах и зерноскладах. Зернометатель может выполнять следующие технологические операции: погрузку зерна в транспортные средства, загрузку и выгрузку зерноскладов, механическое перелопачивание зерна на открытых площадках, сепарацию зерна с отделением легких примесей. Отказы в работе электроприводов зернометателя приводят к большим экономическим потерям. Зернометатель сравнительно прост по схеме управления и поэтому имеет невысокую стоимость. Однако для повышения надежности работы его электроприводов схему можно усовершенствовать. Довольно часто происходят такие отказы, как потеря одной из фаз трехфазной питающей сети, нарушение изоляции электродвигателей и их перегрузка. В ходе выполнения технологических процессов важны быстрая передача информации о таких отказах и своевременное отключение электродвигателей для снижения дальнейших экономических потерь. Предлагается схема защиты, построенная на основе легко подключаемого малогабаритного реле РКФ-М08-2-15 (ООО «ТД «Меандр», Санкт-Петербург) и однофазного реле контроля тока SM-SRS.2 (компания ABB, Швейцария) с регулируемой выдержкой времени. Схема включения представлена на рисунке. Реле контроля трехфазного напряжения РКФ-М08-2-15 реагирует на обрыв и «слипание» фаз, на порядок следования фаз в трехфазных цепях с заземленной нейтралью. Реакция на неправильную последовательность чередования фаз позволяет исключить вращение двигателей в обратную сторону. Реле также защищает при асимметрии трехфазной системы напряжений, снижении или повышении напряжения сверх заданных пределов. Реле без выдержки времени отключает двигатель (а также любой потребитель) при напряжении более 1,3Uн. Оно срабатывает и при симметричном снижении напряжения ниже 0,5Uн, что позволяет предотвратить неожиданные остановки электроприводов, так как с понижением питающего напряжения сильно снижается вращающий момент двигателя. Реле имеет удобную регулировку выдержки времени в диапазоне 0,1-10 с [1]. Очень важно, что дополнительно к перечисленным функциям реле способно вести контроль изоляции цепей, к которым оно подключено. Реле срабатывает при изоляции менее 500 кОм, что важно для технического персонала по ряду причин, в т.ч. по соображениям техники безопасности. Реле имеет удобную светодиодную индикацию: зеленый свет - подано напряжение U; желтый - включено встроенное реле; красный - сопротивление изоляции менее 500 кОм. В схеме также предлагается использовать одно однофазное реле контроля тока SM-SRS.2 с регулируемой выдержкой времени для экономии электроэнергии. Известна схема для исключения работы в режиме холостого хода, построенная на базе реле РТ-40 и реле времени. Схема значительно упрощается, если использовать одно многофункциональное реле вместо двух названных. Реле SM-SRS.2 может работать и как реле минимального тока, и как реле максимального тока с регулировкой нужных порогов срабатывания в диапазоне 0,3-15 А и регулировкой выдержки времени в диапазоне 0,1-30 с. Одно и то же реле может быть включено на диапазоны токов 0,3-1,5; 1-5 и 3-15 А за счет использования соответствующих клемм. Регулировка выдержки времени при срабатывании защиты в предлагаемой схеме необходима для отстройки от кратковременных снижений токов по технологическим причинам, например при кратковременном прекращении подачи зерна. На лицевую панель реле выведены регулировка необходимых порогов тока Imin, Imax и выдержки времени срабатывания Тср, а также три световых сигнала, оповещающих о наличии напряжения питания на реле, возникновении порогового тока и состоянии реле. Рассмотрим работу схемы. Пусть включен автоматический включатель QF, тогда при полнофазном режиме питающей сети реле A1 размыкает свой контакт 11-12 (лампа EL гаснет) и замыкает контакт 21-24. Далее при нажатии любой из пусковых кнопок включается соответствующий двигатель. Пусть реле А1 настроено на нужную выдержку времени. Тогда, например при обрыве фазы L3 на входе L1, реле А1 начинается отсчет времени, и через установленное время контакт 21-24 отключает включенные пускатели. Соответствующие двигатели отключаются. При этом контакт 11-12 замыкается и включает сигнал, если лампа EL была включена на необорванную фазу. После восстановления полнофазного режима контакт 21-24 замыкается, а контакт 11-12 отключает сигнал. При неправильном порядке следования фаз, например при смене фаз на входах L1 и L2, реле А1 также отключает пускатели контактом 21-24 без выдержки времени. В случае возникновения асимметрии напряжений более 25% реле через время t1 размыкает контакт 21-24. После восстановления полнофазного режима реле опять замыкает контакт 21-24 и отключает сигнал контактом 11-12. Поскольку электроприводы зернометателя управляются оператором вручную, на практике нередки случаи своевременно не замеченной непроизводительной работы электроприводов в холостом режиме, например когда на загрузочном транспортере заканчивается зерно. Поскольку оператор может выполнять сразу несколько операций, то лучше, если в предложенной схеме разгруженный транспортер сразу отключится автоматически, что позволит сэкономить электроэнергию. Рассмотрим эту ситуацию подробнее. Пусть в реле А2 сделана настройка на минимальный ток, соответствующий разгруженному транспортеру, и нужное время задержки срабатывания защиты после разгрузки транспортера [2]. На схему подано питание. Кнопкой SВ2.2 включен пускатель KM2, а значит, и двигатель M2. Если нагрузка двигателя выше минимального порога, контакт 11-12 реле А2 остается замкнутым, и через него питается катушка KM2. Когда зерно на транспортере заканчивается, ток в двигателе М2 уменьшается до минимального, т.е. становится ниже заданного порога (уставки). С этого момента реле А2 начинает отсчитывать заданную выдержку времени. Если в течение этого времени на транспортере не появился новый груз (ток остался ниже заданного предела), то через заданный отрезок времени контакт 11-12 размыкается, и пускатель KM2 автоматически отключает двигатель M2, а значит, и транспортер в целях экономии электроэнергии. При этом работа реле А2 сопровождается соответствующими световыми сигналами на его лицевой панели. Предлагаемая схема удобна не только многофункциональностью защит, простотой подключения добавленных реле А1 и А2, но еще и тем, что эти реле пригодны для защиты двигателей разной мощности и могут использоваться в других электроприводах с.-х. машин и установок.