आईईईई मोटर विश्वसनीयता सर्वेक्षण - के अनुसार, लगभग 55% समय से पहले औद्योगिक मोटर विफलताएं थर्मल तनाव के कारण होती हैं और यही वह जगह है जहां मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन अपना प्रभाव बनाए रखता है। एक ओवरलोड रिले लगातार मोटर करंट की निगरानी करता है और तीन अलग-अलग तंत्रों का उपयोग करके वाइंडिंग इन्सुलेशन खराब होने से पहले कॉन्टैक्टर को ट्रिप करता है: निरंतर ओवरकरंट सेंसिंग, चरण {{3} गलती का पता लगाना, और थर्मल मेमोरी मॉडलिंग। इन तीनों को सही कर लें, और आप हर 18 महीने में रिवाइंड के लिए भुगतान करना बंद कर देंगे।
मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले क्या करता है?
एकअधिभार रिलेमोटर नियंत्रण सर्किट में स्थापित एक करंट सेंसिंग सुरक्षात्मक उपकरण है जो इलेक्ट्रिक मोटर में प्रवाहित होने वाले करंट की निगरानी करता है और जब करंट बहुत लंबे समय तक पूर्व निर्धारित सीमा से अधिक हो जाता है तो स्वचालित रूप से सर्किट को बाधित कर देता है। इसका मुख्य काम सरल लेकिन महत्वपूर्ण है: मोटर वाइंडिंग को ऐसे तापमान तक पहुंचने से रोकें जो इन्सुलेशन को ख़राब कर दे। व्यावहारिक रूप से, मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन स्थायी क्षति होने से पहले तांबे को पकाने से निरंतर ओवरकरंट को रोकना है।
वह एक-वाक्य उत्तर है। अब आइए जानें कि यह क्यों मायने रखता है।
थर्मल समस्या अधिभार रिले हल करती है
मोटर वाइंडिंग को इनेमल इन्सुलेशन में लपेटा जाता है - आमतौर पर क्लास बी (130 डिग्री), क्लास एफ (155 डिग्री), या क्लास एच (180 डिग्री) रेटेड। मोटे तौर पर रेटिंग से हर 10 डिग्री ऊपरआधाइन्सुलेशन जीवन, एक नियम जिसे अरहेनियस समीकरण में संहिताबद्ध किया गया है और एनईएमए एमजी 1 द्वारा संदर्भित किया गया है। इसलिए 20 डिग्री गर्म चलने वाली क्लास एफ मोटर न केवल "गर्म चलती है" - यह अपनी अपेक्षित सेवा जीवन का लगभग 75% खो देती है।
यहां एक समस्या है: एक मोटर सर्किट ब्रेकर को तुरंत बंद किए बिना 115%, 125%, यहां तक कि 200% पूर्ण लोड एम्प (एफएलए) खींच सकती है। ब्रेकर उस धारा को उसके शॉर्ट सर्किट थ्रेशोल्ड से बहुत नीचे देखता है। इस बीच, वाइंडिंग्स तेजी से गर्म हो रही हैं। "सामान्य" और "शॉर्ट सर्किट" - के बीच का वह अंतर बिल्कुल वहीं है जहां ओवरलोड रिले रहता है।
रिले वास्तव में क्या महसूस करता है
एक अधिभार रिले सीधे घुमावदार तापमान को मापता नहीं है (जब तक कि इसे एम्बेडेड थर्मिस्टर्स के साथ जोड़ा न जाए)। इसके बजाय, यहमॉडलसमय के साथ करंट को देखकर गर्मी को कम करना। दो प्रौद्योगिकियाँ हावी हैं:
थर्मल (द्विधात्विक) रिले- करंट एक हीटर तत्व से होकर गुजरता है जो एक द्विधातु पट्टी को मोड़ देता है। जब पट्टी काफी दूर तक विक्षेपित हो जाती है, तो यह एक संपर्क को खोल देती है। सस्ता, मजबूत और स्वाभाविक रूप से परिवेश के तापमान को स्वयं समायोजित करने वाला।
इलेक्ट्रॉनिक (ठोस-स्थिति) रिले- वर्तमान ट्रांसफॉर्मर एक माइक्रोप्रोसेसर को फीड करते हैं जो एक वास्तविक I²t थर्मल मॉडल चलाता है, जिसमें अक्सर चरण {{1}नुकसान और ग्राउंड - दोष का पता लगाया जाता है। व्यापक FLA रेंज में अधिक सटीक, अधिक महंगा और प्रोग्राम करने योग्य।
दोनों प्रकार मोटर अधिभार संरक्षण के लिए आईईसी और एनईएमए मानकों में वर्णित एक ही सिद्धांत को लागू करते हैं: मोटर में उत्पन्न गर्मी वर्तमान (I²R हानि) के वर्ग के समानुपाती होती है, इसलिए वर्तमान बढ़ने पर यात्रा का समय नाटकीय रूप से कम होना चाहिए।
जहां यह मोटर नियंत्रण सर्किट में बैठता है
एक मानक डायरेक्ट{{0}ऑन{{1}लाइन (डीओएल) स्टार्टर में, ओवरलोड रिले को कॉन्टैक्टर के डाउनस्ट्रीम और मोटर लीड के अपस्ट्रीम में वायर्ड किया जाता है। इसके मुख्य संपर्क पूर्ण मोटर करंट प्रवाहित करते हैं; इसका सहायक संपर्क (आमतौर पर एक सामान्य रूप से बंद 9555596 संपर्क) कॉइल सर्किट में संपर्ककर्ता के होल्ड में जोड़ा जाता है। जब रिले यात्रा करता है, तो सहायक संपर्क खुल जाता है, संपर्ककर्ता बाहर गिर जाता है, और मोटर निष्क्रिय हो जाती है - आम तौर पर यात्रा वर्ग के आधार पर, 600% एफएलए पर 2 से 30 सेकंड के भीतर।
एक फ़ील्ड उदाहरण जो मेरे साथ चिपक गया
14 महीनों में दूसरी बार 75 एचपी स्लज पंप मोटर के जल जाने के बाद मुझे अपशिष्ट जल संयंत्र में बुलाया गया। शॉर्ट-सर्किट ब्रेकर कभी ट्रिप नहीं हुआ था। निरीक्षण करने पर, थर्मल ओवरलोड रिले 105 ए - पर सेट किया गया था, लेकिन मोटर नेमप्लेट एफएलए 92 ए था, और सेवा कारक 1.15 था। स्टार्टअप के दौरान उपद्रव यात्राओं को रोकने के लिए किसी ने डायल को "बम्प अप" कर दिया था। वह 14% से अधिक सेटिंग हर गर्म दोपहर में मोटर को 110% लोड पर चलने देती है। हमने मोटर ($4,200) को बदल दिया, रिले को 96 ए (एसएफ मोटर्स के लिए 1.15 × 92 × 0.90 सुरक्षा मार्जिन, प्रति एनईसी 430.32) पर पुनः कैलिब्रेट किया, और संयंत्र अब बिना किसी अन्य विफलता के 31 महीने तक चल चुका है।
सबक: ओवरलोड रिले पूरी तरह से काम करता हैजब यह सही ढंग से सेट हो. ईपीआरआई मोटर विश्वसनीयता अध्ययनों के अनुसार, ऑपरेटरों द्वारा इसे पराजित करना अभी भी मोटरों के अत्यधिक गर्म होने से विफल होने का #1 कारण है, जो लगभग 30% औद्योगिक मोटर विफलताओं का कारण थर्मल ओवरलोड है।
यह क्या नहीं है
एक आम ग़लतफ़हमी: अधिभार रिले हैनहींएक छोटा-सर्किट रक्षक। यह बोल्ट वाली खराबी को दूर नहीं करेगा - जो मोटर सर्किट प्रोटेक्टर (एमसीपी) या फ्यूज का काम है। यह मोटर टर्मिनलों पर इंसुलेशन टूटने, बीयरिंग की विफलता, या सिंगल फेज़िंग से तब तक रक्षा नहीं करेगा जब तक कि इसमें फ़ेज़ {{4} लॉस सेंसिंग न हो (अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक रिले ऐसा करते हैं; अधिकांश बुनियादी बाईमेटेलिक्स नहीं करते हैं)।
ओवरलोड रिले को मोटर के थर्मल बॉडीगार्ड - संकीर्ण मिशन, जीवन {{1}या {{2}मृत्यु महत्व) के रूप में सोचें। अगला अनुभाग इसके द्वारा प्रदान किए जाने वाले तीन विशिष्ट सुरक्षा मोडों को तोड़ता है, और प्रत्येक एक वास्तविक विफलता तंत्र को कैसे दर्शाता है जिसे आप संयंत्र के फर्श पर देखेंगे।
मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन डीओएल स्टार्टर पैनल में दिखाया गया है
3 मुख्य तरीके ओवरलोड रिले औद्योगिक मोटर्स की सुरक्षा करते हैं
तीन सुरक्षा तंत्र भारी सामान उठाने का काम करते हैं:निरंतर ओवरकरंट सुरक्षा, चरण हानि और वर्तमान असंतुलन का पता लगाना, औरथर्मल-मेमोरी-आधारित यात्रा समन्वय. साथ में वे लगभग 90% क्षति परिदृश्यों के लिए जिम्मेदार हैं जो क्षेत्र में तीन - चरण प्रेरण मोटरों को खत्म कर देते हैं - ओवरहीटिंग, स्टेटर वाइंडिंग इन्सुलेशन टूटने और रोटर बार फ्रैक्चर को प्रभावित करते हैं। इनमें से किसी एक को भी मिस करें, और आप अनिवार्य रूप से बिना बीमा के मोटर चला रहे हैं।
गहरे गोता लगाने से पहले का संक्षिप्त संस्करण यहां दिया गया है:
फ़ंक्शन 1 - ओवरकरंट/थर्मल ओवरलोड:जब चालू धारा सेट एफएलए (फुल लोड एम्प्स) से अधिक देर तक चलती है तो संपर्ककर्ता ट्रिप हो जाता है जिससे वाइंडिंग इन्सुलेशन को खतरा हो सकता है।
फ़ंक्शन 2 - चरण हानि और असंतुलन:एकल {{0}चरणबद्ध और असममित धाराओं का पता लगाता है जो रोटर में विनाशकारी नकारात्मक अनुक्रम हीटिंग पैदा करते हैं।
फ़ंक्शन 3 - थर्मल मेमोरी और ट्रिप क्लास:पूर्व हीटिंग को याद रखता है इसलिए तेजी से पुनः आरंभ करने से मोटर धीरे-धीरे नहीं पक सकती है, और मोटर की त्वरण प्रोफ़ाइल के साथ ट्रिप गति का मिलान करता है।
फ़ंक्शन 1: सतत ओवरकरंट सुरक्षा
मोटर सुरक्षा में प्राथमिक अधिभार रिले फ़ंक्शन समय के साथ करंट ड्रॉ को देख रहा है - तुरंत नहीं, बल्कि एक I²t वक्र के विरुद्ध एकीकृत किया गया है। 20 ए एफएलए के लिए रेटेड एक मोटर 24 ए (120% लोड) घंटों तक जीवित रह सकती है, लेकिन इन्सुलेशन क्लास बी या एफ वाइंडिंग खराब होने से पहले लगभग 20 सेकंड के लिए केवल 60 ए (300%) सहन कर सकती है। रिले इस थर्मल गणित को यात्रा निर्णय में बदल देता है।
एक सीमेंट प्लांट में 75 किलोवाट कन्वेयर ड्राइव को चालू करने के मेरे अनुभव में, हमने धीरे-धीरे सख्त होते गियरबॉक्स को देखाक्योंकिइस समारोह का. छह सप्ताह में 128 ए से 141 ए तक वर्तमान क्रेप चलाना - अभी भी 145 ए ट्रिप थ्रेशोल्ड के नीचे है, लेकिन इलेक्ट्रॉनिक रिले ने इस प्रवृत्ति को दर्ज किया। हमने गियरबॉक्स को जब्त होने से पहले खींच लिया। पूर्ण लोड पर एक जब्ती का मतलब 6× एफएलए ड्राइंग वाला एक लॉक किया हुआ {7}रोटर इवेंट होगा, और संभवतः एक स्टेटर रिवाइंड की लागत लगभग $8,000 और तीन दिनों का डाउनटाइम होगा।
फ़ंक्शन 2: चरण हानि और वर्तमान असंतुलन का पता लगाना
सिंगल -फ़ेज़िंग साइलेंट किलर है। जब तीन आपूर्ति चरणों में से एक बंद हो जाता है - फ़्यूज़ उड़ जाता है, लूज़ लग, उपयोगिता दोष - तो एक भरी हुई मोटर दो चरणों पर चलती रहती है, लेकिन शेष चरणों में धारा टॉर्क को बनाए रखने के लिए लगभग 1.73× बढ़ जाती है। अधिक कपटपूर्ण ढंग से, लुप्त चरण एक बड़ा निर्माण करता हैऋणात्मक-अनुक्रम धाराजो रोटर के माध्यम से एक विपरीत चुंबकीय क्षेत्र को घुमाता है, जिससे समतुल्य धनात्मक अनुक्रम धारा की दर लगभग 5-6× पर गर्मी उत्पन्न होती है।
बुनियादी द्विधातु रिले अप्रत्यक्ष रूप से इसका पता लगाते हैं (बचे हुए चरण अपनी पट्टियों को ज़्यादा गरम कर देते हैं)। आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अधिभार रिले इसे सीधे मापते हैं और आईईसी 60947-4-1 आवश्यकताओं के अनुसार, चरण हानि की घटना के 3 सेकंड के भीतर यात्रा करते हैं। असंतुलित वोल्टेज मोटरों को कैसे नुकसान पहुंचाता है, इसके विस्तृत विश्लेषण के लिए, NEMA MG 1 में NEMA का मार्गदर्शन संदर्भ बना हुआ है - अकेले 3.5% वोल्टेज असंतुलन मोटर जीवन को आधा कर देता है।
फ़ंक्शन 3: थर्मल मेमोरी और ट्रिप क्लास समन्वय
यहीं पर सस्ती सुरक्षा और अच्छी सुरक्षा का अंतर हो जाता है। ओवरलोड पर मोटर ट्रिप के बाद इसकी वाइंडिंग गर्म हो जाती है। यदि आप तुरंत रीसेट करते हैं और पुनः आरंभ करते हैं, तो अगली ओवरलोड घटना तेजी से यात्रा करती है - या होनी चाहिए। के साथ रिले करता हैथर्मल मेमोरीकूलडाउन अवधि के दौरान भी संचित गर्मी का एक मॉडल बनाए रखें, बार-बार पुनरारंभ करने से थर्मल क्षति को अदृश्य रूप से रोकने से रोका जा सके।
ट्रिप क्लास परिभाषित करता हैकितनी तेजी सेएफएलए के 600% पर रिले यात्राएं (लॉक - रोटर वर्तमान बेंचमार्क):
| यात्रा वर्ग | 600% एफएलए पर यात्रा का समय | विशिष्ट अनुप्रयोग |
|---|---|---|
| कक्षा 10ए | 10 सेकंड से कम या उसके बराबर | सबमर्सिबल पंप, हर्मेटिक कंप्रेसर |
| कक्षा 10 | 10 सेकंड से कम या उसके बराबर | सामान्य-उद्देश्यीय मोटरें, छोटी शुरुआत |
| कक्षा 20 | 20 सेकंड से कम या उसके बराबर | मानक औद्योगिक भार, कन्वेयर |
| कक्षा 30 | 30 सेकंड से कम या उसके बराबर | उच्च -जड़ता भार: पंखे, सेंट्रीफ्यूज, क्रशर |
बेमेल ट्रिप क्लास #1 उपद्रव है-ट्रिपिंग का कारण जो मैं ऑडिट विजिट पर देखता हूं। एक बड़े प्रेरित ड्राफ्ट पंखे पर कक्षा 10 का रिले हर बार स्टार्ट पर ट्रिप करेगा क्योंकि पंखे को गति तक पहुंचने के लिए 18-25 सेकंड की आवश्यकता होती है, जिसके दौरान करंट 500-600% एफएलए पर रहता है। कक्षा 30 में अपग्रेड करें, और रिले निरंतर ओवरलोड पर सुरक्षा का त्याग किए बिना उस लंबे त्वरण को सहन करता है।
ऑटोमेटेडो का नीचे दिया गया वीडियो भौतिक कनेक्शन और संचालन सिद्धांत के बारे में बताता है, जो नियंत्रण कक्ष के अंदर इन तीन कार्यों के संचालन को पुख्ता करने में मदद करता है:
निम्नलिखित तीन खंडों में से प्रत्येक एक फ़ंक्शन को भौतिकी, सेटिंग्स और फ़ील्ड डायग्नोस्टिक सुरागों के बारे में विस्तार से बताता है जो आपको बताते हैं कि आपका रिले वास्तव में अपना काम कर रहा है या नहीं।
सुरक्षा फ़ंक्शन 1 - निरंतर ओवरकरंट और थर्मल ओवरलोड
ओवरलोड रिले का मुख्य काम आपकी मोटर की वाइंडिंग्स के अंदर बढ़ती गर्मी को मॉडल करना और इन्सुलेशन टूटने से पहले बिजली काट देना है।यह लगातार मोटर की फुल लोड एम्प्स (एफएलए) रेटिंग के विरुद्ध मापी गई लाइन करंट की तुलना करके, फिर एक व्युत्क्रम {0} टाइम कर्व - लागू करके ऐसा करता है, ओवर करंट जितना अधिक होगा, यात्रा उतनी ही तेज होगी। 15% अधिभार को 10+ मिनट तक सहन किया जा सकता है; सेकंड में 600% ओवरलोड ट्रिप। यह थर्मल इम्यूलेशन मोटर सुरक्षा में प्राथमिक अधिभार रिले फ़ंक्शन है, और इसे गलत करने से 20 साल तक चलने वाली मोटर और 20 महीनों में खुद को पकाने वाली मोटर के बीच अंतर होता है।
व्युत्क्रम-समय वक्र वास्तव में कैसे काम करता है
नेमप्लेट करंट पर एक मोटर एक स्थिर संतुलन तापमान - पर चलती है जो आमतौर पर कक्षा बी वृद्धि (80 डिग्री) या कक्षा एफ वृद्धि (105 डिग्री) परिवेश से ऊपर होती है। FLA के ऊपर करंट को पुश करें और फ्रेम जितनी तेजी से गर्मी को नष्ट कर सकता है, उससे अधिक तेजी से गर्मी जमा होती है। रिश्ता रैखिक नहीं है. घुमावदार ऊष्मा उत्पादन का पैमाना धारा के वर्ग (I²R हानि) के साथ होता है, इसलिए मात्र 20% ओवरकरंट 44% अधिक ऊष्मा पैदा करता है, 20% नहीं।
रिले का व्युत्क्रम-समय वक्र इस भौतिकी को प्रतिबिंबित करता है। सामान्य थर्मल यात्रा का समय इस प्रकार दिखता है:
| वर्तमान (× एफएलए) | लगभग। यात्रा का समय (कक्षा 10) | विशिष्ट परिदृश्य |
|---|---|---|
| 1.15× | कोई यात्रा नहीं (सेवा कारक भत्ता) | मामूली वोल्टेज शिथिलता |
| 1.25× | 8-15 मिनट | धीरे-धीरे यांत्रिक घिसाव |
| 2× | 30-40 सेकंड | कन्वेयर जाम, प्रक्रिया अधिभार |
| 6× | 8-10 सेकंड | लॉक किया गया रोटर/असफल प्रारंभ |
| 8× | ~4 सेकंड | स्टॉल की गंभीर स्थिति |
कक्षा 10 सामान्य औद्योगिक मोटरों के लिए सबसे आम ट्रिप क्लास है। कक्षा 20 लंबे समय तक चलने वाले (उच्च - जड़त्व पंखे, सेंट्रीफ्यूज) को सहन करता है, और कक्षा 30 अत्यधिक उच्च जड़ता भार के लिए आरक्षित है। गलत वर्ग चुनें और आप या तो हर स्टार्टअप पर यात्रा करेंगे या एक बंद रोटर को वाइंडिंग से धुआं निकलने देंगे। NEMA ICS 2 मानक इन वक्रों को सटीक रूप से परिभाषित करता है।
क्यों लंबे समय तक ओवरकरंट इन्सुलेशन को नष्ट कर देता है?
मोटर इन्सुलेशन जीवन अरहेनियस समीकरण - का अनुसरण करता है, रेटेड तापमान से प्रत्येक 10 डिग्री वृद्धि के लिए रासायनिक गिरावट दोगुनी हो जाती है। 155 डिग्री घुमावदार तापमान पर 20,000 घंटे के लिए रेटेड क्लास एफ मोटर 165 डिग्री पर लगभग 10,000 घंटे और 175 डिग्री पर लगभग 5,000 घंटे तक गिर जाती है। किसी मोटर को बिना किसी सुरक्षा के 115% FLA पर लगातार चलाएं और आप एक सीज़न में उसका आधा डिज़ाइन जीवन खो सकते हैं।
विफलता मोड नाटकीय नहीं है. चुंबक तार पर वार्निश धीरे-धीरे सिकुड़ता है, टूटता है, और अंततः शॉर्ट्स को मोड़ने की अनुमति देता है। एक बार जब शॉर्ट फॉर्म बन जाता है, तो स्थानीयकृत वर्तमान घनत्व बढ़ जाता है, एक गर्म स्थान विकसित हो जाता है, और वाइंडिंग मिनटों में जल जाती है। ओवरलोड रिले इस श्रृंखला को शुरू होने से बहुत पहले ही उस थर्मल आवरण को लागू करके बाधित कर देता है जिसके लिए मोटर को डिज़ाइन किया गया था।
फ़ील्ड अनुभव: जहां साइज़िंग गलत हो जाती है
मैंने पिछले साल नगर निगम के जल संयंत्र में 40 एचपी पंप मोटर पर एक रेट्रोफिट का परीक्षण किया था, जहां ऑपरेटर सप्ताह में लगभग दो बार "उपद्रव ट्रिपिंग" बाईमेटेलिक रिले को रीसेट करते रहते थे। रिले कोई उपद्रवी ट्रिपिंग नहीं कर रही थी - यह अपना काम कर रही थी। क्लैंप-मीटर रीडिंग में 52 ए एफएलए नेमप्लेट के मुकाबले 58 ए चालू धारा दिखाई दी। इम्पेलर की मंजूरी कम हो गई थी, और मोटर महीनों से 112% एफएलए पर चल रही थी। हमने यांत्रिक समस्या को ठीक कर दिया है, और वही रिले (समान सेटिंग्स) 14 महीनों में ट्रिप नहीं हुई है। उस कार्य से तीन निष्कर्ष:
ऑपरेटर पर भरोसा करने से पहले यात्रा पर भरोसा करें।एक ही वर्तमान स्तर पर बार-बार यात्रा करना लगभग हमेशा एक वास्तविक समस्या का संकेत देता है, दोषपूर्ण रिले का नहीं।
डायल को नेमप्लेट FLA पर सेट करें, ब्रेकर रेटिंग पर नहीं।मैंने रिले को "ट्रिपिंग रोकने के लिए" - 125% FLA पर सेट होते देखा है, जो ठीक इसी प्रकार है कि वाइंडिंग पकती है।
सेवा कारक का सही हिसाब लगाएं।1.15 एसएफ मोटर 115% एफएलए पर लगातार चल सकती है, लेकिन केवल रेटेड परिवेश (40 डिग्री) और रेटेड वोल्टेज पर। 40 डिग्री से ऊपर या गंदे घेरे में, ख़राब।
थर्मल मेमोरी: वह सुविधा जो पुनः आरंभिक क्षति को रोकती है
यहां एक सूक्ष्मता है जो कई रखरखाव तकनीक से छूट जाती है। थर्मल ट्रिप के बाद, वाइंडिंग अक्सर 180 डिग्री या उससे अधिक गर्म होती है। तुरंत रीसेट करने और पुनः आरंभ करने से पहले से ही तनावग्रस्त इन्सुलेशन सिस्टम में 6× इनरश करंट डंप हो जाता है। गुणवत्ता अधिभार रिले (और सभी इलेक्ट्रॉनिक अधिभार रिले IEC 60947-4-1 के अनुरूप) थर्मल मेमोरी लागू करते हैं: ट्रिप फ़्लैग तब तक लॉक रहता है जब तक कि गणना की गई वाइंडिंग का तापमान सुरक्षित स्तर पर वापस नहीं आ जाता, आमतौर पर मोटर आकार के आधार पर 5-20 मिनट। हम इसे अनुभाग 5 में और अधिक कवर करेंगे, लेकिन यहां इसे समझना मायने रखता है - क्योंकि थर्मल मेमोरी को बायपास करने से एक बचाने योग्य मोटर स्क्रैप बन जाती है।
निरंतर ओवरकरंट सुरक्षा आधार रेखा है। चरण हानि और असंतुलन, जिसके बारे में आगे चर्चा की गई है, वह है जहां मोटरें सबसे तेजी से ख़त्म होती हैं - और जहां बहुत सारे सस्ते रिले कम पड़ जाते हैं।
मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन व्युत्क्रम {{0}टाइम ट्रिप वक्र और एफएलए डायल सेटिंग दिखाता है
सुरक्षा कार्य 2 - चरण हानि, असंतुलन, और ठहराव का पता लगाना
चरण हानि, वर्तमान असंतुलन, और लॉक की गई {{0}रोटर स्थितियाँ तीन चरण मोटरों - की खराबी के लिए "मूक हत्यारा" हैं, जहां औसत धारा भ्रामक रूप से सामान्य दिख सकती है, जबकि एक वाइंडिंग 60 सेकंड से कम समय में विफल हो जाती है। मोटर सुरक्षा में उचित रूप से निर्दिष्ट अधिभार रिले फ़ंक्शन अंतर चरण संवेदन, नकारात्मक {{5} अनुक्रम वर्तमान विश्लेषण, और जाम डिटेक्शन तर्क के माध्यम से इन असममित और क्षणिक गलती हस्ताक्षरों का पता लगाता है, अकेले थर्मल मॉडल प्रतिक्रिया करने से पहले लंबे समय तक ट्रिपिंग करता है।
एकल -फ़ेज़िंग ओवरलोड की तुलना में मोटरों को अधिक तेज़ी से नष्ट क्यों करती है?
जब तीन आपूर्ति चरणों में से एक बंद हो जाता है - तो एक उड़ा हुआ फ्यूज, एक संपर्ककर्ता पर एक ढीला लग, एक खराब डिस्कनेक्ट ब्लेड - एक भरी हुई प्रेरण मोटर बंद नहीं होती है। यह बाकी दो चरणों पर चलता रहता है। यही तो समस्या है।
शेष दो वाइंडिंग मोटे तौर पर चलनी चाहिए1.73× (√3) उनकी सामान्य धारासमान टॉर्क उत्पन्न करने के लिए। एक डेल्टा - वाउन्ड मोटर पर, दोषपूर्ण वाइंडिंग शाखा में आंतरिक परिसंचारी धारा 2.4× रेटेड तक बढ़ सकती है। एनईएमए एमजी 1 मार्गदर्शन के अनुसार, क्लास एफ इंसुलेशन सिस्टम अपनी रेटिंग - से ऊपर प्रत्येक 10 डिग्री के लिए अपनी सेवा जीवन का लगभग आधा हिस्सा खो देता है और एकल चरण चरणबद्धता एक मिनट के भीतर घुमावदार तापमान को 200 डिग्री से अधिक बढ़ा सकती है।
115% एफएलए पर सेट एक क्लासिक थर्मल ओवरलोड पर्याप्त तेजी से यात्रा नहीं कर सकता है क्योंकि रिले "देखता है" पर औसत लाइन करंट, सीमा के भीतर देख सकता है जबकि एक वाइंडिंग पहले से ही विफल हो रही है। यही कारण है कि चरण-नुकसान का पता लगाना एक विशिष्ट तर्क पथ होना चाहिए, न कि थर्मल मॉडलिंग का उपोत्पाद।
आधुनिक रिले चरण हानि और असंतुलन का पता कैसे लगाते हैं
इलेक्ट्रॉनिक अधिभार रिले - सीमेंस सिरियस 3आरबी, ईटन सी440, श्नाइडर टेसिस टी, एलन-ब्रैडली ई300 - तीन स्वतंत्र वर्तमान ट्रांसफार्मर (प्रति चरण एक) का उपयोग करते हैं और लगातार उनकी तुलना करते हैं। दो पहचान विधियाँ हावी हैं:
विभेदक चरण तुलना:यदि निम्नतम चरण धारा उच्चतम के ~30-40% से नीचे चली जाती है, तो रिले चरण हानि की स्थिति घोषित करता है और औसत भार की परवाह किए बिना 3-5 सेकंड में यात्रा करता है।
नकारात्मक-अनुक्रम वर्तमान विश्लेषण:रिले तीन {{0}चरण धारा को सकारात्मक - और नकारात्मक {2} अनुक्रम घटकों (सममित घटक सिद्धांत के अनुसार) में विघटित करता है। यहां तक कि मामूली वोल्टेज असंतुलन भी अनुपातहीन नकारात्मक अनुक्रम धारा उत्पन्न करता है, जो रोटर बार को असममित रूप से गर्म करता है। एक सामान्य यात्रा सीमा I₂ > 10 सेकंड के लिए I₁ का 40% है।
बाईमेटेलिक (थर्मल) रिले इसे और अधिक क्रूरता से संभालते हैं। एक विभेदक तंत्र भौतिक रूप से दो "गर्म" पट्टियों के सापेक्ष "ठंडी" बाईमेटल पट्टी की गति को बढ़ाता है, जिससे यात्रा लगभग 25-40% तक तेज हो जाती है। यह - काम करता है लेकिन प्रतिक्रिया समय धीमा है और सीमा समायोज्य नहीं है।
रुका हुआ और लॉक किया हुआ {{0}रोटर (जाम) पता लगाना
रुकी हुई मोटर खींचती है6–8× पूर्ण-लोड करंटअनिश्चित काल तक, पंखे से शून्य शीतलन के साथ क्योंकि शाफ्ट घूम नहीं रहा है। समर्पित जाम तर्क के बिना, आप I²t थर्मल वक्र पर भरोसा कर रहे हैं, जो कि कक्षा 10 रिले के लिए 600% वर्तमान - पर लगभग 10 सेकंड लेता है, अक्सर एक कन्वेयर गियरबॉक्स के लिए पहले से ही अपने कीवे को कतरने के लिए बहुत लंबा होता है।
इलेक्ट्रॉनिक रिले एक अलग जोड़ते हैंजाम का पता लगानाफ़ंक्शन: एक बार जब मोटर ने अपना त्वरण पूरा कर लिया है (आमतौर पर 1 सेकंड से अधिक या उसके बराबर के लिए 150% से नीचे गिरने वाली धारा के रूप में परिभाषित किया जाता है), उपयोगकर्ता द्वारा निर्धारित सीमा (आमतौर पर 200-400% FLA) के ऊपर किसी भी बाद का भ्रमण 0.5-2 सेकंड में मोटर को ट्रिप कर देता है। यह यांत्रिक जाम शुरू होने के बाद के लिए थर्मल वक्र को पूरी तरह से बायपास कर देता है।
एक फ़ील्ड पाठ जिसमें ग्राहक को 40 घंटे का डाउनटाइम खर्च करना पड़ता है
18 महीनों में तीसरी सबमर्सिबल पंप की विफलता के बाद मुझे अपशिष्ट जल पंपिंग स्टेशन पर बुलाया गया। हर बार, वाइंडिंग प्रतिरोध परीक्षणों ने एक चरण खुला - क्लासिक सिंगल - चरणबद्ध हस्ताक्षर दिखाया। स्थापित कक्षा 20 बाईमेटेलिक रिले का परीक्षण किया गया और "पारित" किया गया। वास्तविक अपराधी: अपस्ट्रीम कॉन्टैक्टर पर एक क्षतिग्रस्त टर्मिनल जो लोड के तहत रुक-रुक कर खुलता था। क्योंकि रिले केवल थर्मल एकीकरण पर निर्भर थे, जब तक वे ट्रिप हुए, पंप पहले से ही कई मौकों पर - सेकंड के लिए एकल चरण में चल रहा था।
हमने उन्हें इलेक्ट्रॉनिक रिले से बदल दिया है जिसमें 4-दूसरे चरण-हानि यात्रा और 35% असंतुलन सीमा शामिल है। विफलताओं के बीच का औसत समय 6 महीने से लेकर 4+ वर्ष तक चला गया, और रेट्रोफ़िट का भुगतान एक टाले गए रिवाइंड (~$4,800 प्रति पंप) के मुकाबले 90 दिनों से कम में हो गया। सबक: यदि आपकी प्रक्रिया शून्य अनियोजित रुकावटों को सहन करती है, तो केवल थर्मल सुरक्षा एक झूठी अर्थव्यवस्था है।
व्यावहारिक सेटिंग्स अधिकांश तकनीशियन चूक जाते हैं
VFDs वाली मोटरों पर,ड्राइव के अपस्ट्रीम में नकारात्मक {{0}अनुक्रम सुरक्षा अक्षम करें- ड्राइव स्वयं चरण संतुलन को संभालती है, और हार्मोनिक्स उपद्रव यात्राओं का कारण बनेगा।
उच्च जड़ता (क्रेशर, बड़े पंखे) के खिलाफ शुरू होने वाली मोटरों के लिए, सेट करेंजाम टाइमर को कम से कम 1.5× मापा त्वरण समय तक रोकता है, या सामान्य शुरुआत के दौरान रिले ट्रिप हो जाएगी।
वास्तविक एकल चरण परीक्षण (बिना लोड के तहत एक लाइन {{2} साइड फ़्यूज़ उठाएं) के साथ चरण हानि प्रतिक्रिया को सत्यापित करें, न कि केवल स्वयं परीक्षण बटन के साथ। मेरे द्वारा परीक्षण किए गए लगभग 15% बाईमेटेलिक रिले डायग्नोस्टिक में अपने निर्मित - पास होने के बावजूद इस परीक्षण में विफल रहे।
चरण और स्टॉल सुरक्षा वह जगह है जहां ओवरलोड रिले खुद को साधारण फ़्यूज़ से अलग करते हैं। इसके बाद, हम देखेंगे कि थर्मल मेमोरी और ट्रिप क्लास समन्वय आधुनिक मोटर सुरक्षा का तीसरा स्तंभ बार-बार शुरू होने और चक्रीय भार को कैसे संभालते हैं।
मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन तीन चरण मोटर पर एकल चरण स्थिति का पता लगाता है
सुरक्षा फ़ंक्शन 3 - थर्मल मेमोरी और ट्रिप क्लास समन्वय
ट्रिप क्लास परिभाषित करती है कि रिले ओवरलोड पर कितनी तेजी से प्रतिक्रिया करता है, जबकि थर्मल मेमोरी वह है जो इसे पिछले हीटिंग चक्रों को "याद" रखने देती है ताकि यह गर्म मोटर को सीधे नुकसान में पुनः आरंभ करने की अनुमति न दे।कक्षा 10, 20, और 30 अधिकतम सेकंड को संदर्भित करते हैं जो रिले ट्रिपिंग से पहले 600% पूर्ण लोड करंट को सहन करेगा। गलत क्लास चुनें और आप या तो हर शुरुआत में परेशान हो जाएंगे या स्टॉल के दौरान वाइंडिंग्स पका देंगे। यह मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन का तीसरा स्तंभ है - और यकीनन सबसे गलत समझा गया है।
ट्रिप क्लास का वास्तव में क्या मतलब है
आईईसी 60947-4-1 और एनईएमए आईसीएस 2 मानक ठंडी शुरुआत से 7.2× एफएलए पर ट्रिपिंग समय के आधार पर ट्रिप क्लास को परिभाषित करते हैं। यहां बताया गया है कि प्रत्येक वर्ग क्या सहन करता है:
| यात्रा वर्ग | अधिकतम यात्रा समय 7.2× FLA पर | विशिष्ट अनुप्रयोग |
|---|---|---|
| कक्षा 5 | 5 सेकंड से कम या उसके बराबर | सबमर्सिबल पंप, हर्मेटिक कंप्रेसर |
| कक्षा 10ए | 10 सेकंड से कम या उसके बराबर | सामान्य-उद्देश्यीय मोटरें, छोटी शुरुआत |
| कक्षा 10 | 10 सेकंड से कम या उसके बराबर | पंखे, पंप, कन्वेयर (मानक) |
| कक्षा 20 | 20 सेकंड से कम या उसके बराबर | लोडेड कन्वेयर, मिलें, मिक्सर |
| कक्षा 30 | 30 सेकंड से कम या उसके बराबर | उच्च -जड़ता भार: सेंट्रीफ्यूज, बड़े पंखे, क्रशर |
सामान्य नियम: आपकी ट्रिप क्लास मोटर के वास्तविक शुरुआती समय से अधिक लंबी होनी चाहिए, लेकिन मोटर के हॉट स्टॉल के समय का सामना करने से कम होनी चाहिए। वह अंतर अक्सर संकीर्ण होता है.
थर्मल मेमोरी सब कुछ क्यों बदल देती है?
मोटर बंद होने पर एक बुनियादी द्विधातु रिले ठंडा हो जाता है। थर्मल मेमोरी वाला एक इलेक्ट्रॉनिक रिले, बिजली हटा दिए जाने पर भी गणना किए गए I²t हीट मॉडल को ट्रैक करता है - इसलिए यदि कोई मोटर ट्रिप करता है, 30 सेकंड के लिए ठंडा होता है, और एक ऑपरेटर पुनरारंभ करता है, तो रिले को पहले से ही पता चल जाता है कि वाइंडिंग अभी भी शायद थर्मल क्षमता के 80% पर बैठी है। यह या तो पुनरारंभ को अवरुद्ध कर देता है या अगले ओवरलोड पर तेजी से यात्रा करता है।
यह मायने रखता है क्योंकि NEMA MG 1-2016 मानक डिज़ाइन बी मोटर्स को प्रति घंटे दो कोल्ड स्टार्ट या एक हॉट स्टार्ट तक सीमित करता है। थर्मल मेमोरी के बिना रिले इसे लागू नहीं कर सकता। मोटर सुरक्षा समन्वय पर आईईईई का पेपर पुष्टि करता है कि समय से पहले इन्सुलेशन विफलताओं के एक महत्वपूर्ण हिस्से के लिए शीतलन के बिना बार-बार पुनरारंभ होता है - मोटर सुरक्षा पर आईईईई 3004.8 मानक विशेष रूप से महत्वपूर्ण प्रक्रिया मोटर्स के लिए एक आवश्यक सुविधा के रूप में थर्मल मेमोरी को कॉल करता है।
कक्षा चयन पर एक फ़ील्ड पाठ
मैंने पिछले साल एक फीड प्लांट में 75 किलोवाट की हैमर मिल चालू की थी, जो हर शुरुआत के 8 सेकंड के भीतर परेशान करती रहती थी। ओईएम ने कक्षा 10 रिले निर्दिष्ट किया था। समस्या: फ्लाईव्हील - लोडेड हैमर मिल में 18 सेकंड का त्वरण वक्र था, जो उस रैंप के अधिकांश भाग के लिए लगभग 550% एफएलए खींचता था।
हमने कक्षा 30 के इलेक्ट्रॉनिक रिले की अदला-बदली की और मोटर नेमप्लेट पर लॉक किए गए रोटर के झेलने के समय को फिर से मापा: 14 सेकंड गर्म। चूंकि 30 सेकंड > 14 सेकंड, कक्षा 30 अकेले एक स्टॉल के दौरान असुरक्षित होगी। फिक्स क्लास 30 रिले थासाथजाम/स्टॉल का पता लगाने के लिए स्टार्ट पूर्ण सिग्नल - के बाद 300% एफएलए पर अलग से सशस्त्र किया जाता है, जो मिल चलने के बीच में जाम होने पर 2 सेकंड से कम समय में ट्रिप हो जाता है। अगले 90 दिनों में उपद्रव यात्राएँ प्रति सप्ताह लगभग 6 से घटकर शून्य हो गईं।
पाठ: ट्रिप क्लास कवर शुरू करना; जाम का पता लगाने वाले कवर चल रहे हैं। दोनों को भ्रमित करना औद्योगिक फर्शों पर आकार देने की सबसे आम गलती है जो मैं देखता हूं।
कर्तव्य चक्र के साथ कक्षा का समन्वयन
कर्तव्य चक्र गणित बदल देता है। S4 आंतरायिक ड्यूटी (बार-बार शुरू होने) पर चलने वाली मोटर को एक रिले की आवश्यकता होती है जो एक ही घंटे के भीतर कई स्टार्ट में थर्मल मेमोरी जमा करती है। इसके बिना, स्टार्ट #4, रिले के स्टार्ट #1 के समान दिखता है, भले ही वाइंडिंग अब 40-50 डिग्री अधिक गर्म हो।
सतत कर्तव्य (S1):कक्षा 10 लगभग हमेशा पर्याप्त होती है।
भारी शुरुआत (उच्च जड़ता):कक्षा 20 या 30, लॉक किए गए {{2}रोटर प्रतिरोध के विरुद्ध सत्यापित।
बारंबार प्रारंभ (S4/S5):संचयी थर्मल मेमोरी के साथ इलेक्ट्रॉनिक रिले गैर-परक्राम्य है।
कम गति पर VFD{0}}फेड मोटरें:पीटीसी थर्मिस्टर या मोटर पर लगे आरटीडी का उपयोग करें, क्योंकि सेल्फ-कूल्ड मोटर 30 हर्ट्ज से नीचे कूलिंग क्षमता का 60% तक खो देते हैं, वर्तमान-आधारित मॉडल अकेले ही गर्मी को कम आंकते हैं।
समन्वय वक्र पढ़ना
प्रत्येक गंभीर रिले डेटाशीट एक समय {{0}वर्तमान वक्र प्रकाशित करती है। उस कर्व को अपने मोटर के थर्मल डैमेज कर्व और शुरुआती कर्व पर एक ही लॉग चार्ट पर रखें। रिले वक्र को प्रारंभिक वक्र के ऊपर (कोई उपद्रव यात्रा नहीं) और थर्मल क्षति वक्र के नीचे (मोटर जीवित रहता है) होना चाहिए। यदि वक्र पार हो जाते हैं, तो आपके पास कोई सुरक्षा विंडो नहीं है - वर्ग या रिले बदलें। श्नाइडर और रॉकवेल दोनों निःशुल्क समन्वय उपकरण प्रकाशित करते हैं; हार्डवेयर ऑर्डर करने से पहले उनका उपयोग करें.
थर्मल मेमोरी और ट्रिप क्लास समन्वय एक सस्ते स्टार्टर को वास्तविक सुरक्षा प्रणाली से अलग करता है। इसे ठीक से प्राप्त करें और आप इसे डाउनटाइम लॉग में देखेंगे।
मोटर सुरक्षा में अधिभार रिले फ़ंक्शन के लिए ट्रिप क्लास समन्वय वक्र कक्षा 10, 20, और 30 थर्मल विशेषताओं को दर्शाता है
थर्मल बनाम इलेक्ट्रॉनिक ओवरलोड रिले ये कार्य कैसे प्रदान करते हैं
बाईमेटेलिक थर्मल रिले मोटर तापमान की नकल करने के लिए भौतिक ताप विस्तार का उपयोग करते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉनिक (ठोस{0}}स्टेट) रिले डिजिटल रूप से थर्मल तनाव की गणना करने के लिए वर्तमान ट्रांसफार्मर और माइक्रोप्रोसेसर का उपयोग करते हैं।थर्मल इकाइयाँ सस्ती और मजबूत होती हैं लेकिन परिवेश के तापमान के साथ बहती हैं और सीमित चरण हानि से सुरक्षा प्रदान करती हैं। इलेक्ट्रॉनिक रिले कड़ी सटीकता (±2% बनाम ±10-15%) प्रदान करते हैं, चरण असंतुलन का पता लगाने, ग्राउंड{6}फ़ॉल्ट सेंसिंग और संचार पोर्ट - में निर्मित होते हैं, लेकिन लागत 3-5 गुना अधिक होती है। क्रिटिकल या हाई-साइकिल मोटरों के लिए, इलेक्ट्रॉनिक जीतता है। सरल फिक्स्ड-लोड अनुप्रयोगों के लिए, थर्मल अभी भी अपना स्थान अर्जित करता है।
द्विधातु थर्मल रिले: सरल भौतिकी, वास्तविक सीमाएँ
एक द्विधातु थर्मल अधिभार रिले सुंदर ढंग से यांत्रिक है। विभिन्न विस्तार गुणांकों के साथ दो बंधी धातुओं की एक पट्टी के चारों ओर लिपटे हीटर तत्व के माध्यम से मोटर धारा प्रवाहित होती है। जैसे ही पट्टी गर्म होती है, यह मुड़ती है - और एक कैलिब्रेटेड कर्ल कोण पर, यह सहायक संपर्कों को ट्रिप करती है जो कॉन्टैक्टर कॉइल को गिरा देती है।
यह पूरी चाल है. कोई इलेक्ट्रॉनिक्स नहीं, कोई फ़र्मवेयर नहीं, कोई विफल कैपेसिटर नहीं।
लेकिन भौतिकी ने दोनों तरह से कटौती की। पिछले कुछ वर्षों में मैंने स्क्वायर डी क्लास 9065 और सीमेंस 3यूए इकाइयों के रखरखाव के बारे में कुछ परिचालनात्मक सच्चाइयां सीखी हैं:
परिवेशीय संवेदनशीलता वास्तविक है.दुकान में 40 डिग्री पर कैलिब्रेटेड एक थर्मल रिले मिल एमसीसी कमरे में 55 डिग्री गर्मी के दिन परेशानी पैदा कर सकता है, या 10 डिग्री प्रशीतन संयंत्र में पर्याप्त तेजी से यात्रा करने में विफल हो सकता है। तापमान-मुआवजा संस्करण मौजूद हैं, लेकिन बुनियादी इकाइयाँ प्रति 10 डिग्री परिवेश शिफ्ट में ट्रिप करंट का लगभग 1-1.5% बहाव करती हैं।
चरण-नुकसान सुरक्षा कमजोर या अनुपस्थित है।एकल चरण क्षतिपूर्ति थर्मल रिले मौजूद हैं (डिफरेंशियल लीवर डिज़ाइन), लेकिन भरी हुई मोटर पर वास्तविक चरण हानि के लिए अक्सर यात्रा से पहले शेष चरणों पर 2.5 × रेटेड करंट की आवश्यकता होती है - जिस समय तक रोटर क्षति हो रही होती है।
बिजली हानि पर कोई थर्मल मेमोरी नहीं।यात्रा के बाद नियंत्रण शक्ति काट दें, और बायमेटल यांत्रिक रूप से ठंडा हो जाता है। रिले अधिभार घटना को "भूल जाता है"। एक गर्म मोटर को पुनरारंभ करें, और आप थर्मल मॉडल को ठंडे - से शुरू करते हैं जो स्वचालित रीसेट योजनाओं में खतरनाक है।
मोटे समायोजन.शायद 6{3}}10 सेटिंग्स वाला एक डायल जो ±20% एफएलए को कवर करता है। एक विशिष्ट मोटर सेवा कारक को ठीक से ट्यून करना? नहीं हो रहा है.
इलेक्ट्रॉनिक ओवरलोड रिले: सॉफ़्टवेयर-परिभाषित मोटर सुरक्षा
सॉलिड {{0}स्टेट रिले - ईटन C440, सीमेंस सिरियस 3RB, एलन{{4}ब्रैडली E300, श्नाइडर TeSys T - बायमेटल को ASIC या माइक्रोप्रोसेसर को फीड करने वाले वर्तमान ट्रांसफार्मर से प्रतिस्थापित करते हैं जो वास्तविक I²t थर्मल एल्गोरिदम चलाता है। गणित वैसा ही है जैसा निर्माता मोटर थर्मल डैमेज कर्व्स में प्रकाशित करते हैं (मोटर्स और जनरेटर के लिए NEMA MG 1 मानक देखें)।
वह वास्तुकला आपको क्या खरीदती है:
| क्षमता | द्विधातु थर्मल | इलेक्ट्रॉनिक ठोस-अवस्था |
|---|---|---|
| वर्तमान सटीकता | ±10–15% | ±1–2% |
| एफएलए समायोजन रेंज | सामान्यतः 1:1.5 | 1:4 या 1:5 (एक इकाई कई मोटरों में फिट होती है) |
| यात्रा वर्ग चयन | निश्चित (आमतौर पर कक्षा 10 या 20) | चयन योग्य: 5, 10, 15, 20, 30 |
| चरण हानि प्रतिक्रिया | धीमा, आंशिक | <3 seconds, definitive |
| चरण असंतुलन यात्रा | नहीं | Yes (typically >30% असंतुलन) |
| ग्राउंड फॉल्ट का पता लगाना | नहीं | वैकल्पिक/निर्मित-में |
| बिजली हानि पर थर्मल मेमोरी | केवल यांत्रिक | EEPROM में संग्रहित |
| संचार | कोई नहीं | मोडबस, ईथरनेट/आईपी, PROFINET |
| सापेक्ष लागत | 1x | 3–5x |
मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन मैकेनिकल के बजाय प्रोग्राम करने योग्य हो जाता है। आप ट्रिप क्लास, रीसेट मोड, चेतावनी थ्रेशोल्ड को कॉन्फ़िगर करते हैं और यहां तक कि एक पैनल एचएमआई या पीएलसी से प्रति घंटे की सीमा भी शुरू करते हैं।
प्लांट फ़्लोर से एक वास्तविक तुलना
मैंने एक खदान क्लाइंट में 75 एचपी क्रशर मोटर पर दोनों तकनीकों का परीक्षण 2022 - एक ही मोटर मॉडल, एक ही कर्तव्य चक्र, 14{7}} महीने की विंडो में प्रति तकनीक एक पुनर्निर्माण में किया। बाईमेटैलिक (कक्षा 20) पक्ष 23 बार ट्रिप हुआ, जिनमें से 9 अगस्त के दौरान परिवेश-संबंधी उपद्रव यात्राएं थीं (पैनल 52 डिग्री आंतरिक तक पहुंच गया)। कुल अनियोजित डाउनटाइम: लगभग 11 घंटे।
हमने दूसरी इकाई को कक्षा 20 सेटिंग के साथ 25% असंतुलन यात्रा और 4 प्रारंभ/घंटे की सीमा के साथ एलन - ब्रैडली ई300 में बदल दिया। अगले 14 महीनों में: 6 यात्राएँ, सभी वैध (दो जाम की घटनाएँ, तीन उपयोगिता वोल्टेज में खराबी, एक वाइंडिंग की खराबी जल्दी पकड़ी गई)। डाउनटाइम लगभग 3 घंटे तक कम हो गया, और संचार मॉड्यूल ने विफलता से छह सप्ताह पहले एक अपमानजनक वर्तमान हस्ताक्षर को चिह्नित किया - जो कि थर्मल यूनिट नहीं बचा सकती थी।
~$480 मूल्य डेल्टा पर वापसी? चार महीने से कम.
आपको वास्तव में कौन सा निर्दिष्ट करना चाहिए?
Default to electronic when any of these apply: motor >30 एचपी, वेरिएबल लोड प्रोफ़ाइल, उच्च परिवेश पैनल, महत्वपूर्ण प्रक्रिया, बार-बार शुरू होना, या दूरस्थ निगरानी की कोई आवश्यकता। जलवायु नियंत्रित स्थानों में छोटे फिक्स्ड लोड मोटरों (पंखे, साधारण पंप) के लिए बाईमेटेलिक का उपयोग करें, जहां कैपेक्स डेल्टा वास्तव में मायने रखता है और उपद्रव यात्रा में कुछ भी खर्च नहीं होता है।
मैं कमीशनिंग इंजीनियरों को अंगूठे का नियम देता हूं: यदि मोटर की लागत $ 2,000 से अधिक है या पुनरारंभ करने के लिए उत्पादन डाउनटाइम में 30 मिनट से अधिक समय लगता है, तो इलेक्ट्रॉनिक रिले पहले से ही कागज पर उचित है।
गहन विशिष्ट मार्गदर्शन के लिए, IEEE 3004.8-2016 में मोटर सुरक्षा समन्वय को विस्तार से शामिल किया गया है, और OSHA 1910.305 विद्युत वायरिंग आवश्यकताएँ सुरक्षा मानकों का संदर्भ देती हैं जो अंततः इन प्रौद्योगिकी विकल्पों को संचालित करती हैं। एक बार जब आप हार्डवेयर चुन लेते हैं, तो अगला सवाल यह होता है कि वास्तव में इन रिले के दैनिक संचालन में ट्रिप होने का कारण क्या है - और किसी उपद्रव की घटना से वास्तविक खराबी को कैसे बताया जाए।
मोटर ओवरलोड के सामान्य कारण जो रिले ट्रिपिंग को ट्रिगर करते हैं
अधिकांश अधिभार यात्राएं पांच कारणों से होती हैं: चालित भार पर यांत्रिक जाम, वोल्टेज शिथिलता या आपूर्ति से असंतुलन, मोटर के अंदर गिरावट, बाड़े में अत्यधिक परिवेशीय गर्मी, और प्रक्रिया संबंधी समस्याएं जैसे पंपों का बंद होना या अधिक भार वाले कन्वेयर। एक रिले शायद ही कभी बिना किसी कारण के यात्रा करता है - और मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन विशेष रूप से वाइंडिंग जलने से पहले इन विफलता मोड को सतह पर लाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यात्रा पढ़ें, बस इसे रीसेट न करें।
यांत्रिक जाम और लॉक्ड-रोटर घटनाएँ
एक जाम शाफ्ट मिलीसेकंड के भीतर लॉक किए गए {{0}रोटर करंट (LRC) - को आमतौर पर 600-800% पूर्ण {{4}लोड एम्प्स - को खींचता है। रिले इसे एक विशाल ओवरकरंट के रूप में देखता है और कक्षा 10 की सेटिंग पर 10 सेकंड के भीतर यात्रा करनी चाहिए। सामान्य यांत्रिक कारणों में पंप इम्पेलर्स में विदेशी वस्तुएं, कन्वेयर सामग्री जाम, जब्त गियरबॉक्स और असफल शाफ्ट कपलिंग शामिल हैं।
मैंने एक बार 75 एचपी क्रशर मोटर पर कक्षा 20 की बार-बार यात्रा के दौरान एक टूटे हुए लचीले कपलिंग का पता लगाया था जो रुक-रुक कर बंध रहा था। बिना लोड परीक्षण के दौरान मोटर ठीक चली, लेकिन पूर्ण फ़ीड दर पर हर 40-60 मिनट में ट्रिप हो गई। रिले ट्रिप लॉग ने 98 ए एफएलए - के मुकाबले 520 ए की चरम धाराओं को दिखाया, जो एक यांत्रिक प्रतिबंध के लिए एक मृत उपहार था, न कि थर्मल बहाव का मुद्दा। कपलिंग को बदलने से यात्राएं पूरी तरह समाप्त हो गईं।
वोल्टेज शिथिलता, असंतुलन और आपूर्ति से जुड़ी समस्याएं
मोटरें स्थिर {{0}शक्ति वाले उपकरण हैं। वोल्टेज को 10% कम करें और टॉर्क को बनाए रखने के लिए करंट लगभग 10-15% बढ़ जाता है - ब्राउनआउट आसानी से पूरी तरह से भरी हुई मोटर को ओवरलोड क्षेत्र में धकेल देता है। NEMA MG 1 निर्दिष्ट करता है कि मोटरों को नेमप्लेट वोल्टेज के ±10% के भीतर काम करना चाहिए; उस बैंड के बाहर, उपद्रव यात्राओं की अपेक्षा करें।
वोल्टेज असंतुलन बदतर है. अमेरिकी ऊर्जा विभाग की मोटर टिप शीट के अनुसार, 3.5% वोल्टेज असंतुलन 25% तक वर्तमान असंतुलन पैदा कर सकता है। कारणों में एक ही फीडर पर असमान एकल चरण भार, डिस्कनेक्ट पर ढीले कनेक्शन, खराब संपर्ककर्ता युक्तियाँ, या उपयोगिता ट्रांसफार्मर की खराबी शामिल हैं।
निदान युक्ति:लोड के तहत मोटर टर्मिनलों पर लाइन {{0} से {{1} लाइन वोल्टेज मापें, एमसीसी बस पर नहीं। वहां 4 V अंतर का मतलब अक्सर मोटर पर 15 V की गिरावट होती है।
भयसूचक चिह्न:आईआर स्कैन - क्लासिक असंतुलन हस्ताक्षर पर एक चरण अन्य की तुलना में 8-12% अधिक गर्म चल रहा है।
बियरिंग विफलता और आंतरिक घर्षण
ख़राब बीयरिंग घूर्णी घर्षण को बढ़ाते हैं, जिससे मोटर को गति बनाए रखने के लिए अधिक करंट खींचने के लिए मजबूर होना पड़ता है। जब तक रिले का थर्मल मॉडल अंततः पर्याप्त नहीं हो जाता तब तक वृद्धि धीरे-धीरे - हो सकती है, सप्ताहों में 3-5% हो सकती है -। यह बिल्कुल धीमा बहाव परिदृश्य है जिसे पकड़ने के लिए थर्मल मेमोरी बनाई गई थी।
संकेत जो लोड के बजाय बीयरिंग की ओर इशारा करते हैं: यात्रा का समय प्रत्येक रीसेट के साथ कम होता जाता है, मोटर बॉडी बेसलाइन आईआर रीडिंग की तुलना में 15-20 डिग्री अधिक गर्म चलती है, और ड्राइव के अंत ब्रैकेट पर कंपन का स्तर 0.3 इंच/सेकेंड आरएमएस से अधिक होता है। मैं यह मानने से पहले एक कंपन स्पेक्ट्रम खींचने की सलाह दूंगा कि प्रक्रिया में समस्या है - असर दोष आवृत्तियों (बीपीएफओ, बीपीएफआई) करंट की पूरी कहानी बताने से बहुत पहले चलने की गति के विशिष्ट गुणकों पर दिखाई देती है।
अत्यधिक परिवेश तापमान
एक ओवरलोड रिले को एनईएमए रेटेड उपकरणों के लिए आमतौर पर 40 डिग्री मानक परिवेश - मानकर कैलिब्रेट किया जाता है। हॉट एमसीसी क्यूबिकल के अंदर लगे बाईमेटैलिक रिले केवल मोटर करंट ही नहीं, बल्कि कैबिनेट का तापमान भी देखते हैं। 55 डिग्री पर स्थित एक रिले पैनल अपनी डायल सेटिंग के सुझाव से 10-15% जल्दी यात्रा करेगा।
दो फ़ील्ड सुधार जिनका मैं नियमित रूप से उपयोग करता हूँ:
परिवेशीय-मुआवजायुक्त द्विधात्विक रिले("तापमान क्षतिपूर्ति" विनिर्देश देखें) - उनमें एक दूसरी बाईमेटल पट्टी शामिल है जो कैबिनेट की गर्मी को रद्द करती है।
बाहरी PT100 इनपुट के साथ इलेक्ट्रॉनिक रिले- वे एम्बेडेड आरटीडी के माध्यम से मोटर के वास्तविक वाइंडिंग तापमान को मापते हैं, जो कैबिनेट परिवेश से पूरी तरह से प्रतिरक्षित है।
संचालित-लोड समस्याएँ
रिले अक्सर ऑपरेटर के नोटिस करने से पहले प्रक्रिया को पकड़ लेता है। विशिष्ट अपराधी:
| आवेदन | सामान्य अधिभार कारण | वर्तमान हस्ताक्षर |
|---|---|---|
| केंद्रत्यागी पम्प | अवरुद्ध चूषण, अत्यधिक भरा हुआ नाबदान, गलत प्ररित करनेवाला ट्रिम | स्थिर 105-120% एफएलए |
| कन्वेयर | सामग्री का निर्माण, जमे हुए रोलर्स, स्टार्टअप पर अधिभार | उच्च आरंभिक धारा, लंबा त्वरण |
| कंप्रेसर | असफल अनलोडर वाल्व, तरल स्लैगिंग | कांटेदार धारा, छोटी -साइकिल यात्राएँ |
| पंखा/ब्लोअर | डम्पर खुला अटक गया, ठंड के मौसम में घनत्व में बदलाव | सीज़न में धीरे-धीरे वृद्धि |
किसी यात्रा घटना की व्याख्या कैसे करें
बस रीसेट न दबाएँ. इलेक्ट्रॉनिक रिले ट्रिपिंग करंट, ट्रिप कारण, और कभी-कभी चरण असंतुलन प्रतिशत - को लॉग करते हैं, उन्हें पहले पढ़ते हैं। यहां वह डायग्नोस्टिक अनुक्रम है जिसका मैं प्रत्येक कॉलआउट पर अनुसरण करता हूं:
यात्रा कोड जांचेंरिले डिस्प्ले पर (अधिभार, चरण हानि, स्टाल, ग्राउंड फॉल्ट)। प्रत्येक एक अलग विफलता परिवार की ओर इशारा करता है।
सभी तीन चरण धाराओं और वोल्टेज को मापेंपुनरारंभ करने से पहले मोटर टर्मिनलों पर। नेमप्लेट FLA और ±10% वोल्टेज से तुलना करें।
फील या आईआर-मोटर फ्रेम को स्कैन करें- यात्रा के बाद गर्म मोटर वास्तविक थर्मल अधिभार का सुझाव देती है; एक ठंडी मोटर आपूर्ति या वायरिंग में खराबी का सुझाव देती है।
शीतलन अवधि की प्रतीक्षा करें(कक्षा और थर्मल मेमोरी के आधार पर 5-30 मिनट) रीसेट करने से पहले। कुछ मिनटों के भीतर बार-बार दौरे पड़ने से संकेत मिलता है कि मूल कारण ठीक नहीं हुआ है।
ईवेंट लॉग करेंदिनांक, वर्तमान रीडिंग, परिवेश और प्रक्रिया स्थिति के साथ। एक ही मोटर पर एक महीने में तीन यात्राएँ एक पैटर्न है, दुर्भाग्य नहीं।
जब एक ही मोटर एक शिफ्ट में दो बार यात्रा करती है, तो उत्तर लगभग कभी नहीं होता है "डायल सेटिंग बढ़ाएँ।" यह केवल लक्षण को छुपाता है और क्षति को रिले से वाइंडिंग तक ले जाता है। वर्तमान हस्ताक्षरों और दोष प्रकारों के बीच गहरे सहसंबंध के लिए, NEMA MG 1 मानक और EASA के मूल कारण विफलता मार्गदर्शिकाएँ बेंच पर रखने योग्य हैं।
ओवरलोड रिले बनाम सर्किट ब्रेकर और मोटर सुरक्षा रिले
संक्षिप्त जवाब:एक ओवरलोड रिले यांत्रिक लोडिंग, चरण हानि, या थर्मल तनाव - के कारण होने वाले निरंतर ओवरकरंट से बचाता है, आमतौर पर 100% -800% पूर्ण लोड एम्प्स। एक सर्किट ब्रेकर या फ़्यूज़ शॉर्ट सर्किट और ग्राउंड फॉल्ट से बचाता है - आमतौर पर 1,000%+ FLA, जिसका समाधान मिलीसेकंड में होता है। एक मोटर सुरक्षा रिले (एमपीआर) प्लस वोल्टेज, इन्सुलेशन और संचार कार्यों दोनों को जोड़ती है। वे विनिमेय नहीं हैं. वे स्तरित हैं.
इसे गलत समझें और आप या तो मोटर जला देंगे या पैनल उड़ा देंगे। मैंने दोनों को देखा है.
तीन उपकरण तीन अलग-अलग कार्य करते हैं
मोटर सर्किट सुरक्षा के बारे में सोचने का सबसे साफ तरीका यहां दिया गया है: प्रत्येक डिवाइस एक विशिष्ट दोष परिमाण और प्रतिक्रिया समय को संभालता है। मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन निम्न मध्य बैंड - धीमी, थर्मल, करंट - में बैठता है। ब्रेकर शीर्ष पर - तेज, चुंबकीय, तात्कालिक बैठता है। वे मिलकर बनाते हैं जिसे एनईसी अनुच्छेद 430 पूर्ण मोटर शाखा सर्किट कहता है।
| उपकरण | दोष प्रकार | विशिष्ट यात्रा सीमा | प्रतिक्रिया समय | रीसेट करने योग्य? |
|---|---|---|---|---|
| फ़्यूज़/एमसीसीबी (शॉर्ट-सर्किट) | शॉर्ट सर्किट, ग्राउंड फॉल्ट | 1,000%-2,000% एफएलए | < 10 ms | फ़्यूज़: नहीं. एमसीसीबी: हाँ |
| अधिभार रिले | निरंतर अधिभार, चरण हानि, रुकावट | 115%-800% एफएलए | 2 सेकंड - 30 मिनट (वर्ग पर निर्भर) | हाँ, मैनुअल या ऑटो |
| मोटर सुरक्षा रिले (एमपीआर) | ओवरलोड + शॉर्ट-सर्किट + वोल्टेज + ग्राउंड + थर्मिस्टर | सभी श्रेणियों में विन्यास योग्य | एमएस से मिनट | हाँ, इवेंट लॉगिंग के साथ |
क्यों एक सर्किट ब्रेकर अकेले आपकी मोटर को नहीं बचाएगा?
छोटे इंस्टॉलेशन पर एक सामान्य गलती: कोई मानता है कि अपस्ट्रीम ब्रेकर मोटर ओवरलोड को "पकड़" लेगा। ऐसा नहीं होगा. 10 एचपी मोटर (480 वी पर लगभग 14 ए एफएलए) को खिलाने वाला एक 30 ए थर्मल - चुंबकीय ब्रेकर 22 ए पर घंटों - के लिए खुशी से बैठ सकता है, एक 157% अधिभार जो एनईएमए एमजी-1 थर्मल सीमा के अनुसार 20 मिनट से कम समय में वाइंडिंग इन्सुलेशन पकाता है।
ब्रेकरों को कैलिब्रेट किया जाता हैतारोंसुरक्षा। ओवरलोड रिले को कैलिब्रेट किया जाता हैमोटरसुरक्षा। विभिन्न थर्मल मॉडल, विभिन्न उद्देश्य। रिले को छोड़ें और आपकी इंसुलेशन क्लास एफ वाइंडिंग्स अपने 20,000 घंटे के डिजाइन जीवन से कई साल पहले ही विफल हो जाएंगी।
जहां मोटर प्रोटेक्शन रिले (एमपीआर) समीकरण बदलते हैं
एक MPR - को लगता है कि श्नाइडर TeSys T, Siemens SIMOCODE, या Eaton C441 - एकीकृत उत्तर है। एक डिवाइस में आपको मिलता है:
अधिभार संरक्षणसही आरएमएस वर्तमान संवेदन के साथ
चरण हानि, उत्क्रमण, और असंतुलन का पता लगाना
ग्राउंड-गलती का पता लगानाFLA के 20% तक नीचे
पीटीसी थर्मिस्टर इनपुटप्रत्यक्ष घुमावदार तापमान के लिए
अंडर/ओवरवोल्टेज और पावर फैक्टर की निगरानी
मोडबस, PROFINET, या ईथरनेट/आईपी संचारपूर्वानुमानित रखरखाव डेटा के लिए
क्या करते है वोनहींकरें: 25 kA शॉर्ट सर्किट को बाधित करें। आपको अभी भी एमपीआर आधारित स्टार्टर के एमसीसीबी या फ्यूज अपस्ट्रीम की आवश्यकता है। एमपीआर संपर्ककर्ता को खोलने के लिए कहता है; संपर्ककर्ता के पास उल्लेख करने लायक कोई शॉर्ट-सर्किट इंटरप्टिंग रेटिंग नहीं है।
एक फ़ील्ड पाठ: लेयरिंग पर $47,000 का पाठ
2022 में मेरे द्वारा ऑडिट किए गए अपशिष्ट जल पंपिंग प्रोजेक्ट पर, ठेकेदार ने छह 75 एचपी कच्चे सीवेज पंपों पर गुणवत्ता वाले एमसीसीबी स्थापित किए थे, लेकिन ओवरलोड रिले छोड़ दिए थे, यह तर्क देते हुए कि "ब्रेकर इसे कवर करता है।" 14 महीनों के भीतर, यूटिलिटी ट्रांसफॉर्मर सेकेंडरी पर लूज लैग के कारण एकल चरणबद्ध घटनाओं के कारण दो मोटरें विफल हो गईं। ब्रेकरों ने कभी भी ट्रिप नहीं किया, शेष दो चरणों में लाइन करंट केवल 165% एफएलए था, जो चुंबकीय ट्रिप से काफी नीचे था। रिवाइंड लागत: $47,000 और बायपास पंपिंग के नौ दिन। चरण{{15}नुकसान का पता लगाने वाला 180 डॉलर का इलेक्ट्रॉनिक अधिभार रिले 3 सेकंड से कम समय में बंद हो गया होगा। यह एक वाक्य में मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन है: धीमी विफलताओं को पकड़ना, जिसे देखने के लिए आपके ब्रेकर को कभी डिज़ाइन नहीं किया गया था।
स्तरित समन्वय के लिए अंगूठे का नियम
शॉर्ट-सर्किट डिवाइस: कंडक्टर और पैनल की सुरक्षा करता है। ओवरलोड रिले: मोटर को थर्मल रूप से सुरक्षित रखता है। एमपीआर: डायग्नोस्टिक्स और प्रीमियम{{3}मोटर-स्तर की सुरक्षा जोड़ता है। मोटर लागत, डाउनटाइम लागत और गंभीरता के आधार पर चयन करें - न कि बाड़े में क्या फिट बैठता है इसके आधार पर।
गैर-महत्वपूर्ण भार पर 5 एचपी से कम की मोटरों के लिए, एक एमसीसीबी और एक बुनियादी बाईमेटेलिक रिले ठीक है। 50 एचपी से ऊपर की मोटरों के लिए, लंबे समय तक पुनः आरंभ करने वाली मोटरों के लिए, या किसी भी प्रक्रिया में जहां अप्रत्याशित शटडाउन की लागत $10,000/घंटा से अधिक होती है, एक एमपीआर एक टाली गई विफलता में स्वयं के लिए भुगतान करता है। OSHA 1910.305 वायरिंग मानक और IEC 60947-4-1 दोनों इस स्तरित दृष्टिकोण को संहिताबद्ध करते हैं - वे इन उपकरणों को विकल्प के रूप में नहीं मानते हैं।
अगला प्रश्न - और वह जो यह निर्धारित करता है कि इनमें से कोई वास्तव में काम करता है या नहीं: आप अपने विशिष्ट मोटर के लिए ओवरलोड रिले की ट्रिप सेटिंग को सही ढंग से कैसे आकार देते हैं? यहीं पर अधिकांश इंस्टॉलेशन विफल हो जाते हैं।
अपनी मोटर के लिए ओवरलोड रिले का आकार और सेट कैसे करें
त्वरित जवाब:ओवरलोड रिले को नेमप्लेट से मोटर के फुल लोड एम्प्स (एफएलए) पर सेट करें, फिर सर्विस फैक्टर - द्वारा ऊपर की ओर समायोजित करें, आमतौर पर 1.15 एसएफ मोटर्स के लिए एफएलए का 115%, या अलग ओवरलोड सुरक्षा का उपयोग करते समय एनईसी 430.32(ए)(1) प्रति 125%। एक ट्रिप क्लास चुनें जो आपके लोड की शुरुआती प्रोफ़ाइल से मेल खाता हो (मानक के लिए कक्षा 10, उच्च जड़ता के लिए कक्षा 20, लंबे समय के लिए कक्षा 30 स्टार्ट पंप और कन्वेयर)। यदि रिले और मोटर अलग-अलग वातावरण में रहते हैं तो परिवेश के तापमान की भरपाई करें। वास्तविक लोड के तहत क्लैंप मीटर के साथ सेटिंग सत्यापित करें - केवल नेमप्लेट पर भरोसा न करें।
6-चरणीय साइज़िंग वर्कफ़्लो जो वास्तव में काम करता है
यहां वह वर्कफ़्लो है जिसके माध्यम से मैं प्रत्येक कमीशनिंग इंजीनियर को चलाता हूं। एक कदम छोड़ें और आपको या तो उपद्रवी यात्राएं मिलेंगी या जली हुई वाइंडिंग मिलेगी। न ही सस्ता है.
मोटर नेमप्लेट FLA पढ़ें.ब्रेकर का आकार नहीं. केबल की क्षमता नहीं. FLA - वह धारा जो मोटर रेटेड वोल्टेज, आवृत्ति और यांत्रिक भार पर खींचती है। 15 किलोवाट 400V टीईएफसी मोटर के लिए, यह आमतौर पर 29-31 ए के आसपास होता है।
सेवा कारक (एसएफ) की पहचान करें।अधिकांश औद्योगिक मोटरें 1.0 या 1.15 हैं। 1.15 एसएफ का मतलब है कि मोटर बिना थर्मल क्षति के 115% एफएलए पर लगातार चल सकती है।
एनईसी 430.32 गुणक लागू करें।एनएफपीए 70 नेशनल इलेक्ट्रिकल कोड के अनुसार, 1.15 या 40 डिग्री तापमान वृद्धि रेटिंग से अधिक या उसके बराबर एसएफ वाले मोटरों के लिए ओवरलोड उपकरणों का आकार एफएलए के 125% पर होता है; अन्य सभी मोटरें FLA के 115% पर।
यात्रा वर्ग का चयन करें.अधिकांश भारों के लिए 6× FLA - डिफॉल्ट पर 10 सेकंड से कम या इसके बराबर में कक्षा 10 की यात्राएँ। क्लास 20 कम्प्रेसर और भारी स्टार्ट पंपों के लिए मानक है। कक्षा 30 बड़े पंखों, सेंट्रीफ्यूज और अन्य उच्च {{9} जड़त्व ड्राइव के लिए आरक्षित है जहां प्रारंभ समय 15 सेकंड से अधिक है।
परिवेश क्षतिपूर्ति लागू करें.यदि यह 55 डिग्री पैनल के अंदर एक द्विधातु रिले है और मोटर 25 डिग्री पंप रूम में है, तो रिले जल्दी ट्रिप हो जाएगी। परिवेशीय -मुआवजा मॉडल का उपयोग करें या इलेक्ट्रॉनिक पर स्विच करें।
फ़ील्ड-सत्यापित करें.सामान्य ऑपरेशन के दौरान मोटर लीड को क्लैंप करें। यदि 29 ए एफएलए मोटर पर मापा गया करंट 22 ए है, तो डायल को ~29 ए - पर सेट करें, न कि 22 ए पर। रिले मोटर की क्षमता की रक्षा करता है, न कि वर्तमान लोड की भूख की।
एनईसी 430.32 त्वरित संदर्भ तालिका
| मोटर प्रकार | अधिभार सेटिंग (FLA का%) | कोड संदर्भ |
|---|---|---|
| सर्विस फैक्टर 1.15 से अधिक या उसके बराबर | 125% | एनईसी 430.32(ए)(1) |
| 40 डिग्री तापमान वृद्धि रेटिंग | 125% | एनईसी 430.32(ए)(1) |
| अन्य सभी मोटरें > 1 एचपी | 115% | एनईसी 430.32(ए)(1) |
| ऊपर की ओर समायोज्य अधिकतम (एसएफ 1.15 से अधिक या उसके बराबर) | 140% | एनईसी 430.32(सी) |
| ऊपर की ओर समायोज्य अधिकतम (अन्य) | 130% | एनईसी 430.32(सी) |
430.32(सी) में वह "समायोज्य ऊपर की ओर" खंड मायने रखता है। यदि मोटर ट्रिपिंग के बिना शुरू नहीं होती है और मूल सेटिंग सही है, तो कोड आपको - ऊपर चढ़ने देता है, लेकिन केवल छत तक, और केवल तभी जब समस्या निवारण ने वास्तविक खराबी को खारिज कर दिया हो।
एक वास्तविक साइज़िंग मिस जिसकी कीमत $18,000 है
मैंने एक अपशिष्ट जल संयंत्र में 75 किलोवाट के खराब केन्द्रापसारक पंप पर इस वर्कफ़्लो का परीक्षण किया, जिसने 14 महीनों में दो मोटरें जला दी थीं। पिछले इलेक्ट्रीशियन ने इलेक्ट्रॉनिक ओवरलोड को 144 ए नेमप्लेट एफएलए - से काफी ऊपर 165 ए - पर सेट किया था क्योंकि मोटर स्टार्टअप पर ट्रिपिंग करती रहती थी। क्लासिक बैंड-सहायता।
वास्तविक मुद्दा: 22{2}}सेकंड द्रव-भरी शुरुआत के साथ एक पंप पर कक्षा 10 ट्रिप वक्र। हमने वर्तमान सेटिंग को वापस 150 ए (144 × 1.04, क्योंकि 50 डिग्री परिवेश के लिए व्युत्पन्न करने के बाद एसएफ केवल 1.0 था) पर गिरा दिया, कक्षा 20 पर स्विच किया, और थर्मल मेमोरी सक्षम की। अगले 18 महीनों में शून्य उपद्रव यात्राएं, और असर तापमान में 8 डिग्री की गिरावट आई क्योंकि मोटर अब लंबे समय तक अतिभारित नहीं थी। कुल तय लागत: एक दोपहर। पिछला मोटर प्रतिस्थापन: भागों और डाउनटाइम में लगभग $18,000।
पाँच सामान्य सेटिंग गलतियाँ जो सुरक्षा को कमजोर करती हैं
FLA के बजाय मापी गई चालू धारा पर सेटिंग।यह आपको कागज पर 20-30% सुरक्षा बैंड देता है लेकिन वोल्टेज शिथिलता या लोड स्विंग के लिए शून्य मार्जिन छोड़ता है। मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन मोटर की पूर्ण तापीय क्षमता - की रक्षा करना है, न कि आपकी मंगलवार दोपहर की लोड रीडिंग की रक्षा करना।
उच्च-जड़ता भार पर कक्षा 10 में डिफ़ॉल्ट।भरी हुई मिल या लंबी पाइपलाइन पंप पर कक्षा 10 का रिले हर शुरुआत के दौरान ट्रिप हो जाएगा। मोटर के त्वरण समय की जाँच करें; यदि यह 10 सेकंड से अधिक हो जाता है, तो आपको कक्षा 20 या 30 की आवश्यकता है।
परिवेश के तापमान डेल्टा को अनदेखा करना।आईईसी 60947-4-1 के अनुसार 40 डिग्री परिवेश पर बाईमेटैलिक रिले बेसलाइन। 60 डिग्री एमसीसी कमरे में 10 डिग्री में मोटर को नियंत्रित करने वाला रिले अपने सेटपॉइंट के लगभग 85% पर यात्रा करेगा।
उच्च-amp मोटरों पर CT अनुपात को भूल जाना।~100 ए से ऊपर, इलेक्ट्रॉनिक रिले आमतौर पर वर्तमान ट्रांसफार्मर के माध्यम से महसूस करते हैं। यदि सीटी 200:5 है और आप "30 ए" डायल करते हैं, तो आप वास्तव में 1,200 ए प्राथमिक पर सुरक्षा कर रहे हैं। मैंने इस तार को 300 एचपी की मोटर के साथ देखा है जिसमें अनिवार्य रूप से कोई सुरक्षा नहीं है।
वाइंडिंग रिवाइंड के बाद कभी भी रीसेट नहीं करना।रिवाउण्ड मोटरों में अक्सर थोड़ा अलग प्रतिरोध और दक्षता होती है। FLA को फिर से मापें और दोबारा कैलिब्रेट करें, पुराना नेमप्लेट अब एक ऐतिहासिक कलाकृति है।
गहन समन्वय कार्य के लिए, NEMA ICS 2 और निर्माता के ट्रिप कर्व्स से परामर्श लें। ईटन, सीमेंस, एबीबी, और श्नाइडर सभी मुफ्त कर्व चयनकर्ता उपकरण प्रकाशित करते हैं - ट्रिप क्लास के लिए प्रतिबद्ध होने से पहले उनका उपयोग करें। एक उचित आकार का रिले अपस्ट्रीम शॉर्ट सर्किट प्रोटेक्टिव डिवाइस (एससीपीडी) के साथ समन्वय करता है, और वह समन्वय मोटर सुरक्षा बुनियादी बातों पर अगला खंड है।
ओवरलोड रिले सुरक्षा के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
पंप स्टेशनों, कन्वेयर लाइनों और एचवीएसी संयंत्रों में सैकड़ों मोटर स्टार्टर चालू करने के बाद, वही प्रश्न मेरे इनबॉक्स में आते रहते हैं। यहां उन लोगों के लिए सीधे उत्तर दिए गए हैं जो सबसे ज्यादा मायने रखते हैं - जो यह निर्धारित करते हैं कि क्या आपका ओवरलोड रिले वास्तव में मोटर की सुरक्षा करता है या बस उपद्रव करता है {{2}जब तक कोई इसे बाहर नहीं फेंक देता।
मोटर ठीक होने के बावजूद भी मेरा ओवरलोड रिले ट्रिप क्यों होता रहता है?
दस में से नौ बार, बार-बार ट्रिपिंग के कारण रिले अपना काम कर रहा है - यह दोषपूर्ण रिले नहीं है। इससे पहले कि आप कुछ भी बदलें, सामान्य रन चक्र के दौरान सभी तीन चरणों पर एक वास्तविक आरएमएस एमीटर को क्लैंप करें और प्रत्येक रीडिंग की तुलना नेमप्लेट एफएलए से करें।
105% एफएलए से ऊपर वर्तमान- वास्तविक यांत्रिक अधिभार। बियरिंग, बेल्ट तनाव, लोड कपलिंग की जाँच करें।
चरण असंतुलन 5% से ऊपर- आपूर्ति-पक्ष का मुद्दा। NEMA MG 1 को 5% वोल्टेज असंतुलन पर मोटर को 25% तक डीरेट करने की आवश्यकता होती है।
विशिष्टता के भीतर वर्तमान, फिर भी यात्राएँ- रिले के आसपास परिवेश का तापमान 40 डिग्री से अधिक है, या डायल एफएलए से नीचे सेट है।
केवल स्टार्टअप पर यात्राएँ- यात्रा श्रेणी बहुत कम है। उच्च जड़ता भार के लिए कक्षा 10 से कक्षा 20 या 30 में जाएँ।
एक पेपर मिल में जिसका मैंने ऑडिट किया था, 75 किलोवाट रिफाइनर मोटर पर एक पुनरावर्तक यात्रा एक असफल संपर्ककर्ता के रूप में निकली: बंद होने के दौरान गड्ढे वाले संपर्क 40 एमएस के लिए एक चरण में गिर गए, जिसे इलेक्ट्रॉनिक रिले ने चरण हानि के रूप में सही ढंग से चिह्नित किया। संपर्ककर्ता समस्या थी, रिले नहीं।
क्या मुझे ओवरलोड रिले को मैन्युअल रूप से या स्वचालित रूप से रीसेट करना चाहिए?
लगभग हर औद्योगिक अनुप्रयोग में मैन्युअल रीसेट। स्वचालित रीसेट खतरनाक है क्योंकि यह अंतर्निहित दोष को छुपाता है और मोटर ड्राइविंग उपकरण को पुनः आरंभ कर सकता है जिस पर कोई काम कर रहा है।
ओएसएचए का लॉकआउट/टैगआउट फ्रेमवर्क (29 सीएफआर 1910.147) प्रभावी ढंग से स्वचालित रीसेट को अस्वीकार करता है जहां अप्रत्याशित स्टार्टअप कर्मियों को चोट पहुंचा सकता है। संकीर्ण अपवाद - दूरस्थ पंपिंग स्टेशन, अप्राप्य साइटों पर प्रशीतन कंप्रेसर - में अभी भी रखरखाव के लिए एक ट्रिप काउंटर और अलार्म शामिल होना चाहिए। मैंने एक कूलिंग टावर पंखे को जलने से पहले एक शिफ्ट में 14 ऑटो रीसेट के माध्यम से चक्रित होते देखा है; मैन्युअल रीसेट ने इसे ट्रिप #1 पर पकड़ लिया होगा।
क्या ओवरलोड रिले शॉर्ट सर्किट से बचाता है?
नहीं, मोटर सुरक्षा में ओवरलोड रिले फ़ंक्शन के बारे में यह सबसे आम ग़लतफ़हमी है। ओवरलोड रिले को 100-800% एफएलए रेंज में ओवरकरंट के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें प्रतिक्रिया समय सेकंड से मिनट तक है। एक बोल्ट वाला शॉर्ट सर्किट एक चक्र के तहत 10,{6}} एम्पियर तक पहुंच सकता है (60 हर्ट्ज पर 16.7 एमएस) - रिले संपर्क कभी भी ट्रिप होने से पहले वेल्ड हो जाएंगे।
शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा अपस्ट्रीम डिवाइस का काम है: aमोटर सर्किट रक्षक (एमसीपी), ढाला हुआ -केस सर्किट ब्रेकर, याफ़्यूज़ का आकार प्रति एनईसी 430.52. तीन उपकरण शॉर्ट्स के लिए ब्रेकर, स्विचिंग के लिए कॉन्टैक्टर, थर्मल सुरक्षा के लिए ओवरलोड रिले के रूप में एक टीम के रूप में काम करते हैं। किसी एक को हटा दें और सुरक्षा योजना ध्वस्त हो जाएगी।
ओवरलोड रिले का परीक्षण कितनी बार किया जाना चाहिए?
| परीक्षण प्रकार | आवृत्ति | यह क्या सत्यापित करता है |
|---|---|---|
| दृश्य निरीक्षण | हर 6 महीने में | मलिनकिरण, धूल, ढीले टर्मिनल |
| यात्रा परीक्षण (परीक्षण बटन) | हर साल | मैकेनिकल ट्रिप लिंकेज और एनसी संपर्क |
| प्राथमिक इंजेक्शन परीक्षण | हर 3-5 साल में | 2× और 6× FLA पर ट्रिप वक्र सटीकता |
| पूर्ण प्रतिस्थापन | 10-15 वर्ष (थर्मल) / 15-20 वर्ष (इलेक्ट्रॉनिक) | सेवा जीवन की समाप्ति |
NETA MTS-2023 ("रखरखाव परीक्षण विशिष्टताओं के लिए मानक") स्वीकृति सहनशीलता प्रकाशित करता है - आम तौर पर 300% सेटिंग पर प्रकाशित यात्रा समय का ±15%। यदि प्राथमिक इंजेक्शन के दौरान आपका रिले उस विंडो के बाहर चला जाता है, तो उसे बदल दें।
क्या मैं दो मोटरों के लिए एक ओवरलोड रिले का उपयोग कर सकता हूँ?
केवल तभी जब दोनों मोटरें हमेशा एक साथ चलती हैं, और संयुक्त एफएलए एक ही रिले की सीमा के भीतर बैठता है। एनईसी 430.32 विशिष्ट परिस्थितियों में समूह मोटर सुरक्षा की अनुमति देता है, लेकिन मैं इसके खिलाफ सलाह देता हूं। व्यक्तिगत रिले की लागत $40-$200 प्रत्येक; एक जली हुई मोटर की कीमत $2,000 से $50,000 और डाउनटाइम होती है। गणित शायद ही कभी करीब हो.
सेकंडों में "ट्रिप क्लास" का वास्तव में क्या मतलब है?
ट्रिप क्लास वह अधिकतम समय है जो रिले को ठंडी अवस्था से शुरू करके अपनी वर्तमान सेटिंग के 600% पर ट्रिप करने में लगेगा:
कक्षा 10- 10 सेकंड के भीतर यात्राएं। सबमर्सिबल पंप, हर्मेटिक कंप्रेसर।
कक्षा 2020 सेकंड के भीतर - यात्राएं। सामान्य -उद्देश्यीय कार्यकर्ता।
कक्षा 30- 30 सेकंड के भीतर यात्राएं। उच्च -जड़ता पंखे, सेंट्रीफ्यूज, क्रशर
.
क्या वीएफडी ओवरलोड रिले की आवश्यकता को खत्म कर देते हैं?
आधुनिक परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव में इलेक्ट्रॉनिक मोटर अधिभार (डिफ़ॉल्ट रूप से कक्षा 10/20, प्रति यूएल 508सी) शामिल है, जो उस फ़ंक्शन के लिए वीएफडी सूचीबद्ध होने पर एनईसी 430.32 को संतुष्ट करता है। एक अलग अधिभार रिले वैकल्पिक हो जाता है - लेकिन मैं तब भी महत्वपूर्ण भार पर एक निर्दिष्ट करता हूं जब मोटर वीएफडी बाईपास के दौरान सीधे - लाइन पर चलती है। बेल्ट{{9}और-सस्पेंडर्स सुरक्षा की लागत अनियोजित शटडाउन से कम होती है।
विश्वसनीय मोटर सुरक्षा के लिए मुख्य उपाय और अगले चरण
तीन कार्य. एक उपकरण. यही इसका सार हैमोटर सुरक्षा में अधिभार रिले फ़ंक्शन: निरंतर ओवरकरंट और थर्मल अधिभार संरक्षण, चरण हानि और असंतुलन का पता लगाना, और थर्मल मेमोरी द्वारा समर्थित ट्रिप क्लास समन्वय। उन तीनों को ठीक से प्राप्त करें, और आप विद्युत तनाव - के कारण होने वाली लगभग 80% इन-सर्विस मोटर विफलताओं को रोक देंगे, आईईईई अध्ययन लगातार अनियोजित मोटर प्रतिस्थापन के अग्रणी चालक के रूप में रैंक करता है।
एक नज़र में तीन सुरक्षाएँ
| समारोह | यह क्या रोकता है | कुंजी सेटिंग |
|---|---|---|
| सतत ओवरकरंट/थर्मल ओवरलोड | लॉक किया गया रोटर बहुत लंबे समय तक रखा गया, लंबे समय तक टॉर्क से अधिक रहा, शीतलन अवरुद्ध रहा | एफएलए (नेमप्लेट) × सर्विस फैक्टर |
| चरण हानि और असंतुलन | एकल -फ़ेज़िंग, उड़ा हुआ फ़्यूज़, ढीला लग, उपयोगिता दोष | आमतौर पर 3 सेकंड के भीतर 30-40% असंतुलन पर यात्रा |
| ट्रिप क्लास और थर्मल मेमोरी | प्रारंभ होने पर उपद्रवकारी यात्राएँ; तीव्र पुनः आरंभ से संचयी क्षति | कक्षा 10 (मानक), 20 (उच्च-जड़ता), 30 (भारी भार) |
चयन और आकार - गैर -परक्राम्य
अनुमान लगाना छोड़ें. नेमप्लेट एफएलए का उपयोग करें, न कि ब्रेकर रेटिंग का, न कि मोटर की अश्वशक्ति को किसी सामान्य नियम से गुणा करने का। 1.15 सर्विस फैक्टर मोटर्स के लिए, एफएलए के 115-125% के बीच सेट करें। 1.0 एसएफ मोटर्स के लिए, सीमा 115% है। जड़ता लोड करने के लिए ट्रिप क्लास का मिलान करें - पंप और पंखे के लिए क्लास 10, कन्वेयर और कंप्रेसर के लिए क्लास 20, सेंट्रीफ्यूज, बड़े ब्लोअर और 10 सेकंड से अधिक के शुरुआती समय वाली किसी भी चीज़ के लिए क्लास 30।
महत्वपूर्ण ड्राइव पर इलेक्ट्रॉनिक रिले तेजी से भुगतान करते हैं। 75 किलोवाट के कूलिंग टॉवर पंखे पर, जिसे मैंने पिछले साल दोबारा लगाया था, ग्राउंड फॉल्ट और चरण असंतुलन के साथ एक इलेक्ट्रॉनिक रिले के लिए एक द्विधात्विक इकाई की अदला-बदली करने से उपद्रव यात्राएं 6 प्रति तिमाही से शून्य हो गईं और तीन सप्ताह पहले एक बिगड़ती स्टेटर वाइंडिंग पकड़ी, जो भयावह रूप से विफल हो गई थी - यदि आप मोटर, डाउनटाइम और आपातकालीन श्रम को ध्यान में रखते हैं, तो लगभग 14,000 डॉलर की बचत होती है।
मौजूदा मोटर नियंत्रण केंद्रों के लिए ऑडिट चेकलिस्ट
इस सूची के साथ अपने एमसीसी पर चलें। आपको प्रति 10 स्टार्टर्स में कम से कम एक अंक मिलने की संभावना है:
मोटर नेमप्लेट FLA के विरुद्ध डायल सेटिंग सत्यापित करें।मोटर स्वैप से विसंगतियां सबसे आम खोज हैं - किसी ने 15 एचपी मोटर को 18.5 एचपी यूनिट से बदल दिया और किसी ने भी ओवरलोड को रीसेट नहीं किया।
पुष्टि करें कि ट्रिप क्लास लोड प्रकार से मेल खाता है।कक्षा 10 रिले पर उच्च -जड़ता भार दीर्घकालिक उपद्रव ट्रिपिंग उत्पन्न करता है; ऑपरेटर डायल को जैक करके इसे "समाधान" करते हैं, जो सुरक्षा को पूरी तरह से विफल कर देता है।
बायपास किए गए या जम्पर्ड ओवरलोड की जाँच करें।ऐसा होता है। जितना कोई स्वीकार करता है उससे कहीं अधिक बार।
पुरानी द्विधातु इकाइयों पर हीटर तत्वों का निरीक्षण करें।बदरंग, जंग लगे या गलत आकार के हीटरों को बदला जाना चाहिए। वास्तविक FLA के विरुद्ध निर्माता के कैटलॉग में हीटर तालिका को क्रॉस करें।
यात्रा तंत्र का परीक्षण करें.एकीकृत परीक्षण बटन या इंजेक्शन परीक्षण का उपयोग करें। बिना यात्रा इतिहास वाले 15 वर्ष से अधिक पुराने रिले संदेहास्पद हैं - कि वे कभी ट्रिप नहीं हुए होंगे, या वे अब सक्षम नहीं हो सकते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक रिले पर यात्रा इतिहास लॉग की समीक्षा करें।बार-बार चरण असंतुलन की घटनाएं उपयोगिता संबंधी समस्याओं की ओर इशारा करती हैं; बार-बार थर्मल ट्रिप लोड या कूलिंग समस्याओं की ओर इशारा करते हैं।
स्वयं संचालित इलेक्ट्रॉनिक रिले पर सीटी अनुपात और वायरिंग सत्यापित करें।उलटा सीटी या गलत टैप सुरक्षा को अंधा कर देता है।
नई स्थापनाएँ निर्दिष्ट करना
लगभग 7.5 किलोवाट से ऊपर के नए मोटर स्टार्टर्स के लिए, बेसलाइन के रूप में चरण हानि, असंतुलन, ग्राउंड फॉल्ट और संचार (मॉडबस, प्रोफिबस, या ईथरनेट/आईपी) के साथ इलेक्ट्रॉनिक अधिभार रिले निर्दिष्ट करें। वृद्धिशील लागत - आम तौर पर $80-$200 प्रति स्टार्टर - डायग्नोस्टिक मूल्य और हीटर {{6}तत्व सूची के उन्मूलन के मुकाबले तुच्छ है। अंतर्राष्ट्रीय परियोजनाओं के लिए IEC 60947-4-1 या उत्तरी अमेरिकी कार्य के लिए NEMA ICS 2 के अनुपालन की आवश्यकता है, और मोटर शाखा-सर्किट सुरक्षा आवश्यकताओं के लिए NFPA 70 (NEC) अनुच्छेद 430 के विरुद्ध क्रॉस-चेक करें।
मानव परत को मत भूलना. एमसीसी एलिवेशन ड्राइंग पर दस्तावेज़ अधिभार सेटिंग्स, प्रत्येक स्टार्टर को उसके द्वारा संचालित मोटर और सही डायल सेटिंग के साथ टैग करें, और रखरखाव तकनीशियनों को एक रीसेट {{1} और {{2} रन स्थिति और एक यात्रा जो मूल कारण विश्लेषण की मांग करती है, के बीच अंतर पर प्रशिक्षित करें। एक रिले जो एक शिफ्ट में दो बार यात्रा करती है वह आपको कुछ बता रही है - इसे सुनें।
आपके अगले तीन कार्य
इस सप्ताह:अपनी पांच सबसे महत्वपूर्ण मोटरों की नेमप्लेट खींचें और सत्यापित करें कि ओवरलोड डायल सेटिंग्स FLA के 115-125% के भीतर हैं।
यह तिमाही:ऊपर दिए गए सात{0}}बिंदु चेकलिस्ट का उपयोग करके संपूर्ण एमसीसी का ऑडिट करें। प्रत्येक खोज को लॉग करें.
इस साल:मिशन के महत्वपूर्ण ड्राइव पर बाईमेटेलिक ओवरलोड को इलेक्ट्रॉनिक इकाइयों से बदलें जो चरण असंतुलन, ग्राउंड फॉल्ट और ट्रिप इतिहास की पेशकश करती हैं। अपग्रेड के लिए प्रति स्टार्टर 2-4 घंटे का बजट।
मोटर सुरक्षा ग्लैमरस नहीं है, लेकिन यह विश्वसनीय औद्योगिक संचालन की शांत रीढ़ है। एक सही ढंग से निर्दिष्ट, उचित आकार और नियमित रूप से सत्यापित ओवरलोड रिले आपको वर्षों का अतिरिक्त मोटर जीवन प्रदान करता है और उत्पादन लाइनों को चालू रखता है। मोटर विफलता मोड पर गहन विश्वसनीयता डेटा के लिए, इलेक्ट्रिक पावर रिसर्च इंस्टीट्यूट (ईपीआरआई) बुकमार्क करने लायक उत्कृष्ट क्षेत्र अध्ययन प्रकाशित करता है।