Назначение уневерсального блока защиты УБЗ-301М

Универсальный блок защиты электродвигателей УБЗ-301М (5-50 А;10–100 А;63–630 А) - микропроцессорное устройство предназначенное для постоянного контроля параметров сетевого напряжения и действующих значений фазных и линейных токов в электроцепи. В основном используется для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей (ЭД), мощностью от 2,5 кВт до 315 кВт ( в том числе и в сетях с изолированной нейтралью), насосного и вентиляционного оборудования, АВР.

Универсальный блок защиты электродвигателей УБЗ–301М осуществляет полную и эффективную защиту электрооборудования отключением от сети и/или блокированием его пуска в следующих случаях:

• некачественном сетевом напряжении (недопустимые скачки напряжения, обрыв фаз, нарушение чередования и слипания фаз, перекос фазных/линейных напряжений);
• механических перегрузках (симметричный перегруз по фазным/линейным токам) – защита от перегруза с зависимой выдержкой времени;
• несимметричных перегрузок по фазным/линейным токам, связанных с повреждениями внутри двигателя – защита от перекосов фазных токов с последующим запретом АПВ;
• несимметрии фазных токов без перегруза, связанных с нарушением изоляции внутри двигателя и/или подводящего кабеля;
• исчезновении момента на валу электродвигателя («сухой ход» – для насосов) – защита по минимальному пусковому и/или рабочему току;
• при недопустимо низком уровне изоляции на корпус – проверка перед включением с блокировкой пуска при плохой изоляции;
• замыкании на «землю» обмотки статора во время работы – защита по токам утечки на «землю».

Блок защиты УБЗ-301М обеспечивает защиту электрооборудования путем управления катушкой магнитного пускателя (контактора).

Блок защиты УБЗ-301М выполняет следующие функции:

• простую и точную установку номинального тока ЭД, используя стандартную шкалу номинальных токов;
• установку рабочего тока ЭД, отличного от стандартных значений с учетом длительно допустимой перегрузки;
• срабатывание по перегрузу с зависимой выдержкой времени. В процессе работы решается дифференциальное уравнение теплового баланса электродвигателя. Такой подход позволяет учитывать предыдущее состояние электродвигателя и наиболее достоверно принимать решение о наличии тепловой перегрузки. Этот метод позволяет также учесть нагрев электродвигателя при пусках и ограничить (по желанию заказчика) их число в единицу времени;
• возможность сдвигать токо-временную характеристику как по оси токов (пот. № 1,2), так и по оси времени (пот. №3 – время срабатывания при 2-хкратном перегрузе);
• выставление порогов срабатывания по минимальному/максимальному напряжению, перекосу линейных напряжений и фазных токов, а также времени автоматического повторного включения по усмотрению заказчика самостоятельно;
• индикацию вида аварии, наличия сетевого напряжения, токового диапазона, на который настроен блок и включения нагрузки;
• через блок обмена БО-01 позволяет осуществлять обмен и передачу информации по протоколу RS-485 (БО-01 поставляется под заказ).

Общие положения

Блок защиты УБЗ-301М является микропроцессорным цифровым устройством с высокой степенью надежности и точности. Оперативного питания не требуется – контролируемое напряжение является одновременно напряжением питания. Одновременный раздельный независимый контроль по сетевому напряжению и фазным токам позволяет различать вид возникшей аварии: при авариях сетевого напряжения блок осуществляет автоматическое повторное включение (АПВ) нагрузки после восстановления параметров напряжения; если авария возникла из-за повреждений внутри двигателя (перекос фазных токов при симметричном сетевом напряжении, наличие токов утечки и т.д.) происходит блокировка повторного пуска.

Блок защиты УБЗ-301М комплектуется тремя тороидальными датчиками тока, два из которых – датчики фазного/линейного тока (ТТ1, ТТ2), через которые продеваются силовые фазные провода. Третий датчик отличается увеличенным диаметром – дифференциальный датчик тока (ДТТ), через который продеваются три силовых провода. Клеммами 6,7,8,9 блок включается параллельно контролируемой сети. На выходе – замыкающий и размыкающий контакты (кл. 1,2,3,4). Выходные кл.3-4 включаются в разрыв цепи питания катушки пускателя (в схему управления). Клемма 5 предназначена для контроля уровня изоляции. Схема включения блока показана на рис.

При срабатывании блока отключение нагрузки производится путем разрыва цепи питания катушки магнитного пускателя через размыкающие контакты 3-4.

Характеристика выходных контактов 1-2-3-4

Выставление номинальных параметров и порогов срабатывания осуществляется с помощью потенциометров, шлицы которых выведены на лицевую панель прибора.

Технические характеристики блока защиты электродвигателей УБЗ-301М

Описание работы блока защиты электродвигателей УБЗ-301М

После подачи напряжения на блок УБЗ-301М перед включением выходного реле проверяется:

• величина сопротивления изоляции обмотки статора на корпус. При сопротивлении изоляции ниже 500 + 5 кОм нагрузка не включается, загорается постоянным свечением кр. светодиод «Изоляция»;
• качество сетевого напряжения: полнофазность, симметричность, величину действующего линейного напряжения – при наличии любого из запрещающих факторов нагрузка не включается, кр. светодиод «Авария U» мигает;
• правильное чередование фаз, отсутствие их слипания – при наличии любого из запрещающих факторов нагрузка не включается, все кр. светодиоды поочередно мигают.

Если все параметры в норме нагрузка включается через время Твкл. – загорается зел. светодиод «Нагрузка».

После включения нагрузки блок УБЗ-301М осуществляет контроль по напряжению и токам.

Решение на отключение нагрузки принимается по следующим факторам:

• превышение действующего значения напряжения на 50 В выше выставленной уставки (пот. № 4) – мигает кр. светодиод «Авария U», АПВ разрешается ;
• превышение действующего значения тока над номинальным (рабочим, уст. пот. № 1,2,3);
• если перегруз возник по току, но теплового перегруза нет – кр. светодиод «Перегрузка» мигает, нагрузка не отключается;
• если токовый перегруз привел к тепловому – нагрузка отключается, кр. светодиод «Перегрузка» загорается постоянным свечением, горит в течение 0,9 от времени Твкл, АПВ разрешается;
• перекос по токам (уст. пот. №5), превышающий в 2 раза перекос по сетевому напряжению – нагрузка отключается, все кр. светодиоды загораются постоянным свечением, блок блокируется, АПВ запрещается. Для разблокирования необходимо снять напряжение с блока. Предполагается, что такой виде аварии связан с повреждением внутри двигателя;
• перекос по токам (уст. пот. №5), превышающим перекос по напряжению меньше, чем в 2 раза – нагрузка отключается, загорается постоянным свечением кр. светодиод «Авария U», АПВ разрешено;
• перекос по токам (уст. пот. №5) меньше, чем перекос по напряжению – нагрузка отключается, мигает кр. св. диод «Авария U», АПВ разрешено;
• среднее значение тока меньше Iмин (уст. пот. № 6) – нагрузка отключается, все кр. светодиоды одновременно мигают, блок блокируется, АПВ запрещено. Для разблокирования – снять напряжение с блока.

Подготовка к работе блока защиты электродвигателей УБЗ-301М

Блок УБЗ-301М выпускается полностью готовым к эксплуатации и не требует особых мероприятий по подготовке к работе. В связи с применением цифровой технологии, уставки в блоке УБЗ-301М достаточно точно выверены, поэтому их выставление возможно без контрольных приборов. При эксплуатации блока в соответствии с техническими условиями и настоящим паспортом в течение срока службы, в том числе, при непрерывной работе, проведение регламентных работ не требуется.

Ввод в работу производится следующим образом:

1. Ручками потенциометров установить номинальный (рабочий) ток, пороги и времена срабатывания, время повторного включения.
2. Подключить блок согласно приведенной схеме подключения (см. рис.):

• клеммами 6(L1), 7(L2), 8(L3), 9(N) - параллельно контролируемой сети;
• к клеммам 13, 14, 15, 16 – два датчики тока, через каждый из которых продеты силовые фазных провода, питающие нагрузку;
• при подключении следует учитывать маркировку датчиков: 1-й датчик – начало – кл. 13, конец – кл. 14;
• 2-й датчик – начало кл. 15, конец – кл. 16 к клеммам 17, 18 – подключить дифференциальный датчик тока, через который продеты все три фазных провода (маркировка подключения не важна);
• клемму контроля изоляции 5 подключить к одному из выходных контактов МП;
• подключить выходные контакты (кл. 3-4) к схеме питания катушки магнитного пускателя ( МП) (схеме управления);
• к клеммам 10,11, 12 – подключить блок обмена и передачи информации БО-01 (комплектуется под заказ).

3. Подать напряжение на блок. Убедиться по количеству миганий зеленого св. диода в правильности выставления номинального тока. Через время Твкл (при отсутствии запрещающих включение факторов) произойдет включение выходного реле блока. Если Твкл = 0, то первое включение произойдет через 2-3 сек.

Подключение блока производить с соблюдением правил техники безопасности.

Рекомендуется выставлять уставки «на холодную». Допускается в режиме опробования выставлять уставки под напряжением при соблюдении правил безопасности.

Алгоритм работы УБЗ 301М

После подачи напряжения на блок перед включением выходного реле проверяется:

• уровень изоляции обмотки статора на корпус. При сопротивлении изоляции ниже 500 + 20 кОм нагрузка не включается, загорается постоянным свечением красный светодиод ИЗОЛЯЦИЯ;
• качество сетевого напряжения: полнофазность, симметричность, величину действующего линейного напряжения – при наличии любого из запрещающих факторов нагрузка не включается, красный светодиод АВАРИЯ U мигает;
• правильное чередование фаз, отсутствие их слипания – при наличии любого из запрещающих факторов нагрузка не включается, все красные светодиоды поочередно мигают. Если все параметры в норме, то через время Твкл. включается выходное реле блока (к-ты 3-4 замыкаются, 1-2 размыкаются) – загорается зел. светодиод НАГРУЗКА. Если при этом токи нагрузки не появились (меньше 2% номинала), считается, что нагрузка не включена, контроль и принятие решения по качеству напряжения и уровню изоляции сохраняется. В случае, если в бестоковую паузу появились запрещающие факторы – выходное реле блока отключается. После включения нагрузки (появления токов больше 2% номинала) блок осуществляет контроль по напряжению и токам. Решение на отключение нагрузки принимается по следующим факторам:
• превышение действующего значения тока над номинальным (рабочим, уст. пот. №№ 1,2,3); если перегруз возник по току, но теплового перегруза нет – красный светодиод ПЕРЕГРУЗКА мигает, нагрузка не отключается; если токовый перегруз привел к тепловому – нагрузка отключается, красный светодиод ПЕРЕГРУЗКА загорается постоянным свечением, горит в течение 0,9 от времени Твкл, АПВ разрешается;
• относительное значение обратной последовательности токов в два раза превышает относительное значение обратной последовательности напряжений (уст. пот. №5) – нагрузка отключается, все красные светодиоды загораются постоянным свечением, блок блокируется, АПВ запрещается. Для разблокирования необходимо снять напряжение с блока. Предполагается, что такой вид аварии связан с повреждением внутри двигателя;
• относительная обратная последовательность токов (уст. пот. №5), превышающая обратную последовательность напряжений менее, чем в 2 раза – нагрузка отключается, загорается постоянным свечением красный светодиод АВАВРИЯ U, АПВ разрешено;
• относительное значение обратной последовательности токов (уст. пот. №5) меньше двойного относительного значения обратной последовательности напряжений – нагрузка отключается, мигает красный светодиод АВАРИЯ U, АПВ разрешено;
• среднее значение тока меньше Iмин (уст. пот. № 6) – нагрузка отключается, все красные светодиоды одновременно мигают, блок блокируется, АПВ запрещено. Для разблокирования – снять напряжение с блока

ВНИМАНИЕ. Если после включения нагрузки блок ее тут же отключил и заблокировался по перекосу токов – одной из причин этому может быть неправильная полярность подключения датчиков тока ТТ1 или ТТ2. В этом случае рекомендуется изменить подключение одного из датчиков тока, поменяв местами начало-конец на клеммах 13-16. Если при повторной попытке включения нагрузки указанный выше эффект повторяется – значит, датчики были подключены верно, причина перекоса – неисправность ЭД и/или подводящего кабеля.

Примечание. Крепление датчиков производится с помощью пластиковых хомутов, входящих в поставку.

Схема подкючения блока УБЗ-301

Условные обозначения:

• МП – магнитный пускатель;
• КМП – катушка МП;
• ДТТ – датчик дифференциального тока (дифференциальный трансформатор тока);
• ТТ1, ТТ2 – датчики тока;
• БО-01 – блок обмена и передачи информации (под заказ)