笔者遇到好几起关于风机回路热继电器误动作的案例,而且都具有一定的共性,特在本文分析和梳理一下。
某现场额定功率为2.2kW的风机,额定电流4.7A,起动电流42.3A,起动电流倍数为9,起动时间大概为10~15秒。
现场反馈,采用脱扣等级为30级的LR9D08电子式过载保护继电器,起动时出现误动作的情况。
LR9D08是一款电子式过载保护继电器,其过载保护整定范围为1.6A~8A,可以与LC1D09~38接触器直接连接,脱扣等级可以选择5,10,20,30四档。
关于“脱扣等级”的概念,文章《电动机保护断路器和热继电器的脱扣等级是指什么》里详细介绍过。脱扣等级的主要作用是避免过载保护器件在电动机起动阶段误动作,电动机的启动时间越长,脱扣等级对应的数字就越大。
以脱扣等级30为例,对于普通的热继电器其动作时间范围为9~30秒(下表2左列),什么意思呢?
意思就是在7.2倍过载保护整定电流Ir情况下,该热继电器的动作时间在9秒至30秒之间任何一个时间动作,从GB/T14048.4标准的角度来说都是合格的。
当然了,热继电器厂家一般会将产品的动作时间控制在中间值即15秒左右,但是从正态分布的角度考虑,9秒到30秒之间的产品都会有。
如果某过载保护继电器宣称更窄的脱扣时间范围比如20秒~30秒,那么它所对应的脱扣等级仍然是30级,但是一般需要在数字30后面加E,表示可以满足更严格的允差(公差带E)。
脱扣等级尾缀带字母“E”的一般都是电子式产品,价格相对于普通的双金属片原理的热继电器会高。
回到案例本身,2.2kW风机起动时间为10秒~15秒的风机,起动倍数为9,根据LR9D08的脱扣曲线图,冷态起动时7.2倍Ir下的动作时间在20秒左右,热态起动7.2倍Ir下的动作时间在7秒左右。
如果起动倍数为9,从时间-电流曲线的趋势看动作时间接近于10秒,所以脱扣等级即使选择30级,起动过程中也有可能会误动作,尤其是热态起动。
如果要保证风机顺利启动,那么选择脱扣等级为30E的产品不就完了吗?
事实上,由于双金属片原理的热继电器很难做到30E级,唯独只有电子式产品可以选择。
我们看下可选的方案:
1、LRD系列热继电器进口产品有脱扣等级为20级的产品,无30E级产品,不满足要求;
2、LR9G系列电子式过载保护继电器虽然有30E级,但最小工作电流为28A,无法用于2.2kW电动机回路;
3、Tesys T马保的脱扣等级可以选择30E级,但是其价格会远远高于普通过载保护继电器,且该风机只需要过载和缺相保护,无过多其他保护和智能化要求,Tesys T显得有些浪费;
4、断路器方面NSX**Micrologic 6E-M电动机保护型断路器的脱扣等级可以选择30E级,但同样是成本原因会让客户放弃该方案;
最终昌晖仪表推荐给客户的方案是:LR97D07M7电子式过电流继电器,其过载保护设定范围1.2A~7A,适用于2.2kW的电动机。
最重要的是LR97D电子式过电流继电器的“D-Time”对应于电动机起动时间,而且是定时限保护,延时时间最短可以设置0.5秒,最大可以设置30秒,完全可以躲过最大起动时间为15秒的风机。
O-time对应过载保护时的延时脱扣时间,也是定时限保护,时间范围为0.3~10秒。
简单的做个总结:
1、对于电动机回路热继电器或电动机保护型断路器在起动过程中(注意不是起动瞬间)误跳的案例,建议先确定电动机的实际起动时间,再与过载保护器件的脱扣等级对应的数字进行比较;
2、起动时间超过10秒的电动机,不建议选用常规的热继电器,因为常规热继电器的脱扣等级一般为10A或10级,即7.2倍整定电流下的动作时间会小于10秒,无法躲过长时间起动;
3、起动时间超过10秒的电动机,建议选择脱扣等级20级或30级产品,或者选用公差范围更窄的20E级或30E级产品,还可以选用LR97D等类似的定时限保护产品,来满足长启动要求;
4、电动机起动时间越长,脱扣等级对应的数字就越大。
作者:宾昭平