Главные сведения
Шкаф управления БМС-2-30 нужен для управления и контроля электродвигателя привода насосов штанговых (станков-качалок), в сетях с глухозаземленной нейтралью, мощностью от 7,5 до 30 кВт, если рабочий ток пребывает в диапазоне 14...63 А. Блочно-модульные станции управления модели БМС сертифицированы. Сертификат соответствия № POCC RU.ММ04.В03413, срок действия с 14.02.2013 г. по 13.02.2016 г., орган по сертификации рег. № РОСС RU.0001.11ММ04.
основные характеристики
Параметры электропитания
трех фазное напряжение питания 380 В−15%+10% частотой 50±1 Гц. потребляемая мощность, ВА, не более 50.
Конструктивные параметры:
габаритные размеры, мм, не более 750х575х250
масса, кг нетто не более 36
брутто не более 60
Правила эксплуатации:
Данное оборудование следует эксплуатировать при температуре окружающей среды от минус 40°С до + 50 °С
При температуре 25 гр. С, относительная влажность воздуха должна быть менее 98 %.
Станция обеспечивает несколько режимов управления работой электрических двигателей:
Обеспечивает сохранность электрооборудования, отключая его от питания в следующих случаях:
- питание перестало сохранять свое стандартное значение. Это может быть вследствие скачков напряжения, обрыва одной или большего количества фаз, вследствие совмещения фаз и нарушения их очередности, в следствии перекоса линейного или фазового напряжения;
- перегрузка двигателя. Когда имеет место симметричная токовая перегрузка, то в дело вступает программа защиты от данной проблемы, с «выставленной» временной задержкой;
- перегруз по току несимметричного вида. Данная проблема, бывает совместно с проблемой внутри электрического двигателя. Оборудование защищается от перекоса фазных токов. В дальнейшем действует запрет на АПВ;
- исчезновение момента на валу ЭД ("сухой ход" - для насосов) - предохранение по наименьшему пусковому и/или рабочему току;
- при минимальной толщине изоляции на корпус - испытание перед подключением с блокировкой запуска при недостаточной изоляции;
- произошло короткое замыкание на заземленный корпус стартерной обмотки, во время работы электрооборудования.
Еще одним уровнем защиты, является контактор. Управление его катушкой, позволяет создать еще один уровень защиты электрооборудования.
В блоке предусмотрено осуществление следующих возможностей:
- возможность предварительной и точной настройки номинального тока электродвигателя. Это происходит с помощью стандартной шкалы (см. таблицу №1).;
- возможность установки рабочего тока электродвигателя, в том случае, когда оборудование будет работать в режиме возможной перегрузки;
- включение при перегрузке, с определенным лагом по времени. С токо-временной характеристикой, можно ознакомиться на рис. №1. На ней приведены данные для двигателя, который считается , для облегчения расчетов, холодным. При расчетах, применяются дифференциальные уравнения, которые описывают тепловой баланс электродвигателя. Данный подход учитывает не только состояние «сейчас», но и предшествующий момент. Это дает возможность более правильно принимать решение о наличии тепловой перегрузки. Использование данной методики, дает возможность учесть, как происходит нагрев электродвигателя, при запуске. На основе этих данных, потребитель может принять решение о сокращении запусков за определенное количество 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, присутствия сетевого напряжения, токового диапазона, на который настроен блок и включения нагрузки.
Выставление номинальных параметров и порогов срабатывания реализовывается с помощью потенциометров, шлицы которых выведены на лицевую панель прибора.
Для установки номинального тока, следует использовать первый потенциометр. В нем 11 положений. Для каждого номинального значения тока, есть определенное положение. Для каждого значения номинального тока, существует определенное количество миганий зеленой светодиодной лампы.
Табл.1 Шкала номинальных токов для УБЗ-301M (10-100А)
| Деления пот №21 | Ном. ток, А | Мигание зеленого светодиода "Сеть" |
| 1 | 10 | 1миг.- пауза |
| 2 | 12.5 | 2миг.- пауза |
| 3 | 16 | 3миг.- пауза |
| 4 | 20 | 4миг.- пауза |
| 5 | 25 | 5миг.- пауза |
| 6 | 32 | 6миг.- пауза |
| 7 | 40 | 7миг.- пауза |
| 8 | 50 | 8миг.- пауза |
| 9 | 63 | 9миг.- пауза |
| 10 | 80 | 10миг.- пауза |
| 11 | 100 | 10миг.- пауза |
Примечание
- Если потенциометр установлен в «мертвой зоне», то об этом, постоянным свечением, сигнализирует зеленая светодиодная лампа «Сеть». Необходимо вывести потенциометр, в рабочее положение с номинальным током, о чем вы узнаете, после того, как сосчитаете количество «миганий» зеленого светодиодного «огонька».;
Выставление номинальных токов необходимо производить с учетом схемы соединения нагрузки (звезда/треугольник). Это связано с тем, что измерение токов производится торроидальными датчиками тока, надетыми на провода питания нагрузки. При соединении нагрузки в «звезду» эти токи соответствуют фазным токам нагрузки. При соединении в «треугольник» фазные токи нагрузки будут в 1,73 раза меньше протекаемых в проводах питания.
Регулировки.
В данном оборудовании реализовано семь, независимых друг от друга, регулировок. Для того, чтобы было проще осуществлять регулирование, на лицевую панель прибора, выведены шлицы потенциометров
1 -«I ном» - с помощью данной настройки можно выставить номинальный ток. Имеется шкала с 11 положениями. В соответствии с таблицей выставляется номинальный ток. Следует помнить, что если светодиод горит постоянно, то считается , что номинальный ток не определен.
2 - «I раб» - рабочий ток; в % от номинального десять делений +15%; в среднем положении потенциометра - 0%, т. е. рабочий ток равен номинальному;
3 - «Т2» - временной промежуток, за который должна сработать защита по перегрузу, при выставленной 2-х кратной перегрузке по отношению к рабочему значению тока. 1 минута соответствует среднему положению. Если время необходимо уменьшить, следует вращать потенциометр против часовой стрелки, а если увеличить, то по часовой. Временные границы – от 10 до 100 секунд. Данная регулировка сдвигает характеристику тока от времени, оси времени.
4 - «U ном +%» - это регулировка позволяет задавать порог минимального или максимального напряжения, в процентах от номинального значения. Если есть данная установка, то прибор, перед тем, как подключить нагрузку, проверяет значение питающего напряжения. В зависимости от результата, он или подключает нагрузку, или нет. В процессе работы, контроль над напряжением идет постоянный. Отключение нагрузки происходит, если значение питания превысит установленный порог на 50 Вольт. Это потому, что после того, как система находится в работе, отключения принимаются по значениям тока.
5 - «ПФ(%)» - данная регулировка отслеживает перекос линейных напряжений и значения фазовых токов;
6 - «I мин%» - данная регулировка дает возможность выставить порог срабатывания при достижении минимального значения , в процентах, от рабочего тока. Имеется шкала на10 значений от 0 до 75 процентов. Если установлено значение 0, то регулировка отключена;
7 - «Твкл» - с помощью данной регулировки, можно задать время повторного включения. Диапазон от 0 до 600 секунд. Для удобства наблюдений. Здесь используется логарифмическая шкала.
Световая индикация.
- зеленый светодиод «Сеть». Когда в сети есть питание, зеленая светодиодная лампа горит, сигнализируя об этом. Если светодиод мигает, то это является показателем значения номинального тока. Зная количество миганий, по сравнительной таблице, можно узнавать номинальный ток. Если светодиод постоянно светит, значит, прибор находится в мертвой зоне, и значение тока не определено. Когда потребитель выставляет номинальный ток, ему необходимо добиться, чтобы светодиод мигал, и количество миганий будет характеризовать значение номинального тока.
- зеленый светодиод «Нагрузка». Когда замкнуты клеммы 3 и 4 , светодиодная лампа «Нагрузка», начинает светиться, что готоврит о том, что нагрузка подключена;
- красный светодиод «Изоляция», загорается постоянным свечением перед пуском в случае недопустимо низкого уровня изоляции обмотки статора и/или подводящего кабеля (менее 500 кОм), а также во время работы при срабатывании по дифференциальному току. Блок блокируется.
- красный светодиод«U» - авария по сетевому напряжению; мигающий режим при: недопустимом понижении/повышении напряжения, перекосе фаз по сетевому напряжению, неполнофазном режиме; при неправильном чередовании или слипании фаз - мигают поочередно все три красных светодиода;
- красный светодиод «Перегрузка» - мигающий режим - при превышении среднего фазного тока над номинальным; после срабатывания по перегрузу - постоянное свечение в течение 0,9 от времени АПВ.
Работа блока
1.После того как на блок подается напряжение питания и перед тем, как включится выходное реле, происходит проверка работоспособности:
-Проверяется, каково состояние изоляции обмотки статора, относительно корпуса. Если это сопротивление меньше значения 500 кОм+1%, то нагрузка не включается. При этом светодиодная лампа «Изоляция», горит постоянным красным цветом;
- Проверяются качественные характеристики питающего напряжения: наличие всех фаз, симметричность , характеристики линейности. Если, находятся какие-либо запрещающие факторы, то нагрузка не подключается и светодиодная красная лампа «Авария U», работает в мигающем режиме.
- Если фазы питания имеют правильное чередование, и нет их слипания, но есть другие запрещенные факторы, то об этом сигнализируют все, попеременно мигающие, светодиодные лампы.
- Если проверка не выявила отрицательных факторов, то через определенный временной промежуток (Твкл), происходит подключение нагрузки, о чем сигнализирует работающая зеленая светодиодная лампа «Нагрузка».
После тог, как нагрузка подключена, блок постоянно сканирует состояние питающего напряжения и тока. Автоматика может отключить блок, если в процессе его работы будут обнаружены следующие факторы
- Превышение действующего значения напряжения на 50 В выше выставленной уставки (пот. № 4) - мигает красный 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 – красный светодиод «Перегрузка» мигает, нагрузка не отключается;
- Если питающее напряжение становится выше установленного значения на 50 Вольт, происходит отключение, и загорается красная светодиодная лампа «Авария U», при этом режим АПВ допускается;
- Если возникла перегрузка по току, и действительный ток выше установленного номинального значения, но при этом нет тепловой перегрузки, то нагрузка не отключается, а о данной ситуации сигнализирует красная мигающая светодиодная лампа «Перегрузка»;
- Если перегрузка по току такова, что возникла тепловая перегрузка, то происходит отключение нагрузки, и об аварийной ситуации сигнализирует красная, постоянно горящая, светодиодная лампа «Перегрузка». Она горит 0,9 времени Т вкл. Режим АПВ допускается.
- Если возникает перегрузка по току в 2 раза, то происходит отключение нагрузки. При этом, все светодиодные лампы загораются постоянным красным свечением, происходит блокировка блока . Режим АПВ – не допускается.
Для разблокирования - снять напряжение с блока.
Защита электродвигателя от теплового перегруза.
Для того, чтобы двигатель нормально функционировал, в процессе его работы, должен соблюдаться тепловой баланс. Считается , что:
- перед началом работы двигатель был холодным;
- во время работы, двигатель выделят тепло, значение которого пропорционально значению тока в квадрате;
- остывание электродвигателя происходит по экспоненциальному закону.
Рассмотрим характеристику ток/время, при разных значения Т2, установленных потенциометром №3, где:
- I/Iн - характеристика кратности тока относительно его номинального значения;
- Т/Т2 - характеристика фактического времени срабатывания относительно Т2, установленного потенциометром №3.
Рис. Токо-временная характеристика
В таблице №2, даны значения для характеристики ток/время, для стандартного значения Т2. Потенциометр №3, выставляет Т2 в 60 секунд, при двукратной перегрузке.
Табл. 2 Токо-временная характеристика.
| I/Iном | 1,1 | 1,2 | 1,4 | 1,7 | 2 | 2,7 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 15 |
| Тсек | 365 | 247 | 148 | 88.6 | 60 | 36.4 | 24.6 | 13.5 | 8.5 | 5.9 | 4.3 | 3.3 | 2.1 | 0.9 |
В случае, если значение Т вкл равно нулю, то остывание происходит по тепловому гистерезису, что характеризуется снижением накопленного двигателем тепла на 30 процентов.
В случае, если Т вкл, не равно нулю, можно, зная характеристики теплового гистерезиса, можно добиться снижения количества пусков в единицу времени. Это происходит потому, что при кратковременных пусках, блок запоминает то количество теплоты, которое выделяется при запуске электродвигателя.
Технические характеристики
| Номинальное линейное напряжение, В | 380 |
| Частота сети, Гц | 45-55 |
| Диапазон номинальных токов, А | 10-63 |
| Диапазон выставления рабочего тока, в % от ном. | ±15 |
| Диапазон регулирования времени при 2-х кратной перегрузке, сек | 10-100 |
| Диапазон регулирования порога по напряжению, в % от ном. | ±5-20 |
| Диапазон регулирования по перекосу фаз, % | 5-20 |
| Диап. регулирования порога срабат. по минимальн. току, в % от ном. | 0-75 |
| Диапазон регулирования времени АПВ (Твкл), с | 0-600 |
| Время первого включения нагрузки при Твкл=0, сек | 2-3 |
| Время срабатывания по токовому перегрузу | По токо-вр. х-ке |
| Фиксированная уставка срабатывания по току утечки, А | 1,5 |
| Время срабатывания при авариях по току, кроме перегруза, сек | 1,5 |
| Фиксировання установка срабатывания по току утечки, А (10-100) | 1,0 |
| Порог контроля сопротивления изоляции,кОм | 500±5 |
| Гистерезис по напряжению, В | 5-6 |
| Гистерезис по теплу, % от наколпленного при отключении | 30 |
| Точность определения порога срабатывания по току, не более, в % от ном | 2-3 |
| Точность определения порога по напряжению, не более, В | 3 |
| Точность определения фаз, не более, % | 1,5 |
| Напряжение, при котором сохраняется работоспособность, % от ном | 30-150 |
УСтройство станции
Данное устройство представляет собой металлический шкаф, внутри которого установлена силовая панель. В дверь шкафа вмонтированы органы управления. Внизу шкафа, предусмотрены проемы для входных и выходных кабелей. Вводные кабеля располагаются слева, выводные – справа.
В силовую панель входят: блоки зажимов, пускатель, автоматические выключатели ПРС и СЕТЬ, управляющий блок УБЗ-301 и цепи для его работы. Для того, чтобы настроить рабочий ток электрического двигателя, применяются регуляторы, которые располагаются внутри станции. С их помощью выставляется: I ном, I раб с определенной погрешностью, время Т2, пороги срабатывания относительно значений напряжения, регулируется перекос фаз, АПВ.
На силовой панели предусмотрены индикаторы наличия U и I ном, 3 красных светодиодных лампы индикации аварийных ситуаций, зеленая светодиодная лампа подключения нагрузки, входные и выходные клеммы, а также клемма контроля сопротивления изоляции.
Универсальный блок защиты асинхронных электродвигателей УБЗ-301М
1 - ручка выставления номинального тока
2 - ручка выставления рабочего тока ( + % от Iном)
3 - ручка выставления времени Т2 (время отключения при 2-х кр. перегрузе)
4 - ручка совмещенной регулировки срабатывания по Umin/Umax
5 - ручка регулировки перекоса фаз
6 - ручка выставления срабатывания по минимальному току
7 - ручка выставления времени автоматического повторного включения
8 – зеленый светодиод наличия напряжения в сети/указатель установленного номинального тока
9, 10, 11 - красные св. диоды индикации аварий
12 – зеленый светодиод включения нагрузки
13 - выходные клеммы
14 - входные клеммы (10,11,12 - связь с блоком обмена БО-01)
15 - клемма контроля изоляции
гарантии
Устанавливается гарантийный срок в 24 месяца, с начала момента эксплуатации, или 36 месяцев с момента изготовления оборудования. В случае поломки отдельных элементов во время гарантийного срока, разрешается их замена, лицам имеющих соответственную техническую подготовку.