Ulinzi wa Mfumo wa Mengine: Aina, Matukio na Vifaa
Mfumo wa ulinzi wa mengine ni seti ya vifaa na njia ambazo zinulinzia mengine kilele kutoka kwa matukio na madai. Mengine kilele ni sehemu muhimu katika nyingi za matumizi ya kiuchumi na kidereva, kutoka kwenye vyombo viwili hadi makina mikubwa. Kwa hivyo, ni muhimu kuaminika kufanya mengine kilele na mtandao wake awe safi na salama.
Katika makala hii, tutakutana na aina za matukio ya mengine, aina za vifaa vya ulinzi vya mengine, na jinsi ya kuchagua yale kutegemea na Kanuni za Umeme (NEC) na sifa za mengine.
Nini Kitu Ni Matukio ya Mengine?
Matukio ya mengine ni hali inayosababisha mengine kukabiliana vibaya au kupungua. Matukio ya mengine yanaweza kugunduliwa kwa pamoja:
Matukio ya nje: Hizi ni matukio yanayotoka kutoka kwa mitandao ya umeme au mchakato unayohusika na mengine. Baadhi ya misalisi ya matukio ya nje ni:
Umeme usio sawa: Hii hutokea wakati voltezi za tatu zanizapi sio sawa kwa ukubwa au maingiliano. Hii inaweza sababisha currents za negative sequence kwenye mengine, ambayo zinapata hasara zaidi, moto, na utukuzi wa nguvu.
Ungesi wa chini: Hii hutokea wakati voltezi unaanguka chini ya thamani iliyopimwa kwa mengine. Hii inaweza sababisha nguvu iwe chache, current ikaribishwe, na mengine ikauke.
Maingiliano ya vipengele vilivyorekebishwa: Hii hutokea wakati maingiliano ya voltezi yavyorekebishwa. Hii inaweza sababisha mengine kukabiliana upande mzuri, ambayo inaweza kuharibu mchakato au mengine mwenyewe.
Ukosefu wa synchronism: Hii hutokea wakati mengine synchronous huacha magnetic lock yake na frequency ya supply. Hii inaweza sababisha slip ya juu, hunting, na ustawi wa mengine.
Matukio ya ndani: Hizi ni matukio yanayotoka kutoka kwa mengine au mchakato unayohusika. Baadhi ya misalisi ya matukio ya ndani ni:
Kupungua kwa bearing: Hii hutokea wakati bearings zisizo salama zinazosupport mengine zinachukua au zinajaza kwa sababu ya friction, tatizo la mafuta, au stress ya kimikono. Hii inaweza sababisha sauti, uvimbe, shaft misalignment, na mengine kukabiliana vibaya.
Ukuaji: Hii hutokea wakati joto la mengine linapofika kwenye limiti yake kwa sababu ya overloading, cooling chache, ambient conditions, au insulation breakdown. Hii inaweza sababisha deterioration ya insulation, winding damage, na efficiency chache kwa mengine.
Winding failure: Hii hutokea wakati windings zake za mengine zinapokataa au open-circuit kwa sababu ya insulation breakdown, stress ya kimikono, au matukio ya nje. Hii inaweza sababisha sparks, smoke, fire, na loss of torque kwenye mengine.
Earth fault: Hii hutokea wakati conductor wa mchakato unatengeneza ground part ya circuit au equipment. Hii inaweza sababisha high fault currents, damage kwa insulation na equipment, na potential shock hazards.
Matukio ya mengine yanaweza kuwa na athari kubwa kwa performance, safety, na uzee wa mengine na circuit wake. Kwa hivyo, ni muhimu kupata na kulinda dhidi yao kwa kutumia vifaa na njia sahihi.
Nini Kitu Ni Vifaa vya Ulinzi vya Mengine?
Vifaa vya ulinzi vya mengine ni vifaa vinavyomonitorea na kunawasha parameter moja au zaidi kwenye mengine au circuit wake, kama vile current, voltage, temperature, speed au torque. Maana ya vifaa vya ulinzi vya mengine ni kuzuia au kupunguza hasara kwa mengine na circuit wake kwa wakati wa matukio au hali isiyofaa.
Kuna aina mbalimbali za vifaa vya ulinzi vya mengine kutegemea kwa ajili yao, principle, na application. Baadhi ya common types ni:
Fuses: Hizi ni vifaa vinavyokataa circuit wakati current kubwa inapita kwenye wenyewe kwa sababu ya short circuit au overload. Vinajumuisha strip ya metal au wire ambayo huwa melts wakati inapomka na fault current. Fuses ni simple, cheap, na reliable vifaa vinavyotoa protection haraka dhidi ya short-circuits. Lakini, wanaweza kuwa na baadhi ya disadvantages, kama:
Hawawezi kutumika tena na hawanahitaji kurudia baada ya kila operation.
Hawawezi kupatia protection dhidi ya overloads au under-voltages.
Hawawezi kupatia indication au isolation ya location ya fault.
Circuit breakers: Hizi ni vifaa vinavyokataa circuit wakati current kubwa inapita kwenye wenyewe kwa sababu ya short circuit au overload. Vinajumuisha pair ya contacts ambayo zinakula au zinakufunga kwa mechanism ya electromechanical triggered kwa sensing element. Circuit breakers ni advanced zaidi kuliko fuses kama vinapatia the following:
Reusability na resetability baada ya kila operation.
Protection dhidi ya overloads na under-voltages kwa kurekebisha trip settings zao.
Indication na isolation ya location ya fault kwa manual au automatic operation.
Overload relays: Hizi ni vifaa vinavyokataa circuit wakati current kubwa inapita kwenye wenyewe kwa sababu ya overload. Vinajumuisha sensing element ambayo imeanze kwa current na contact ambaye anakula au anakufunga kwa mechanism ya electromechanical au electronic. Overload relays zimeundwa kusaidia mengine kutokauka na insulation damage kwa sababu ya prolonged overloads au unbalanced voltages. Kuna aina mbili kuu za overload relays:
Fast response na better protection dhidi ya short-circuit currents au ground faults.
Immunity kwa ambient temperature na hakuna haja ya adjustment.
Higher accuracy na repeatability kwa digital processing.
Additional features kama phase loss detection, reverse rotation detection, communication, na diagnostics.
Wanaweza kuwa slow to respond na hawawezi kupatia protection dhidi ya short-circuit currents au ground faults.
Wanaweza kuathiriwa na ambient temperature na wanaweza haja ya adjustment accordingly.
Wanaweza kuwa na limited accuracy na repeatability kwa mechanical wear and tear.
Thermal overload relays: Hizi ni vifaa vinavyotumia bimetallic strip au heating element kusaini temperature rise ya motor current. Wakati current inapita thamani iliyowekwa, thermal element huwa bends au melts, kuwa sababu contact kufuli au kufunga. Thermal overload relays ni simple, cheap, na reliable vifaa vinavyopatia inverse time protection, meaning wanatrip faster for higher overloads. Lakini, wanaweza kuwa na baadhi ya disadvantages, kama:
Electronic au digital overload relays: Hizi ni vifaa vinavyotumia current transformer au shunt resistor kumeasure motor current na microprocessor au solid-state circuit kuhusu contact. Wakati current inapita thamani iliyowekwa, electronic element husendia signal kufunga au kufunga contact. Electronic au digital overload relays ni advanced zaidi kuliko thermal overload relays kama vinapatia:
Differential protection relays: Hizi ni vifaa vinavyonyesha currents kwenye input na output terminals ya mengine au windings zake. Wakati tofauti kati ya currents inapita thamani fulani, inaelezea winding fault, relay hutrip circuit. Differential protection relays ni sensitive na reliable vifaa vinavyopatia fast protection dhidi ya phase-to-phase na phase-to-earth faults kwenye low-voltage na high-voltage motors.
Reverse rotation protection relays: Hizi ni vifaa vinavyodetected direction ya rotation ya mengine na kusababisha siwezi kukabiliana reverse. Reverse rotation inaweza kuharibu mengine au mchakato, hasa katika applications kama conveyor belts, pumps, au fans. Reverse rotation protection relays zinaweza kutumia methods tofauti kusaini direction ya rotation, kama:
Phase sequence detection: Method hii hutumia voltage relay au wattmeter relay kumeasure phase sequence ya supply voltage. Ikiwa phase sequence imebadilishwa, inaelezea reverse rotation, relay hutrip circuit.
Negative sequence detection: Method hii hutumia current relay au power relay kumeasure negative sequence component ya motor current. Ikiwa negative sequence component ni juu, inaelezea reverse rotation, relay hutrip circuit.
Speed detection: Method hii hutumia speed sensor au tachometer kumeasure speed ya motor shaft. Ikiwa speed ni negative, inaelezea reverse rotation, relay hutrip circuit.
Jinsi ya Kutuma Vifaa vya Ulinzi vya Mengine?
Chaguo la vifaa vya ulinzi vya mengine kunategemea kwa sababu kadhaa, kama:
Aina na ukubwa wa mengine
Sifa na ratings za mengine
Aina na ujanja wa matukio yanayoweza kutokea
Mwanzo na kanuni za NEC na standards mengine
Gharama na availability ya vifaa
NEC Article 430 hupatia mwanzo na guidelines za kutuma vifaa vya ulinzi vya mengine kulingana na sababu hizi. Lakini, ni muhimu pia kutumia mapendekezo na specifications za manufacturer kwa kila mengine na kitu.
Baadhi ya hatua muhimu za kutuma vifaa vya ulinzi vya mengine ni:
Tafuta full-load current (FLC) wa mengine kutoka kwa nameplate yake au kutoka kwa NEC Table 430.250 kwa AC motors au Table 430.251(B) kwa DC motors.
Chagua overload protection device ambayo inaweza kuwa na at least 115% ya FLC kwa motors na service factor wa 1.15 au juu zaidi au na temperature rise wa 40°C au chache; au 125% ya FLC kwa motors mengine. Overload protection device inaweza kuwa thermal overload relay, electronic au digital overload relay, au differential protection relay, kulingana na aina na ukubwa wa mengine.
Chagua short-circuit na ground-fault protection device ambayo inaweza kuwa na at least 150% ya FLC kwa motors na service factor wa 1.15 au juu zaidi au na temperature rise wa 40°C au chache; au 175% ya FLC kwa motors mengine. Short-circuit na ground-fault protection device inaweza kuwa fuse au circuit breaker, kulingana na aina na ukubwa wa mengine.
Chagua reverse rotation protection device ikiwa mengine au mchakato hawezi kuwa na reverse rotation. Reverse rotation protection device inaweza kuwa phase sequence detection relay, negative sequence detection relay, au speed detection relay, kulingana na aina na ukubwa wa mengine.
Chagua conductor sizes kwa motor circuit kulingana na NEC Table 310.15(B)(16) kwa general wiring na NEC Table 430.250 kwa motor branch circuits. Conductors inapaswa kuwa na ampacity si chache kuliko 125% ya FLC kwa motors na service factor wa 1.15 au juu zaidi au na temperature rise wa 40°C au chache; au 115% ya FLC kwa motors mengine.
Chagua vifaa na njia sahihi kwa motor control, starting, stopping, speed regulation, na communication kulingana na aina na application ya mengine.
Mwisho
Ulinzi wa mengine ni asili muhimu ya umeme engineering ambayo husaidia usalama na efficiency ya mengine kilele na circuit zao. Vifaa vya ulinzi vya mengine vinachaguliwa kulingana na aina na ukubwa wa mengine, aina na ujanja wa matukio yanayoweza kutokea, mwanzo na kanuni za NEC na standards mengine, na gharama na availability ya vifaa. Vifaa vya ulinzi vya mengine vinajumuisha fuses, circuit breakers, overload relays, differential protection relays, na reverse rotation protection relays. Vifaa vya ulinzi vya mengine yanamonitorea na kunawasha parameters kama current, voltage, temperature, speed, na torque kusaidia kupunguza au kupunguza hasara kwa mengine na circuit wake kwa wakati wa matukio au hali isiyofaa.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
