मोटर संरक्षण के लिए थर्मल रिले कैसे चुनें?

मोटर ओवरलोड संरक्षण के लिए थर्मल रिले: सिद्धांत, चयन और अनुप्रयोग

मोटर नियंत्रण प्रणालियों में, फ्यूज़ मुख्य रूप से शॉर्ट सर्किट संरक्षण के लिए उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, वे लंबी अवधि तक ओवरलोड, आगे-पीछे की बार-बार संचालन या निम्न वोल्टेज संचालन के कारण होने वाले गर्मी से संरक्षण नहीं कर सकते। वर्तमान में, मोटर ओवरलोड संरक्षण के लिए थर्मल रिले व्यापक रूप से उपयोग किए जा रहे हैं। थर्मल रिले एक संरक्षण उपकरण है जो विद्युत धारा के थर्मल प्रभाव पर कार्य करता है, और इसका मूल रूप से एक प्रकार का धारा रिले होता है। यह अपने गर्मी उत्पादक तत्व में प्रवाहित धारा द्वारा गर्मी उत्पन्न करके कार्य करता है, जिससे दो भिन्न विस्तार गुणांक वाले धातुओं से बना द्विधातु टुकड़ा (बिमेटल स्ट्रिप) विकृत हो जाता है। जब विकृति एक निश्चित सीमा तक पहुंच जाती है, तो यह एक लिंकेज मेकेनिज्म को सक्रिय करता है, जो नियंत्रण सर्किट को खोल देता है। इससे कन्टैक्टर डी-एनर्जाइज हो जाता है और मुख्य सर्किट कट जाता है, जिससे मोटर को ओवरलोड से संरक्षण मिलता है।

थर्मल रिले गर्मी उत्पादक तत्वों की संख्या के आधार पर वर्गीकृत किए जाते हैं: दो-पोल और तीन-पोल प्रकार। तीन-पोल रिले फेज-लॉस संरक्षण के साथ और बिना फेज-लॉस संरक्षण के दो प्रकारों में विभाजित होते हैं। सामान्य श्रृंखलाएं JR0, JR9, JR14, और JR16 शामिल हैं। थर्मल रिले का समय-धारा विशेषता (एम्पियर-सेकंड विशेषता) आमतौर पर एक इनवर्स-टाइम व्यवहार प्रदर्शित करता है जो मोटर की अनुमत ओवरलोड वक्र से मेल खाता है: जितना अधिक ओवरलोड धारा, उतना कम ट्रिपिंग समय; और इसके विपरीत, जितनी कम ओवरलोड धारा, उतना लंबा ट्रिपिंग समय। सही चयन के साथ, रिले मोटर को अपनी थर्मल सीमा तक पहुंचने से पहले ट्रिप कर सकता है, जिससे मोटर की ओवरलोड क्षमता का पूरा उपयोग किया जा सकता है और नुकसान से बचा जा सकता है।

अपने छोटे आकार, सरल संरचना और कम लागत के कारण, थर्मल रिले औद्योगिक अनुप्रयोगों में मोटर संरक्षण के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

I. थर्मल रिले द्वारा मोटरों का संरक्षण

मोटर के स्टेटर वाइंडिंग कनेक्शन प्रकार ओवरलोड और फेज-लॉस धारा विशेषताओं को निर्धारित करता है, जो अपने बारे में उपयुक्त थर्मल रिले का प्रकार निर्धारित करता है।

स्टार (Y) कनेक्टेड स्टेटर वाइंडिंग्स

स्टार कनेक्शन में, लाइन धारा फेज धारा के बराबर होती है। मोटर ओवरलोड के दौरान, तीनों फेज धाराएं आमतौर पर बढ़ जाती हैं। जब तीन-फेज विद्युत वोल्टेज संतुलित होता है और मोटर धाराएं सममित होती हैं, तो एक दो-पोल थर्मल रिले तीन-फेज मोटर को प्रभावी रूप से संरक्षित कर सकता है। हालांकि, यदि तीन-फेज वोल्टेज गंभीर रूप से असंतुलित हो (उदाहरण के लिए, 4% वोल्टेज असंतुलन 25% धारा असंतुलन का कारण बन सकता है), या एक-फेज शॉर्ट सर्किट हो जाता है जहां दोष धारा गर्मी उत्पादक तत्व से गुजरती नहीं है, तो दो-पोल रिले पर्याप्त संरक्षण नहीं प्रदान कर सकता। ऐसी स्थितियों में, तीन-पोल थर्मल रिले का उपयोग किया जाना चाहिए।

डेल्टा (Δ) कनेक्टेड स्टेटर वाइंडिंग्स

सामान्य संचालन के दौरान, लाइन धारा (I) = 0.58 × फेज धारा (Iφ), और फेज धारा Iφ = 0.58 × लाइन धारा I। जब एक आपूर्ति फेज खो जाता है (उदाहरण के लिए, एक फ्यूज फट जाता है), जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है (फेज B खुला है), बराबर वाइंडिंग इम्पीडेंस के कारण, Ic = Ia + Ib = 1.5Iφ, और Ib = (2/3)Ic। यह दिखाता है कि लाइन धारा फेज धारा को ठीक से प्रतिबिंबित नहीं करती, इसलिए लाइन धारा का उपयोग करके संरक्षण वास्तविक वाइंडिंग ओवरलोड का पता नहीं लगा सकता।

जब फेज-लॉस फुल लोड के दौरान होता है, Ia = 0.58Ie, Ib = 1.16Ie—यह ओवरकरंट एक मानक तीन-पोल थर्मल रिले को ट्रिप करने के लिए पर्याप्त है। हालांकि, रेटेड लोड के 64% पर फेज-लॉस के साथ, Ia = 0.37Ie, Ib = 0.75Ie। फेज-लॉस के कारण ओवरकरंट 20% से कम है, इसलिए एक मानक तीन-पोल रिले ट्रिप नहीं कर सकता, लेकिन एक फेज 58% अधिक धारा ले रहा होता है, जो मोटर को जलने का खतरा होता है। इसलिए, डेल्टा-कनेक्टेड मोटरों के लिए, मानक तीन-पोल थर्मल रिले प्रभावी संरक्षण नहीं प्रदान कर सकते; फेज-लॉस संरक्षण रिले का उपयोग किया जाना चाहिए।

जब एक स्टेटर वाइंडिंग टूट जाता है (उदाहरण के लिए, वाइंडिंग लीड और टर्मिनल के बीच ढीला कनेक्शन, जैसे A और B के बीच खुला, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है), तो Ia = Ic = Iφ, और Ib = Iφ। यहां, एक लाइन धारा फेज धारा के बराबर होती है, जैसा कि सामान्य संचालन में होता है। इस स्थिति में, एक फेज-लॉस संरक्षण रिले अभी भी संरक्षण प्रदान कर सकता है, जबकि आपूर्ति-पक्ष फेज-लॉस पर निर्भर करने वाले फेज-लॉस संरक्षण उपकरण संचालन नहीं करेंगे।

II. थर्मल रिले का चयन

थर्मल रिले का चयन और उपयोग सही रूप से करना एक ज्ञात विषय है, फिर भी अनुचित चयन और उपयोग के कारण मोटर की जलन की घटनाएं अक्सर होती रहती हैं। इसलिए, शुरुआती व्यक्तियों को मानक दिशानिर्देशों के अलावा निम्नलिखित बिंदुओं पर ध्यान देना चाहिए:

• संरक्षित किए जाने वाले मोटर के मॉडल, विशेषताओं और विशेषताओं को समझें।

• प्रकार का चयन: ग्रामीण क्षेत्रों में जहां तीन-फेज वोल्टेज असंतुलन अक्सर होता है, स्टार-कनेक्टेड मोटरों के लिए मानक तीन-पोल थर्मल रिले और डेल्टा-कनेक्टेड मोटरों के लिए फेज-लॉस संरक्षण रिले का उपयोग करें।

• धारा रेटिंग का चयन: थर्मल रिले की रेटेड धारा को मोटर की रेटेड धारा के आधार पर चुनें, फिर गर्मी उत्पादक तत्व की रेटेड धारा का चयन करें। गर्मी उत्पादक तत्व की सेटिंग धारा की समायोज्य परिसर को निर्माता की तालिकाओं में पाया जा सकता है। यदि मोटर की शुरुआती धारा रेटेड धारा का लगभग 6 गुना है और शुरुआती समय 5 सेकंड से कम है, तो गर्मी उत्पादक तत्व की धारा को मोटर की रेटेड धारा के बराबर सेट करें। लंबे शुरुआती समय, प्रभाव लोड, या जहां शटडाउन नहीं किया जा सकता, वहां धारा को 1.1–1.15 गुना मोटर की रेटेड धारा पर सेट करें।

• उदाहरण: एक मोटर की रेटेड धारा 30.3 A, शुरुआती धारा 6 गुना रेटेड, लघु शुरुआती समय, और कोई प्रभाव लोड नहीं है। उपयुक्त मॉडल JR0-40, JR0-60, या JR16-60 शामिल हैं। JR16-60 का उपयोग करते हुए: रिले की रेटेड धारा 60 A, तीन-पोल प्रकार। 32 A गर्मी उत्पादक तत्व का चयन करें, जिसे लगभग 30.3 A पर समायोजित किया जा सकता है।

• कनेक्शन तार का चयन: बहुत मोटे या बहुत पतले तारों का उपयोग गर्मी उत्सर्जन पर प्रभाव डालता है और इसलिए थर्मल रिले के प्रदर्शन पर प्रभाव पड़ता है। तार का आकार निर्माता की निर्देशिकाओं या विद्युत पुस्तकों का पालन करें।

• कम ओवरलोड क्षमता वाले या बुरी तरह से शीतलन वाले मोटर: थर्मल रिले की रेटेड धारा को मोटर की रेटेड धारा का 60%–80% सेट करें।

• रीसेट मोड: थर्मल रिले आमतौर पर मैन्युअल और ऑटोमैटिक रीसेट मोड दोनों प्रदान करते हैं, जो एक समायोजन स्क्रू द्वारा स्विच किए जा सकते हैं। निर्माताओं द्वारा आमतौर पर ऑटोमैटिक रीसेट मोड में भेजा जाता है। चयन नियंत्रण सर्किट पर निर्भर करता है। एक नियम के रूप में, भले ही रिले ऑटोमैटिक रूप से रीसेट हो, संरक्षित मोटर ऑटोमैटिक रूप से रीस्टार्ट नहीं होना चाहिए—इसके बजाय, रिले को मैन्युअल रीसेट पर सेट करें ताकि दोष स्थितियों में बार-बार शुरुआत और उपकरण का नुकसान से बचा जा सके। उदाहरण के लिए, मैन्युअल स्टार्ट/स्टॉप सर्किट में पुश बटनों का उपयोग करते हुए, ऑटोमैटिक रीसेट स्वीकार्य है; ऑटोमैटिक स्टार्ट सर्किट में, मैन्युअल रीसेट का उपयोग करें।

III. उपयोग के दौरान सावधानियां

थर्मल रिले की सेवा जीवन को बढ़ाने और अनुकूल प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए निम्नलिखित का पालन करें:

• रिले के टर्मिनल पर कनेक्शन तारों का उपयोग विनिर्देशों के अनुसार तार के अनुपात के साथ करें।

• थर्मल रिले शॉर्ट सर्किट संरक्षण नहीं प्रदान करते—फ्यूज़ को अलग से इनस्टॉल किया जाना चाहिए। वे बहुत लंबे समय तक शुरुआत करने वाले, बार-बार संचालन करने वाले या अस्थायी ड्यूटी साइकिल वाले मोटरों के लिए उपयुक्त नहीं हैं।

• अन्य उपकरणों के साथ इनस्टॉल करते समय, थर्मल रिले को उनके नीचे माउंट करें ताकि गर्मी की व्यावरणिक वाधा से बचा जा सके। नियमित रूप से धूल और गंदगी को साफ करें।

• ट्रिपिंग के बाद, ऑटोमैटिक रीसेट 5 सेकंड के भीतर होता है; मैन्युअल रीसेट के लिए 2 मिनट तक प्रतीक्षा करें फिर रीसेट बटन दबाएं।

• शॉर्ट सर्किट दोष के बाद, गर्मी उत्पादक तत्व को क्षति के लिए जांचें और बिमेटल स्ट्रिप को विकृति के लिए जांचें (कभी बिमेटल स्ट्रिप को मोड़ने की कोशिश न करें), लेकिन घटकों को निकालना नहीं।

• थर्मल रिले को बदलते समय, यकीन दिलाएं कि नया रिले मूल विशेषताओं के अनुसार मेल खाता है।

निष्कर्ष

केवल तभी थर्मल रिले का सही चयन, सही कनेक्शन और उचित उपयोग करके मोटरों के लिए प्रभावी ओवरलोड संरक्षण प्राप्त किया जा सकता है।