मोटर संरक्षणका लागि थर्मल रिले कसरी चयन गर्नुहोस्?

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

मोटर नियंत्रण प्रणाली में, फ्यूज आमतौर पर शॉर्ट सर्किट सुरक्षा के लिए उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, वे लंबी अवधि के ओवरलोड, बार-बार आगे-पीछे कार्य, या निम्न वोल्टेज संचालन से उत्पन्न होने वाले गर्मी से सुरक्षा नहीं प्रदान कर सकते। वर्तमान में, थर्मल रिले मोटर ओवरलोड सुरक्षा के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। थर्मल रिले एक सुरक्षा उपकरण है जो विद्युत धारा के थर्मल प्रभाव पर आधारित होता है, और इसका मूल रूप से एक प्रकार का धारा रिले है। यह अपने गर्मी उत्पादक तत्व में धारा के प्रवाह से गर्मी उत्पन्न करके काम करता है, जिससे एक ड्यूअल-मेटल स्ट्रिप (दो विभिन्न विस्तार गुणांक वाले धातुओं से बना) विकृत हो जाता है। जब विकृति एक निर्दिष्ट सीमा तक पहुंच जाती है, तो यह एक लिंकेज मेकेनिज्म को संचालित करता है, जो नियंत्रण सर्किट को खोलता है। इससे कंटैक्टर निष्क्रिय हो जाता है और मुख्य सर्किट छूट जाता है, जिससे मोटर को ओवरलोड से सुरक्षा मिलती है।

थर्मल रिले को उनके गर्मी उत्पादक तत्वों की संख्या के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है: दो-पोल और तीन-पोल प्रकार। तीन-पोल रिले को फेज-लॉस सुरक्षा के साथ और बिना फेज-लॉस सुरक्षा के दो विभागों में विभाजित किया जाता है। सामान्य श्रृंखलाएँ JR0, JR9, JR14, और JR16 शामिल हैं। थर्मल रिले का समय-धारा विशेषता (एम्पियर-सेकंड विशेषता) आमतौर पर इनवर्स-टाइम व्यवहार प्रदर्शित करता है जो मोटर की अनुमत ओवरलोड वक्र के साथ मेल खाता है: जितना अधिक ओवरलोड धारा, उतना कम ट्रिपिंग समय; इसके विपरीत, जितनी कम ओवरलोड धारा, उतना अधिक ट्रिपिंग समय। सही चयन के साथ, रिले मोटर 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।

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

I. थर्मल रिले द्वारा मोटर की सुरक्षा

मोटर के स्टेटर वाइंडिंग कनेक्शन प्रकार निर्धारित करता है कि ओवरलोड और फेज-लॉस धारा विशेषताएँ कैसी होंगी, जो अपने बारे में उपयुक्त थर्मल रिले के प्रकार को निर्धारित करती हैं।

स्टार (Y) कनेक्टेड स्टेटर वाइंडिंग्स

स्टार कनेक्शन में, लाइन धारा फेज धारा के बराबर होती है। मोटर ओवरलोड के दौरान, तीनों फेज धाराएँ आमतौर पर बढ़ती हैं। जब तीन-फेज विद्युत वोल्टेज संतुलित होता है और मोटर धाराएँ सममित होती हैं, तो दो-पोल थर्मल रिले तीन-फेज मोटर को प्रभावी रूप से सुरक्षा प्रदान 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 जहाँ दोष धारा गर्मी उत्पादक तत्व से गुजरती नहीं है, तो दो-पोल रिले पर्याप्त सुरक्षा प्रदान नहीं 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 विद्युत फेज खो जाता है (उदाहरण के लिए, एक फ्यूज फट जाता है), जैसा कि चित्र 1 (फेज B खुला) में दिखाया गया है, तो 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 दर्शाने में विफल रहती है, इसलिए लाइन धारा का उपयोग करके सुरक्षा वास्तविक वाइंडिंग ओवरलोड को नहीं पकड़ पाती।

जब फेज लॉस पूर्ण 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, 64% रेटेड लोड के साथ फेज लॉस के दौरान, Ia = 0.37Ie, Ib = 0.75Ie। फेज लॉस के कारण ओवरकरंट 20% से कम होता है, इसलिए एक मानक तीन-पोल रिले ट्रिप नहीं कर सकता, लेकिन एक फेज 58% अधिक धारा ले रहा होता है, जो मोटर को जलाने का खतरा होता है। इसलिए, डेल्टा-कनेक्टेड मोटरों के लिए, मानक तीन-पोल थर्मल रिले प्रभावी सुरक्षा नहीं प्रदान कर सकते; फेज-लॉस सुरक्षा 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। यहाँ, एक लाइन धारा फेज धारा के बराबर होती है, जैसा कि सामान्य संचालन में। इस मामले में, एक फेज-लॉस सुरक्षा रिले अभी भी सुरक्षा प्रदान कर सकता है, जबकि वे सुरक्षा उपकरण जो विद्युत फेज लॉस का पता लगाने पर निर्भर करते हैं, काम नहीं करेंगे।

II. थर्मल रिले का चयन

थर्मल रिले का चयन और उपयोग एक व्यापक रूप से ज्ञात विषय है, लेकिन अनुचित चयन और उपयोग के कारण मोटर जलने की घटनाएँ अभी भी बार-बार होती हैं। इसलिए, शुरुआती उपयोगकर्ताओं को मानक दिशानिर्देशों के अलावा निम्नलिखित बिंदुओं पर ध्यान देना चाहिए:

• सुरक्षा की जाने वाली मोटर के मॉडल, विशिष्टताओं और विशेषताओं को समझें।

• प्रकार का चयन: ग्रामीण क्षेत्रों में जहाँ 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 सुरक्षा 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 श्रेणी निर्माता की तालिकाओं में दी गई होती है। यदि मोटर की शुरुआती धारा लगभग 6 गुना रेटेड धारा हो और शुरुआती समय 5 सेकंड से कम हो, तो गर्मी उत्पादक तत्व की धारा को मोटर की रेटेड धारा के बराबर सेट करें। लंबे शुरुआती समय, प्रभाव लोड, या जहाँ शटडाउन अनुमत नहीं हो, ऐसे मामलों में धारा को 1.1–1.15 गुना रेटेड धारा सेट करें।

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

• कनेक्शन तार का चयन: बहुत मोटे या बहुत पतले तारों का उपयोग गर्मी विसरण को प्रभावित करता है और इसलिए थर्मल रिले के प्रदर्शन को प्रभावित करता है। तार का आकार निर्माता के निर्देशों या विद्युत पुस्तकों का अनुसरण करें।

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

• रीसेट मोड: थर्मल रिले आमतौर पर मान्य और स्वचालित रीसेट मोड दोनों प्रदान करते हैं, जिसे एक अनुकूलन स्क्रू द्वारा बदला जा सकता है। निर्माताओं द्वारा उन्हें आमतौर पर स्वचालित रीसेट मोड में भेजा जाता है। चयन नियंत्रण सर्किट पर निर्भर करता है। नियम के रूप में, भले ही रिले स्वचालित रूप से रीसेट हो, संरक्षित मोटर को स्वचालित रूप से फिर से शुरू नहीं किया जाना चाहिए—वरना, दोष की स्थिति में बार-बार शुरुआत और उपकरण की क्षति से बचने के लिए रिले को मान्य रीसेट पर सेट करें। उदाहरण के लिए, मान्य स्टार्ट/स्टॉप सर्किट में पुश बटन का उपयोग करते हुए, स्वचालित रीसेट स्वीकार्य है; स्वचालित स्टार्ट सर्किट में, मान्य रीसेट का उपयोग करें।

III. उपयोग के दौरान सावधानियाँ

थर्मल रिले के सेवा जीवन को बढ़ाने और अच्छे प्रदर्शन की गारंटी देने के लिए, निम्नलिखित का पालन करें:

• रिले के टर्मिनल पर उपयोग किए जाने वाले कनेक्शन तारों को विशिष्ट विमाओं के अनुसार उपयोग करें।

• थर्मल रिले छोटे सर्किट सुरक्षा प्रदान नहीं कर सकते—अलग से फ्यूज इनस्टॉल किए जाने चाहिए। वे बहुत लंबे स्टार्टिंग समय, बार-बार ऑपरेशन, या अन्तर्वर्ती ड्यूटी साइकिल वाले मोटरों के लिए अनुपयुक्त हैं।

• अन्य उपकरणों के साथ इन्स्टॉल करते समय, थर्मल रिले को उनके नीचे इन्स्टॉल करें ताकि ताप संक्रिया से बचा जा सके। नियमित रूप से धूल और गंदगी को साफ करें।

• ट्रिपिंग के बाद, 5 सेकंड के भीतर स्वचालित रीसेट होता है; मान्य रीसेट के लिए 2 मिनट तक इंतजार करें फिर रीसेट बटन दबाएं।

• छोटे सर्किट दोष के बाद, गर्मी तत्व को क्षति के लिए और डायमैट्रिक स्ट्रिप को विकृति (कभी भी डायमैट्रिक स्ट्रिप को मोड़ना नहीं) के लिए जांचें, लेकिन घटकों को निकालें नहीं।

• थर्मल रिले को बदलते समय, नए को मूल विशिष्टताओं से मेल खाना चाहिए।

निष्कर्ष

केवल ठीक से चुनने, सही तरीके से वायरिंग, और उपयुक्त रूप से थर्मल रिले का उपयोग करके ही मोटर के लिए प्रभावी ओवरलोड सुरक्षा प्राप्त की जा सकती है।