Как работает система защиты от перегрузки

Если честно, когда слышу про системы защиты от перегрузки, всегда вспоминаю, как новички в цеху путают тепловые расцепители с электронными реле — а ведь разница принципиальная. Наша компания ООО Юэцин Сутун Электрооборудование с 2016 года как раз через это прошла: сначала ставили универсальные модули, пока не набили шишек на скачках напряжения в промсетях.

Биметалл: старая школа, но не устарела

В щитах для насосных станций до сих пор используем биметаллические расцепители — да, медленнее срабатывают, но в условиях вибрации и влажности стабильнее цифровых аналогов. Как-то пришлось переделывать узел на хлебозаводе: заказчик поставил ?умные? реле, а их датчики забивались мучной пылью. Вернулись к биметаллу с ручной коррекцией уставки — три года без ложных срабатываний.

Ключевой момент — не просто подобрать номинал, а просчитать тепловую постоянную времени оборудования. Для трансформаторов в литейных цехах, например, приходится закладывать запас по току до 15%, потому что пусковые токи там с резкими пиками. Один раз недосмотрели при сборке щита для пресса — расцепитель отключался при каждом ударе штампа.

Сейчас на сайте sutong.ru в разделе для проектировщиков специально вынесли таблицы поправочных коэффициентов для разных производственных сред. Из личного — для текстильных фабрик обязательно учитывать запылённость: волокна оседают на контактах, снижая теплоотдачу.

Электронные реле: тонкости калибровки

Переход на цифру в 2019 году начали с систем вентиляции — там где нужна точная отсечка по току. Столкнулись с парадоксом: чем ?умнее? реле, тем больше времени уходит на настройку кривых срабатывания. Помню, для логистического центра подбирали уставки для компрессоров холодильных установок — пришлось сидеть с осциллографом, чтобы поймать момент включения испарителей.

Важный нюанс — защита от перегрузки в таких системах должна учитывать не только ток, но и гармонические искажения. В том же центре из-за частотников появились высшие гармоники, вызывавшие ложные срабатывания. Решение нашли через фильтры EMI, но пришлось пересчитывать уставки с поправкой на фазовые сдвиги.

Сейчас для сложных объектов типа лабораторий с чувствительным оборудованием используем реле с функцией прогнозирования перегрузки — анализируют не мгновенные значения, тренды изменения тока. Но это дорогое решение, подходит не всем.

Трансформаторы тока: незаметные проблемы

Мало кто обращает внимание на ТТ при проектировании защиты, а ведь их неправильный выбор сводит на нет всю систему. Как-то на металлообрабатывающем заводе в Вэнчжоу поставили ТТ с заниженным коэффициентом трансформации — реле постоянно срабатывало при пиковых нагрузках прокатного стана. Пришлось экстренно менять на 150/5 вместо 100/5.

Ещё хуже, когда экономят на классе точности. Для системы защиты двигателей кранового оборудования нужны ТТ не ниже 0.5S, иначе погрешность при пусковых токах достигает 20%. Убедились на собственном опыте, когда кран-балка на складе вышла из строя из-за перегрева обмоток — защита не сработала вовремя.

Сейчас в спецификациях всегда указываем требование к ТТ: для ответственных узлов — с двойной изоляцией и запасом по перегрузочной способности. Особенно для лифтового оборудования, где токи носят циклический характер.

Кейс с насосной станцией: учёт реальных условий

В 2021 году модернизировали систему водоснабжения в жилом комплексе — заказчик жаловался на частые отключения насосов. Оказалось, предыдущие подрядчики не учли гидроудары при запуске: стандартные реле срабатывали при кратковременных бросках тока до 300% от номинала.

Применили схему с временной задержкой и датчиком давления — теперь защита анализирует не только ток, но и состояние трубопровода. Интересно, что пришлось добавить внешний защита от перегрузки модуль для компенсации реактивной мощности, хотя изначально задача стояла только в токовой защите.

Этот опыт заставил пересмотреть подход к проектированию: теперь всегда запрашиваем графики нагрузок за последние 3-6 месяцев, а не довольствуемся паспортными данными оборудования.

Автоматические выключатели: нюансы селективности

С селективностью в распределительных сетях вечная головная боль — особенно когда объект расширяется поэтапно. На химическом заводе в Чжэцзяне пришлось перекоммутировать всю защиту после подключения новой линии: вводной автомат срабатывал раньше групповых.

Помогло построение времятоковых характеристик с учётом реальных параметров кабелей — оказалось, сопротивление линии питания на 12% выше расчётного из-за старых алюминиевых жил. Применили выключатели с регулируемой задержкой срабатывания, настроили каскадную защиту.

Сейчас для таких объектов как раз рекомендуем продукты с сайта sutong.ru — там есть выключатели с цифровой индикацией тока для точной настройки селективности. Но предупреждаем клиентов: идеальной селективности в сетях со множеством нелинейных нагрузок достичь практически невозможно.

Перспективы и ограничения

Сейчас экспериментируем с системами на базе IoT — датчики температуры на шинах позволяют прогнозировать перегрузку до достижения критических токов. Но пока это дорого и требует квалифицированного обслуживания.

Главный вывод за эти годы: не бывает универсальных решений. Даже проверенная система защиты требует адаптации под конкретное оборудование и условия эксплуатации. Иногда проще поставить дублирующую механическую защиту, чем полагаться на ?умную? электронику в запылённом цеху.

Если смотреть на будущее — вероятно, развитие пойдёт в сторону гибридных систем, где тепловые расцепители будут страховать цифровые модули. Но это уже тема для отдельного разговора.