Захист трифазного компресора промислової системи кондиціонування повітря

Опис проблеми

У великих торгових центрах, супермаркетах або сучасних офісних комплексах кондиціонування повітря забезпечується потужними промисловими кліматичними системами (чилерами). Головним, найвідповідальнішим та найдорожчим вузлом такої установки є трифазний компресор. Його тривала та безперебійна робота повністю залежить від стабільності промислової мережі 380–400 Вольт.

Для силового електродвигуна компресора існують дві критичні загрози з боку електромережі, які здатні миттєво знищити обладнання:

1. Порушення послідовності (чергування) фаз: Якщо під час проведення планових ремонтних робіт на трансформаторній підстанції або в головній щитовій будівлі електрики випадково поміняють дві фази місцями, компресор після запуску почне обертатися у зворотний бік. Це призводить до моментального механічного руйнування компресора через масляне голодування (внутрішній масляний насос у зворотній полярності не працює) та подальшого глухого заклинювання валу.

2. Раптовий обрив фази під навантаженням: Якщо через перегорання одного із зовнішніх запобіжників або поганий обтиск контакту на лінії зникає хоча б одна фаза, двигун компресора продовжує працювати на двох фазах, що залишилися. При цьому струм в обмотках статора стрімко зростає у кілька разів. Протягом кількох хвилин ізоляція дротів плавиться від екстремального перегріву, і мотор повністю згоряє, вимагаючи дорогого капітального ремонту або заміни.

Рішення з використанням RM22TG20

Промислове трифазне реле контролю напруги RM22TG20 від Schneider Electric розроблено за концепцією «встановив і забув». На його лицьовій панелі повністю відсутні поворотні регулятори — усі захисні поріг та уставки чітко зафіксовані на заводі під стандарти промислових мереж. Це на 100% виключає людський фактор або помилку персоналу під час налаштування. Пристрій працює без підключення нейтралі (контролює суто 3 фази), живлячи свій внутрішній ланцюг безпосередньо від вимірювальної лінії.

Крок 1: Підключення пристрою в щиті кондиціонера

1. Вхідний ланцюг (Вимірювання та живлення): Три контрольовані фази (L1, L2, L3) після ввідного захисного автомата підключення чилера заводяться на нижній ярус клем реле.

2. Ланцюг керування автоматикою: На верхньому ярусі реле розташовані дві незалежні групи вихідних перекидних контактів: 11-12-14 та 21-22-24, розраховані на струм до 8 А. Нормально розімкнені контакти (наприклад, 11–14) підключаються послідовно в ланцюг котушки живлення силового контактора (магнітного пускача), що запускає компресор.

Крок 2: Алгоритм роботи в реальних умовах

• Штатний режим роботи: Усі три фази підведені до щита, напруга знаходиться в межах норми (лінійні значення між 380 і 400 В), чергування фаз правильне. Реле RM22TG20 тримає свої вихідні контакти замкненими. Силовий контактор увімкнений, компресор стабільно працює та охолоджує будівлю. На панелі пристрою світиться жовтий індикатор стану виходу R, а аварійний індикатор Def. повністю вимкнений.

• Ситуація аварії 1 (Помилка електриків / Переплутані фази): Після ремонтних робіт на підстанції дроти фаз А і В поміняли місцями. При першій же спробі автоматики запустити систему кондиціонування, реле RM22TG20 за долі мілісекунди виявляє порушення чергування фаз. Воно миттєво блокує замикання своїх вихідних контактів, гасить індикатор R та засвічує верхній жовтий світлодіод аварії Def.. Контактор не спрацьовує, компресор залишається знеструмленим і повністю захищеним від згубного зворотного обертання.

• Ситуація аварії 2 (Обрив фази на лінії електропередач): Під час роботи чилера на повну потужність через штормовий вітер або підгоряння контакту на стовпі зникає одна з фаз. Реле фіксує аварію і менш ніж за 0.15 секунди розмикає вихідні контакти керування, паралельно активуючи блимання світлодіода Def.. Силовий пускач моментально знеструмлює двигун компресора задовго до того, як обмотки статора встигнуть нагрітися до критичної температури.

⠀
Результат

Завдяки встановленню промислового реле Schneider Electric RM22TG20, дорога система кондиціонування торгового чи офісного центру отримує абсолютний апаратний імунітет від аварій у зовнішніх електромережах та помилок лінійного персоналу. Наявність двох ізольованих вихідних перекидних каналів дозволяє одночасно вирішити два завдання: перша група контактів моментально розриває ланцюг живлення двигуна, а друга — передає сигнал «АВАРІЯ ЖИВЛЕННЯ ЧИЛЕРА» на диспетчерський пульт або увімкнює червону сигнальну лампу на посту чергового інженера. Коли параметри мережі повернуться до норми, реле автоматично та безпечно дозволить системі продовжити роботу.