Hãy tưởng tượng một động cơ chính xác có giá trị cao đang âm thầm chịu quá tải, không hề biết rằng nó có thể bị hỏng thảm khốc bất cứ lúc nào do đoản mạch hoặc lỗi chạm đất. Cơ sở của bạn có dễ bị tổn thương trước những rủi ro như vậy không? Là "trái tim" của các hoạt động công nghiệp, động cơ yêu cầu sự bảo vệ mạnh mẽ để có hiệu suất an toàn và ổn định. Bài viết này xem xét thiết kế bảo vệ quá dòng mạch nhánh một động cơ dựa trên Quy tắc Điện quốc gia (NEC) năm 2020, cung cấp kiến thức cần thiết để ngăn ngừa sự cố động cơ trước khi chúng xảy ra.
Thiết kế mạch động cơ là một quy trình kỹ thuật có hệ thống, hoạt động giống như hệ tuần hoàn của con người, cung cấp điện năng một cách an toàn và hiệu quả để vận hành các hoạt động công nghiệp. Một hệ thống bảo vệ quá dòng hoàn chỉnh là điều cần thiết để động cơ hoạt động đáng tin cậy. Một mạch động cơ điển hình bao gồm một số thành phần quan trọng, mỗi thành phần phục vụ các chức năng bảo vệ cụ thể.
Thiết bị bảo vệ quá tải động cơ đóng vai trò là tuyến phòng thủ đầu tiên. Hoạt động như một người bảo vệ cảnh giác, nó liên tục theo dõi hoạt động của động cơ để ngăn ngừa hư hỏng do tải quá mức. Theo NEC 430.31, các thiết bị bảo vệ quá tải phải:
NEC 430.32(A)(1) quy định định mức bảo vệ quá tải từ 115% đến 125% dòng điện đầy tải của động cơ. Đối với các điều kiện khởi động khó khăn hoặc tải thay đổi, định mức có thể tăng lên 130% hoặc 140% (NEC 430.32(C), 430.6(A)(2)).
Đoản mạch (lỗi pha-pha hoặc pha-trung tính) và lỗi chạm đất (lỗi pha-vỏ) đại diện cho các mối nguy hiểm về điện nghiêm trọng nhất. Những lỗi này tạo ra dòng điện cực lớn có thể phá hủy thiết bị và tạo ra nguy cơ hỏa hoạn hoặc điện giật.
Các thiết bị bảo vệ mạch nhánh phải nhanh chóng ngắt dòng sự cố trong khi chịu được dòng khởi động động cơ (NEC 430.52). Các thiết bị này đóng vai trò là biện pháp bảo vệ tối ưu cho động cơ và nhân viên.
NEC 430.22 yêu cầu các dây dẫn mạch nhánh cho động cơ hoạt động liên tục phải có khả năng chịu tải không dưới 125% dòng điện đầy tải của động cơ. Đối với động cơ 10A, dây dẫn phải xử lý ít nhất 12,5A. Bảng NEC 430.247-250 cung cấp các giá trị dòng điện đầy tải để lựa chọn dây dẫn thích hợp.
NEC cho phép bốn loại thiết bị để bảo vệ mạch nhánh động cơ:
Dòng khởi động động cơ thường đạt 6-8 lần dòng điện đầy tải. NEC 430.52(B) quy định rằng các thiết bị bảo vệ phải chịu được các dòng điện đột biến này mà không gây ra hoạt động phiền toái.
Sử dụng tỷ lệ phần trăm Bảng NEC 430.52, định mức thiết bị tối đa bằng dòng điện đầy tải của động cơ nhân với tỷ lệ phần trăm thích hợp. Ví dụ, động cơ 10A với máy cắt thời gian nghịch:
10A × 250% = 25A tối đa
Khi các phép tính không khớp với định mức tiêu chuẩn, Ngoại lệ số 1 của NEC 430.52(C)(1) cho phép chọn giá trị tiêu chuẩn cao hơn tiếp theo.
Đối với động cơ khó khởi động hoặc tải thay đổi, Ngoại lệ số 2 của NEC 430.52(C)(1) và Ngoại lệ số 1 của 430.52(C)(3) cho phép điều chỉnh cài đặt bảo vệ trong khi vẫn duy trì an toàn.
| Loại thiết bị bảo vệ | Định mức tối đa | Định mức ngoại lệ (Tối đa) |
|---|---|---|
| Cầu chì không trễ thời gian | 300% | 400% |
| Cầu chì hai thành phần (trễ thời gian) | 175% | 225% |
| Máy cắt ngắt tức thời | 1100% | 1700% |
| Máy cắt thời gian nghịch | 250% | 400% |
Lưu ý: Tỷ lệ phần trăm áp dụng cho động cơ tiết kiệm năng lượng Thiết kế B.
Hãy xem xét động cơ lồng sóc, Thiết kế B, ba pha, 460V, 25 mã lực với dòng điện trên bảng tên là 32A và hệ số dịch vụ là 1,15.
Từ Bảng NEC 430.250: Dòng điện đầy tải 34A × 125% = Khả năng chịu tải dây dẫn tối thiểu 43A
Dòng điện trên bảng tên 32A × 125% = 40A tối đa
Nếu cần: 32A × 140% = 44,8A (NEC 430.32(C))
Cầu chì trễ thời gian:
Máy cắt thời gian nghịch:
Bảo vệ quá dòng động cơ hiệu quả đòi hỏi thiết kế cẩn thận theo tiêu chuẩn NEC. Việc lựa chọn thiết bị thích hợp, bảo trì thường xuyên và tuân thủ các yêu cầu của quy tắc đảm bảo độ tin cậy của động cơ đồng thời giảm thiểu rủi ro hỏng hóc và tăng cường an toàn vận hành.
Hãy tưởng tượng một động cơ chính xác có giá trị cao đang âm thầm chịu quá tải, không hề biết rằng nó có thể bị hỏng thảm khốc bất cứ lúc nào do đoản mạch hoặc lỗi chạm đất. Cơ sở của bạn có dễ bị tổn thương trước những rủi ro như vậy không? Là "trái tim" của các hoạt động công nghiệp, động cơ yêu cầu sự bảo vệ mạnh mẽ để có hiệu suất an toàn và ổn định. Bài viết này xem xét thiết kế bảo vệ quá dòng mạch nhánh một động cơ dựa trên Quy tắc Điện quốc gia (NEC) năm 2020, cung cấp kiến thức cần thiết để ngăn ngừa sự cố động cơ trước khi chúng xảy ra.
Thiết kế mạch động cơ là một quy trình kỹ thuật có hệ thống, hoạt động giống như hệ tuần hoàn của con người, cung cấp điện năng một cách an toàn và hiệu quả để vận hành các hoạt động công nghiệp. Một hệ thống bảo vệ quá dòng hoàn chỉnh là điều cần thiết để động cơ hoạt động đáng tin cậy. Một mạch động cơ điển hình bao gồm một số thành phần quan trọng, mỗi thành phần phục vụ các chức năng bảo vệ cụ thể.
Thiết bị bảo vệ quá tải động cơ đóng vai trò là tuyến phòng thủ đầu tiên. Hoạt động như một người bảo vệ cảnh giác, nó liên tục theo dõi hoạt động của động cơ để ngăn ngừa hư hỏng do tải quá mức. Theo NEC 430.31, các thiết bị bảo vệ quá tải phải:
NEC 430.32(A)(1) quy định định mức bảo vệ quá tải từ 115% đến 125% dòng điện đầy tải của động cơ. Đối với các điều kiện khởi động khó khăn hoặc tải thay đổi, định mức có thể tăng lên 130% hoặc 140% (NEC 430.32(C), 430.6(A)(2)).
Đoản mạch (lỗi pha-pha hoặc pha-trung tính) và lỗi chạm đất (lỗi pha-vỏ) đại diện cho các mối nguy hiểm về điện nghiêm trọng nhất. Những lỗi này tạo ra dòng điện cực lớn có thể phá hủy thiết bị và tạo ra nguy cơ hỏa hoạn hoặc điện giật.
Các thiết bị bảo vệ mạch nhánh phải nhanh chóng ngắt dòng sự cố trong khi chịu được dòng khởi động động cơ (NEC 430.52). Các thiết bị này đóng vai trò là biện pháp bảo vệ tối ưu cho động cơ và nhân viên.
NEC 430.22 yêu cầu các dây dẫn mạch nhánh cho động cơ hoạt động liên tục phải có khả năng chịu tải không dưới 125% dòng điện đầy tải của động cơ. Đối với động cơ 10A, dây dẫn phải xử lý ít nhất 12,5A. Bảng NEC 430.247-250 cung cấp các giá trị dòng điện đầy tải để lựa chọn dây dẫn thích hợp.
NEC cho phép bốn loại thiết bị để bảo vệ mạch nhánh động cơ:
Dòng khởi động động cơ thường đạt 6-8 lần dòng điện đầy tải. NEC 430.52(B) quy định rằng các thiết bị bảo vệ phải chịu được các dòng điện đột biến này mà không gây ra hoạt động phiền toái.
Sử dụng tỷ lệ phần trăm Bảng NEC 430.52, định mức thiết bị tối đa bằng dòng điện đầy tải của động cơ nhân với tỷ lệ phần trăm thích hợp. Ví dụ, động cơ 10A với máy cắt thời gian nghịch:
10A × 250% = 25A tối đa
Khi các phép tính không khớp với định mức tiêu chuẩn, Ngoại lệ số 1 của NEC 430.52(C)(1) cho phép chọn giá trị tiêu chuẩn cao hơn tiếp theo.
Đối với động cơ khó khởi động hoặc tải thay đổi, Ngoại lệ số 2 của NEC 430.52(C)(1) và Ngoại lệ số 1 của 430.52(C)(3) cho phép điều chỉnh cài đặt bảo vệ trong khi vẫn duy trì an toàn.
| Loại thiết bị bảo vệ | Định mức tối đa | Định mức ngoại lệ (Tối đa) |
|---|---|---|
| Cầu chì không trễ thời gian | 300% | 400% |
| Cầu chì hai thành phần (trễ thời gian) | 175% | 225% |
| Máy cắt ngắt tức thời | 1100% | 1700% |
| Máy cắt thời gian nghịch | 250% | 400% |
Lưu ý: Tỷ lệ phần trăm áp dụng cho động cơ tiết kiệm năng lượng Thiết kế B.
Hãy xem xét động cơ lồng sóc, Thiết kế B, ba pha, 460V, 25 mã lực với dòng điện trên bảng tên là 32A và hệ số dịch vụ là 1,15.
Từ Bảng NEC 430.250: Dòng điện đầy tải 34A × 125% = Khả năng chịu tải dây dẫn tối thiểu 43A
Dòng điện trên bảng tên 32A × 125% = 40A tối đa
Nếu cần: 32A × 140% = 44,8A (NEC 430.32(C))
Cầu chì trễ thời gian:
Máy cắt thời gian nghịch:
Bảo vệ quá dòng động cơ hiệu quả đòi hỏi thiết kế cẩn thận theo tiêu chuẩn NEC. Việc lựa chọn thiết bị thích hợp, bảo trì thường xuyên và tuân thủ các yêu cầu của quy tắc đảm bảo độ tin cậy của động cơ đồng thời giảm thiểu rủi ro hỏng hóc và tăng cường an toàn vận hành.
