Motor Koruma Şalteri Ile Termik Röle Arasındaki Fark
Endüstride, elektrik tesislerinde kullanılan çeşitli röleler vardır. Faz koruma rölesi bunlardan bir tanesidir. Bu tür rölelere faz koruma rölesi yada motor koruma rölesi denir.
Faz Koruma Rölesi Ne İşe Yarar?
Faz koruma röleleri elektrik motorlarını şebekeden gelecek olumsuzluklara karşı korumak amacıyla kullanılır. Amaç trifaze motorların iki faz enerji altında çalışmasını engellemek içindir.
Bu koruma görevini termik manyetik röle de sağlar. Termik manyetik röle bu korumayı dar sınırlar içerisinde gerçekleştirebilmektedir. Motor koruma röleleri ise koruma için bir çok seçenek sunar.
Faz koruma rölesinin modeline göre şebeke geriliminin faz sırasının karışması, faz dengesizliği, PTC’nin aşırı ısınması ve besleme geriliminin yeterli gelmediği durumlarda motoru koruma özelliklerine sahiptirler. Genellikle faz koruma röleleri bir kontaktör ile birlikte kullanılır. Fazlarda meydana gelebilecek, istenmeyen durumlarda kontaktör sayesinde sistemi şebekeden ayırır.
Faz Koruma Rölesi Yapısı
Koruma rölesi imalatı elektronik olarak yapılır. 3 fazlı motorlarda motor sargılarından birinin geriliminin düşmesi sonucu motor dengesiz yüklenir. Bu da, motorda tamiri zor ve maliyeti yüksek hasarlar verir. Bütün bu olumsuzluklardan motoru korumak için motor faz koruma rölesi kullanılmaktadır.
Faz Koruma Rölesi Çalışma Prensibi
R (L1)- S (L2)-T (L3) faz gerilimleri normal değerinde iken röle çeker ve motor çalışır. Fazlardan birinin gerilimi belirtilen sınır değerinin altına düştüğünde yada faz kesildiği zaman röle bırakır ve motor durur. Faz normal değerine döndüğü zaman röle çeker ve motor yeniden çalışmaya başlar. (PTC kullanılmadığı zaman PTC uçları kısa devre edilmelidir.)
Faz Koruma Rölesi Çeşitleri
Faz koruma röle çeşitleri iki tanedir;
- Faz (motor)koruma rölesi
- Faz sırası rölesi
Motor Koruma Rölesi
Elektrik tesislerinde 3 fazla çalışan motorlarda R-S-T fazlarından bir tanesinin gerilimi kesildiği zaman yada gerilimin düşmesi sonucunda motor çalışmaya devam eder. Motor eğer bu biçimde çalışmaya devam ederse çok tehlikeli ve istenmeyen bir durumdur. 3 fazla çalışma için yapılan motorlar, 2 faza kalırsa elektrik şebekesinden yüksek akım çeker.
Yüksek akım ise sargıları ısıtır. 2 faz enerji uygulanan motorda dönme olmaz ve sargılar çok fazla ısınarak zarar görebilir. Isınan sargılarının izolesi (vernik) eriyerek kısa devreye sebep olur. Kısa devre ise motorun bozulmasına yol açar Motorun iki faza kalması durumunda veya faz geriliminin aşırı artmasında veya azalmasında kısa bir zamanda devreyi açar ve motoru korur.
Kullanıcılar tarafından ayarlanan gerilim dengesizliği sınır değeri istenilen sınırın dışına çıkıldığı zaman röle belli bir gecikme süresi bitiminde motoru şebekeden keser. Gecikme süresi tamamlanmadan gerilim dengesizliği düzeldiğinde motor devreden çıkarılmadan çalışmasına devam eder.
Gerilim Dengesizliği
Sisteme bağlanan yüklerin (Y/ D ) fazlara eşit olmaksızın bağlanması (ZL1, ZL2, ZL3) durumunda yükler (sargılar) üzerine düşen akım ve gerilimin asimetri dağılmasıdır. Bu durumda sargılarda ısı kayıpları oluşur ve motorun nominal gücü azalır.
Sisteme bağlanan yüklerin (Y/ D ) fazlara eşit olmaksızın bağlanması (ZL1, ZL2, ZL3) durumunda yükler (sargılar) üzerine düşen akım ve gerilimin asimetri dağılmasıdır. Bu durumda sargılarda ısı kayıpları oluşur ve motorun nominal gücü azalır.
Gerilim Dengesizliğini Koruma
- Faz-faz arası gerilim farkı %20 den fazla olduğu andan 3sn. sonra röle çıkış verir ve motoru devreden çıkarır. (Ayarlanamaz)
- İkincisi ise bu ayar opsiyonu olmasıdır. Ayar gerilim dengesizliğini % arasında röle üzerinden ayarlamaya olanak sağlar. Ayarlanan değerler aşıldığı anda operatör tarafından, röle üzerinden çıkış alınması için bir zaman aralığıda saptanır. (0, sn).
Faz Sırası Rölesi
Üç fazlı sistemlerde fazların bağlanma sırası motorun dönüş yönünü tanımlar. Şebekeden kaynaklanacak bir sebepten ötürü fazların sırası değişirse motor hemen şebekeden ayrılmalıdır. Faz koruma röleleri faz sırasının değişmesinde motorun şebekeden anında ayrılmasına yardımcı olur.
Faz Sırası Kontrolü
Motorlarda uç gerilimlerinin sırasının R (L1)- S (L2)-T (L3) olarak bağlanması istenir. Ancak herhangi bir sebepten dolayı bu bağlantı değişirse röle çıkış verir ve motoru enerjilendirmez.
Faz Hatası Kontrolü
Fazlardan L1 – L2 – L3 ten herhangi birinin kesilmesi durumunda çıkış rölesi aktif olur ve motoru devre dışı bırakır.
PTC Koruması
Motor sargıları, aşırı ısınırsa motorun zarar görmemesi için hemen devreden çıkarılmalıdır. Motor sargılarından alınan sıcaklık bilgilerinin röle üzerindeki PTC’ nin sınır değerini aştığı anda gecikmesiz olarak motor devreden çıkarılır.
Yetersiz Besleme Gerilimi
Yetersiz besleme gerilimi motorun çalışmasını engeller. Motoru besleyen gerilim işletme geriliminin belli bir sınırı altına düştüğünde faz koruma rölesi yardımı ile motor devreden çıkartılır.
Faz Koruma Rölesi Bağlantı Şeması
Faz Koruma Rölesinin Kullanıldığı Yerler
Küçük güçlü motorlarda (15 KW), bir fazın kesilmesi, kısa zamanda aşırı akım meydana getirmez. Böylece motorun çektiği akım ve motorun gövdesindeki ısı artar, termistör röle yada termik röle, bazende sigorta görev yapar ve devreyi açar. Açma süresi gecikmeli olabilir.
Oysa, 15 KW dan büyük motorlarda, bir fazın kesildiğinde motor gövdesi sargılarının sıcaklığı, çok süre izin verilen nominal sıcaklığı geçer. Bu cins motorlarda, kesinlikle iki faza kalma koruması olmalıdır. Küçük güçlü motorlarda da faz koruma rölesinin kullanılmasında yarar vardır. Arızayı tespit etmede kolaylık sağlar. Motor devrelerinde kullanılan faz koruma röleleri, 3 fazlı bütün devrelerde sigortanın atmasının duyulması içindir.
Güç İşletmeniz ile Beraber Yaşayacak
Maxwell olarak işletmelerin yaşayan birer yapı olduğuna inanıyor ve gelecekte karşılalabileceğiniz durumlara karşı tedbir alarak taahhüt işlerini üstleniyoruz.
Endüstriyel projelerde mühendislik desteği için iletişime geçebilirsiniz!
Motor Koruma Rölesi Nedir?
Sanayide ve tesislerde elektrikle çalışan motorlarda gerilim dengesizliği yaşanması istenmeyen durumlardır. Bu durumda motor sargıları daha fazla akım çekip, aşırı ısı üretir. Bunun sonucunda da motorun bozulmasından işin aksamasına kadar olumsuz sonuçlar doğabilir. İşinizin aksamasını istemiyorsanız motor koruma rölesi en büyük yardımcınız olacaktır. Röleyi kullandığınızda hata büyümden kısa süre içinde engellemiş olacaksınız.
Motor Koruma Rölesi Nedir?
Motor koruma rölesi, motoru-devreyi aşırı akım, gerilim, faz sırası ve dengesizliği gibi olumsuz etkilere karşı koruyan röle çeşididir. Endüstride ve otomasyon uygulamalarında sıklıkla görülen bu röle faz koruma rölesi olarak bilinmektedir. Motor kontrolü uygulamalarında sıklıkla kullanılır. Sistemde oluşan anormallikleri algılayıp, dahili kontaklarını kullanarak sinyal verme işlemini gerçekleştirir.
Motor faz koruma rölesi elektronik bir cihaz olup, motoru arızaya karşı korumak için özel olarak birleştirilmiş çeşitli koruma özelliklerine sahiptir. Eş zamanlı anormallikleri izleyerek, makinelerin hasar görmesini engeller. Bu göreviyle de personel yaralanmalarının önüne geçmiş oluyor. .
Faz Koruma Rölesi Ne İşe Yarar?
Sanayide genellikle faz arızası nedeniyle 3 fazlı motorlarda aşırı ısınma ve hasar meydana gelmektedir. Termik röleler (Termikmanyetik Röle) motor korumasında sıklıkla kullanılmalarına rağmen, gerek elektromanyetik yapısı gerekse akım ayarlarının yüksek olması nedeniyle motor koruma görevinde yetersiz kalıyor. Faz koruma röleleri, bu tip etkileri ortadan kaldırmak, motorları etkin şekilde korumak amacıyla geliştirilmişlerdir.
15 KW&#;tan küçük motorlarda bir fazın kesilmesi, kısa zamanda aşırı akım oluşturmaz. Bu gibi durumlarda motorun gövdesindeki ısıda artış gözlenir. Termik röle veya bazen de sigorta devreye girerek, akımı keser. Bu devre girme süresi gecikmeli olabilir. Fakat 15 KW&#;dan büyük motorlarda durum böyle değildir.
İlginizi Çekebilir: BACnet Protokolü ve Bina Otomasyonu
Faz Koruma Rölesini Neden Kullanmalısınız?
Büyük güçlü motorlarda bir fazın kesilmesi motor gövde sargılarının sıcaklığı nominal dereceyi geçer. Bu tür motorlarda kesinlikle iki fazla kalma koruması olması gerekiyor. Kısaca, trifaze motorların iki faz enerji altında çalışmasını engellemek amacıyla faz koruma rölelerini kullanmanız gerekiyor.
Faz koruma rölelerini büyük güçlü motorlar dışında küçük güçlü motorlarda da kullanabilirsiniz. Böylece termik manyetik rölelerin sınırlı ve devreye geç girme olasılığının önüne geçmiş olursunuz.
Faz Koruma Rölelerinin Sağladığı Yararlar
Üç faz ile çalışan motorlarda R-S-T fazlarından birisi kesildiğinde motor çalışmaya
devam etmektedir. Motorun çalışmaya devam etmesi son derece tehlikeli ve istenmeyen bir durumdur. Bunun nedeni, motor üç faz ile çalışacak şekilde üretilmiştir. İki faza kaldığı zaman şebekeden yüksek akım çekmeye başlıyor. Yüksek akımla birlikte sargılar ısınmaya başlıyor. Vernik ile kaplı sargılar eriyerek kısa devreye sebep oluyorlar. Kısa devre ise motorun bozulması demek oluyor.
İlginizi Çekebilir: Akım Trafosu
İşte burada faz koruma röleleri devreye giriyor. Motorun iki faza kaldığı veya faz geriliminin aşırı artması/azalması (gerilim dengesizliği) durumlarda devreyi açarak motoru koruyor. Röleler bu korumayla şu faydaları sağlıyorlar;
1- Motor ömrü artıyor.
2- Motorların bakım, onarım masrafları azalıyor.
3- Motor sorunları nedeniyle arıza duruş süresi minimuma iniyor. Bu da üretimin aksamaması demek oluyor.
4- Elektrik çarpması, yangın riskini azaltır.
5- Elektriksel devrenin güvenliğini artırır.
Elektrik Motorlarının Korunması 5. Bölüm
Yapısı ve Çalışma Prensibi
Aşırı akım rölesi, sürekli olarak bir devreden geçen akımın termik etkisini kontrol eden ve ısınma müsaade edilen belirli bir üst seviyeyi geçtiğinde kontaklarının konumunu değiştirmesi ile motora enerji veren sistemin devresini açarak akımın kesilmesini sağlayan bir koruma rölesidir.
Şekil 1: Siemens harici termik röle ön paneli
Kontaktör - Röle - Sigorta - Kombinasyonunda Termik Rölenin Rolü
Elektrik motorlarının otomatik olarak çalıştırılması ve kumanda edilmesi için bugün büyük ölçüde kontaktörler kullanılmaktadır. Motorların aşırı akıma karşı korunması için kontaktörlerle birlikte termik aşırı akım röleleri kullanılmaktadır. Gerek kontaktörler, gerekse termik aşırı akım röleleri kısa devrelere karşı dayanıklı değildir. Bu cihazların önüne mutlaka sigortalar kullanılmalıdır.
Bu şekilde "Kontaktör-Röle-Sigorta" cihaz kombinasyonu meydana gelmektedir. Kombinasyondaki elemanlarının koruma sahaları şunlardır:
► Termik röle, devredeki motoru, kabloları ve kontaktörü aşırı yüke karşı korur.
► Sigorta ise kendisinden sonra gelen bütün cihazları yani motoru, kabloları, termik röleyi ve kontaktörü kısa devreye karşı korur.
Cihazları seçerken aşağıdaki hususları gözönünde tutmalı (Bkz. Şekil 2)
Şekil 2: Kontaktör-Termik Röle – Sigorta Kombinasyonunun Karakteristikleri
1 - Aşırı akım rölesinin karakteristiği, motorun yol almasına müsaade edecek kadar gecikmeli (tembel) olmalı. Bunu temin etmek için rölenin açma eğrisi motorun sabit yol alma akımı değerinin belirli bir mesafe ile üstünde kalmalı, (Bkz. Şekil 2 mesafe A)
2 - Sigorta, aşırı akım rölesini kısa devrede parçalanmaktan korumalı. Bunu temin için, sigortanın erime eğrisi termik rölenin açma ile parçalanma eğrilerinin kesiştiği noktanın belirli bir mesafe ile altında kalmalıdır (Bkz. Şekil 2 mesafe B)
3 - Kontaktörün artık kesemiyeceği aşırı akımları sigorta kesmelidir. Bunu temin için sigortanın erime eğrisi, kontaktörün kesme kapasitesinin aşıldığı noktadan itibaren (kontaktör nominal akımının 8 mislini kesebilir) aşırı akım rölesinin açma karakteristiğinin belirli bir mesafe ile altında kalmalı. (Bkz. Şekil 2 mesafe C)
4 - Arka arkaya tekrarlansa dahi sigorta motorun yol almasına mani olmamalı. Bunun için sigortanın erime eğrisi kafi bir mesafe ile motorun sabit yol alma akımı lA nın üstünde kalmalı. (Bkz. Şekil 2 mesafe D)
5 - Kısa devre halinde sigorta kontaktörü hasardan korumalı. Bunun için sigortanın açma eğrisi (Erime + sönme zamanı) kontaktör kontaklarının yanmaya başladığı akım - zaman eğrisinin belirli bir mesafe ile altında kalmalıdır. Kontaktör - termik röle - sigorta kombinasyonları için müsaade edilen azami, sigorta akımları kataloglarda verilmektedir.
Açma Karakteristikleri
Gecikmeli termik aşırı akım koruma cihazları bimetal şeritler prensibine göre çalışmaktadır. Bu şeritler motor akımı tarafından ısıtılınca, sıcaklık derecesine orantılı olarak kıvrılırlar. Bu hareket ya şalteri attıracak bir mekanizmayı çalıştırır ki bu takdirde cihaza "Aşırı akım açıcısı" denir, veya yardımcı bir kontağı çalıştırır ( bu takdirde "Aşırı akım rölesi" denir ).
Her iki halde de aşırı akım tertibatı motor devresinin çalışmasını temin eder, ( Şekil 3 ) Aşırı akım açıcı ve röleler, üzerlerindeki bir ayar düğmesi vasıtasıyla muayyen bir saha dahilinde motor akımına uygun olarak ayarlanabilir. Bir motorun çektiği aşırı akım ne kadar fazla ise, bimetal şeritler o kadar fazla ısınır ve açma zamanı da o kadar kısalır. Bu zaman rölenin açma karakteristiği eğrisinden alınabilir.
Şekil 3: Gecikmeli termik rölenin çalışma prensibi
Sıcaklık Kompanzasyonu
VDE 'a göre açma karakteristikleri + 20°C'lik bir ortam sıcaklığına göre ifade edilir. Karakteristiğin bir referans sıcaklığına göre verilmesi mecburidir. Zira bimetal şeritlerin kıvrılma derecesi ve dolayısıyla açma zamanları kısmen de ortam sıcaklığına bağlıdır. Ortam sıcaklığı ne kadar yüksek ise, bimetal şeritlerin akım tarafından ısıtılması o derece kolaylaşır dolayısıyla açma zamanları o derece kısalır. Mesela ortam sıcaklığı + 50°C olduğu zaman bimetalin asgari açma akımı % 40 civarında azalır ve açma zamanı da % 50 kadar kısalır.
20°C'den daha düşük ortam sıcaklıklarında açma zamanları artmaktadır. Motor ve röle aynı ortam sıcaklığında çalıştığı takdirde, rölenin ortam sıcaklığından etkilenmesi bir sorun oluşturmaz. Ancak genelde durum bunun tam tersidir. Çoğu zaman aşırı akım röleleri, şalter, bobin, direnç vs. gibi sıcaklık kaynağı başka elemanlarla birlikte kapalı tablolar içinde bulunmaktadır. Bazı hallerde tabloların içindeki bu sıcaklık 50°C'yi bulabilir. Motor ise daha serin bir ortamda bulunabilir. Motor ve röle değişik ortam sıcaklıklarında çalıştığında, termik rölenin ortam sıcaklığına bağlı olması hatalı çalışmasına, hatta bazı hallerde koruyucu fonksiyonunu yerine getirememesine neden olabilir. Bu yüzden aşırı akım rölelerinin bir çoğu sıcaklık kompansasyonu ile birlikte imal edilmektedir. Şayet termik rölemizde sıcaklık kompanzasyonu yoksa ortam sıcaklığının röle üzerine etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Bu durum için rölenin akım ayarının yapılmasında Tablo den yararlanabiliriz.
Bekleme Zamanı
Bekleme zamanı bir rölenin ve yardımcı şalterinin mekanik yapısına göre birkaç saniyeden birkaç dakikaya kadar değişebilir. Aslında böyle mecburi bir bekleme zamanı bir avantaj teşkil etmektedir, zira bir arızadan sonra aşırı derecede ısınmış olabilen bir motorun tekrar çalıştırmadan soğumasına fırsat verilmiş olur. Bir kontaktör, fonksiyonu icabı "devamlı kumanda" veren bir kontak üzerinden (mesela bir sınır anahtarı, basınç şalteri, termostat vs.) kumanda ediliyorsa, bir arıza halinde aşağıdaki durum meydana gelebilir: Örnek olarak olarak bir depoya su basan ve bir seviye (şamandıra) şalteri üzerinden kumanda edilen bir su pompasının mekaniki bir sebepten sıkıştığını ve dönemediğini kabul edelim. Pompayı çalıştıran elektrik motoru dönemediğinden fazla akım çekecek ve koruyucu aşırı akım rölesi de bir müddet sonra elektrik devresini açtıracaktır. Bekleme zamanı sonunda röle soğuyunca kontaktörü tekrar kapatmak isteyecektir. Şayet su deposundaki seviye düşük olup seviye şalteri devamlı kapalı durumda ise, motor devreye sokulmuş olacak ancak arıza devam ettiğinden, röle ısınıp devreyi açacak, fakat soğuyunca tekrar kapatacaktır. Arıza üzerinde tekrar tekrar verilecek bu "çalış" kumandaları motorun yanmasına sebep olabilir. Bu durumu önlemek için "tekrar kapama kilitli" röleler kullanılmalıdır.
Tekrar Kapama Kilitli (Resetli) Röleler
Şekil 4: Tekrar kapama kilidi olan (b) ve olmayan aşırı akım rölelerinin kullanılması için örnekler
Bir sonraki yazımız: Termik Röle İle Motor Koruma 2
Kaynak:
► funduszeue.info