3-фазны нагреватель и диф.защита

[Jackson]

Про выбор количества полюсов у аппарата защиты я уже писал. Всё зависит от области применения нагревателя. Иногда лучше закладывать три однополюсных, или три двуполюсных дифавтомата (персонально на каждый ТЭН) с коммутацией ТЭНов в треугольник (или звезду - по вкусу) на входе автоматов. /Так живучесть выше, если это важно./

А можно поподробнее про это?

[Ryzhij]

Подробнее про диф.защиту 3-фазного агрегата?
Извольте.
Прежде всего, следует ответить на вопрос: "Что для нас предпочтительнее - полное отключение оборудования или сохранение его хоть какой-то (по возможности максимально достижимой) работоспособности без ущерба безопасности?"
Когда прогар одного из ТЭНов делает ведение техпроцесса невозможным, тогда и диф.защиту есть смысл делать на весь нагреватель одним 4-полюсным аппаратом.
Но в случаях, когда мы имеем дело с системами жизнеобеспечения часто желательно обеспечить хотя бы неполную работоспособность агрегата.
Пример - электрокотёл отопления.
Прогорит и пробьёт один ТЭН, а автоматика отлючит отопление полностью. Пока специалист доберётся, пока заменит или исключит из работы неисправный ТЭН, вся система разморозится, люди и животные пострадают. В таких применениях я бы предпочёл по-фазную диф.защиту. Лучше ходить по дому не в шортах, а в свитере, чем напрочь разморозить всю систему и сделать существование в таком доме невозможным. Лучше поставить три двуполюсных диф.аппарата защиты, каждый персонально на свой ТЭН, и обеспечить хотя бы частичное функционирование котла, чем погасить котёл полностью.
Такого оборудования много. Это и пищеварочные котлы, и электроплиты, кормозапарники, водогрейки...
Всё то, о чём в критической ситуации можно сказать - пусть оно плохо, но работает, чем отключится полностью.

[Jackson]

Всё то, о чём в критической ситуации можно сказать - пусть оно плохо, но работает, чем отключится полностью.

Вот я про этот подход как раз и хотел уточнить - просто увидеть хорошее его описание. Спасибо!
Всё понимаем, знаем, но в ВУЗах этому не учат и вслух даже с коллегами особо не говорят. И это проблема. Мне неизвестна ни одна книга или методика, где подобное хотя бы обозначено.

Есть ТОЭ, есть "теория надёжности" (например так может называться дисциплина в ВУЗе), кое-где есть "основы тех.эксплуатации". Но эти вещи друг с другом никак не стыкуются ни в учебных процессах, ни в литературе. И это проблема.

[+] была история

Всех нас моряков инженеров электриков надёжно научили, что аварийный генератор должен иметь только две защиты: от КЗ и от разноса. На остальное - наплевать, максимум сигнализация и очень мало - в экстренной ситуации ещё и эта сигнализация не должна мозг выносить. Пусть перегружается, горит, дымит, проваливает частоту, но работает до последнего вздоха пока не сгорит наконец. Потому что он даёт драгоценные минуты для спасения экипажа, пожар там тушат или эвакуируются - им нужна энергия для механизмов.
Все всё понимают. И технически ставят на АДГ выключатель-разъединитель и отдельное реле короткого замыкания, потому что найти морской автомат с защитой только от КЗ - можно, но сложнее и дороже. И вроде всё нормально.
Но питаются эти реле перегрузки прямо от шин генератора. Так же проще, а чем проще чем надёжнее. И это массово, можно просмотреть схемы разных контор и НИИ и там это будет видно. Никому в голову не пришло, что при КЗ напряжение генератора близко к нулю, реле теряет питание и защиты нет, а значит генератор сгорает насовсем и перевключить его даже вручную экипаж уже не сможет, потеряв жизненно необходимый источник энергии (спас.операции разные бывают).
Показал коллеге в одной конторе, который эти схемы клепал не один год - тот говорит "а действительно ведь, косяк", и с того момента та контора заказывает эти реле КЗ с другим питанием. А до того?
Потом был следующий вопрос: а трансформатор тока, от которого реле работает, в насыщение не уйдёт? Он соответствующего класса защиты? Тоже оказалось что может и насытиться и реле не сработает. Поправили в той конторе и этот вопрос.

Но это только один коллега в одной конторе. А остальные? И сколько таких нюансов?

Электрику знают, электромашины знают, про насыщение и процесс КЗ синхронной машины знают, про отказоустойчивость знают и теорию надёжности все изучали - всё понятно и элементарно. А вместе связать не получилось. И где-то ходят сотни пароходов без защиты от КЗ на АДГ, а некоторые и без защиты от разноса (сам видел - тоже потому что и там есть такие же нюансы).

[kirillio]

Вот я про этот подход как раз и хотел уточнить - просто увидеть хорошее его описание.

но есть нюанс в случае со звездой - имеем несимметричный режим и некий ток нейтрали, который нужно считать. Когда средняя точка переносится в шкаф (если я правильно понял схему из описания ТС) и коммутируется на клеммном ряду, это прям обязательная итерация.

[Ryzhij]

но есть нюанс в случае со звездой - имеем несимметричный режим и некий ток нейтрали, который нужно считать.

Cчитать, конечно надо.
И это несложно.
Сложнее всего, это понять почему подключение нейтрали к средней точке звезды 3-фазного нагревателя часто желательно, а к средней точке асинхронного двигателя - бессмысленно.

[Jackson]

но есть нюанс в случае со звездой - имеем несимметричный режим и некий ток нейтрали, который нужно считать.

Ага. Оценивать надо.

[+]

Чтоб логически закончить морской вопрос надёжности, если у кого ютуб прокачает - вот видео процесса затопления БМРТ "Капитан Болсуновский". Как пособие для электриков, потому что хорошо видно в какой момент загнулся АДГ (по-моему он просто захлебнулся водой, или масло перестало поступать в маслонасос от дикого крена). На втором видео где-то на 2:35. Но всё это время он работал, значит была энергия и экипаж относительно спокойно успел эвакуироваться. Обычно пока одни эвакуируются, другие продолжают безнадёжно бороться за живучесть, а потом с дикой скоростью драпают - понятно что уже не спасти, но чтобы продлить время на эвакуацию своим товарищам и себе. Никто не погиб. А водичка-то холодная, в ней без средств защиты смерть наступит максимум за 10 минут.

Хороший пример того, зачем нужен АДГ и как важно чтобы не было лишних защит и ложного их срабатывания. А начинается всё с культуры проектирования и понимания таких вот нюансов.

https://youtu.be/ce-AviEAAFw?si=ymU0d_F4akkXTUA6

https://youtu.be/bTdQan9RMDA?si=7oGZxoxcil1IU69B

Отправлено спустя 3 минуты 41 секунду:

Сложнее всего, это понять почему подключение нейтрали к средней точке звезды 3-фазного нагревателя часто желательно, а к средней точке асинхронного двигателя - бессмысленно.

Потому что в случае с нагревателем важно не допустить превращения фазного напряжения в линейное (чтобы не сгорели оставшиеся ТЭНы и не вскипятили что-нибудь теплом в 1,73 раза больше положенного), а двигатель и так встанет, потеряв момент, от чего ток возрастёт до величины КЗ и его всё равно отстрелит автоматом ? Да и нестрашно, как правило, обмоткам двигателя линейное напряжение вместо фазного. Да?

[Ryzhij]

Нет. (И даже не потому, что ТЭН, оказавшийся под линейным напряжением вместо фазного грел бы не в 1,73 раза сильнее, а в 3. Хотя и недолго.))
Оставшиеся ТЭНы без ноля не сгорят, т.к. половина линейного напряжения, приложенная в аварийной ситуации к каждому из оставшихся ТЭНов, меньше фазного, на которое эти ТЭНы рассчитаны.
Без ноля оставшиеся в ТЭНы греть будут хуже, чем могли бы.
А двигатель с малым числом пар полюсов (3000 об/мин или 1500 об/мин) на двух фазах всё равно тянуть не будет, возрастёт скорость скольжения и ток. Двигатель просто сгорит. Тихоходные же двигатели (750 об/мин и ниже) будут продолжать работать, хотя максимальный момент, конечно, упадёт. Но часто ли нам попадаются тихоходные асинхронники?

[Jackson]

не в 1,73 раза сильнее, а в 3

Да, точно, в квадрате же ток.

Без ноля оставшиеся в ТЭНы греть будут хуже, чем могли бы.

Точно. Половина линейного прилетит на оставшиеся два ТЭНа, если нет нейтрали. Так значит нейтраль там нужна чтобы оставшиеся ТЭНы грели как и раньше, а не слабее? А среднеоборотному АД действительно всё равно что так что эдак - встанет и начнётся стоянка под током. Да?

[Ryzhij]

Да и аминь! Именно так.

[Jackson]

Именно так.

Спасибо за то что поворошили память! Дело нужное.

[Никита]

Всё понимаем, знаем, но в ВУЗах этому не учат и вслух даже с коллегами особо не говорят. И это проблема. Мне неизвестна ни одна книга или методика, где подобное хотя бы обозначено

Мне эту историю обозначил заказчик в первый же год моей самостоятельной работы. Ему надо было заменить ВРУ на офисном здании. Старое было с рубильником на вводе и вставками ПН. Человек сразу же четко сказал: "оборудование у меня офисное и однофазное, трехфазные автоматы не ставить - пусть лучше одна фаза отключится, чем весь этаж или несколько этажей."
С другой стороны, там не было вентустановок с трехфазными двигателями, иначе бы пришлось потом лезть во вторичку этих вентиляторов и городить защиту от неполнофазного включения.
Та же, кстати, история и с котлами отопительными: толку сохранять в работе ТЭНы, если циркуляционные насосы в лучшем случае не работают, в худшем - горят... Котел нормальный без протока сам отключит остальное.
И еще из той же серии - в свое время через мои руки прошел не один десяток котлов Elkassett, у которых ТЭНы собраны в треугольник. Как тут реализовать пофазную поперечную дифзащиту я чего-то плохо представляю.
Так что тут не в вузе учиться надо, а просто задуматься "а что, если"... С другой стороны, на те же Elkassett за пятнадцать лет не было ни одного нарекания на ТЭНы. Хотя корпуса по сварке уже текут. Тут только опыт...

[kirillio]

С другой стороны, там не было вентустановок с трехфазными двигателями, иначе бы пришлось потом лезть во вторичку этих вентиляторов и городить защиту от неполнофазного включения.

РКФ + контактор на вводе в шкаф способны затащить вопрос без всяких огородов. Не говоря уже о частотниках, без которых вентустановок я уже не могу припомнить, когда видел последний раз.

толку сохранять в работе ТЭНы

..есть там, где это применимо. Не просто так же было написано:

Когда прогар одного из ТЭНов делает ведение техпроцесса невозможным, тогда и диф.защиту есть смысл делать на весь нагреватель одним 4-полюсным аппаратом.

[Jackson]

Так что тут не в вузе учиться надо, а просто задуматься

Ну как же..... Просто в том же ВУЗе кроме подачи разной информации неплохо бы дать понимание, а как она такая разная вместе может собраться. Вот с этим лично у нас было слабо. Ну например, ТЭП был, гидравлика была, теормех и сопромат был. Отлично. Курсовик был, считали насос и двигатель для него. А расчёта вала на предмет не срежется ли он - нет.

[pkl58]

В вузах узкопрофильная специализация как правило. А в жизни на производстве нужно знать все. Поэтому и специалистами становятся ближе к 35 - 40 годам. От специализации выпускающей кафедры тоже зависит много. Как правило они привязаны к конкретным НИИ и под них и выпускали специалистов.

[Ryzhij]

Та же, кстати, история и с котлами отопительными: толку сохранять в работе ТЭНы, если циркуляционные насосы в лучшем случае не работают, в худшем - горят...

Вы путаете две разных аварийных ситуации - пропадание одной фазы и пробой одного из ТЭНов.

И еще из той же серии - в свое время через мои руки прошел не один десяток котлов Elkassett, у которых ТЭНы собраны в треугольник. Как тут реализовать пофазную поперечную дифзащиту я чего-то плохо представляю.

Я не понял про "поперечную", это что?
А подключить каждый ТЭН, к своему диф.аппарату защиты возможно и в треугольнике.
Дифы будут схематически внутри каждой из сторон треугольника (как были внутри лучей звезды).
Понадобятся аппараты на линейное напряжение или хотя бы механические.

[Jackson]

Что уже не по топику - отделил: viewtopic.php?t=19960