HAUSAUFGABENBUCH HAB SCHULJAHR 2016/2017 SCHÜTZEN UND RELAIS BAWI ELEKTROBERUFE GMBH JOCHSTRASSE 15 CH-7000 CHUR

Transkript

1 HAUSAUFGABENBUCH HAB SCHULJAHR 06/07 BAWI ELEKTROBERUFE GMBH JOCHSTRASSE CH-7000 CHUR

2 Seite von 9 Schaltungsunterlagen dienen der Funktionserläuterung. Dies ist aber nur möglich, wenn den elektrischen Betriebsmitteln genormte Symbole zugeordnet werden. Diese Symbole nennt man auch Schaltzeichen. Aus ihnen lässt sich die Wirkungsweise der Betriebsmittel erkennen, nicht aber der konstruktive Aufbau. Die Symbole werden mit Kennbuchstaben versehen. Sie beschreiben den gewünschten Zweck eines einzelnen Betriebsmittels (Objekts). Zum Kennbuchstabe kommt noch eine Zählnummer hinzu. Diese dient der Unterscheidung gleichartiger Betriebsmittel innerhalb derselben Anlage. Um sich in den Schaltungsunterlagen besser zurecht zu finden, vergibt man die Zählnummer i.d.r. aufgrund der passenden Stromkreisnummerierung. Die Stromkreisnummerierung ist auf jedem Schemablatt (oben) ersichtlich. Die Nummern sind je Anlage einmalig. Eine korrekte Kennzeichnung verhindert demnach, dass verschiedene elektrische Betriebsmittel eine gleichlautende Bezeichnung besitzen. Beispiel: Kennzeichnung M0 Kennbuchstabe mit Zählnummer (alphanumerisch) Kennbuchstabe M = Motor Bereitstellen mechanischer Energie für Antriebszwecke. Zählnummer 0 = Stromkreisnummer 0 M0 M Schaltzeichen (Symbol) Symbolerläuterung: L Aussenleiter L Neutralleiter Trenner N Neutralleiter N F Öffner des Thermorelais F = sichern, schützen. = Betriebsmittel Nr.. (Einbauort Thermorelais im Stromkreis Nr. ) 9 96 = Anschlussklemmen F Leitungsschutzschalter (LS) F = sichern, schützen = Betriebsmittel Nr. (Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen S NOT AUS (Funktion rastend) S = wandelt manuelle Betätigung in ein Signal um = Betriebsmittel Nr. (Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen

3 Seite von 9 S. AUS Taster (Funktion nicht rastend) S = wandelt manuelle Betätigung in ein Signal um. = Betriebsmittel Nr.. (Stromkreis Nr. S. weil es S bereits gibt.) = Anschlussklemmen K 7 8. verz. Schliesskontakt von K (Kontakt gehört zum Zeitrelais) = Betriebsmittel Nr. (Relaisspule befindet sich im Stromkreis Nr. ) 7 8 = Anschlussklemmen S. EIN Taster (Funktion nicht rastend) S = wandelt manuelle Betätigung in ein Signal um. = Betriebsmittel Nr.. (Stromkreis Nr. S. weil es S und S. bereits gibt.) = Anschlussklemmen Q Lastschütz (elektromagn. Schalter) = Betriebsmittel Nr. (Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen Lastschütz (elektromagn. Schalter) = Betriebsmittel Nr. (Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen Q. Hilfskontakt Schliesser von Q = Betriebsmittel Nr. im Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen. Hilfskontakt Schliesser von = Betriebsmittel Nr. im Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen K 0 Zeitrelais (anzugverzögert) (Relais, Zeitrelais, Hilfsschütz,...) = Betriebsmittel Nr. (Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen 0 = Verzögerungszeit 0Sek.. Hilfskontakt Öffner von 7 = Betriebsmittel Nr. 7 im Stromkreis Nr. 7) = Anschlussklemmen K 7 8. verz. Schliesskontakt von K (Kontakt gehört zum Zeitrelais) = Betriebsmittel Nr. (Relaisspule befindet sich im Stromkreis Nr. ) 7 8 = Anschlussklemmen. Hilfskontakt Schliesser von = Betriebsmittel Nr. im Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen Q Lastschütz (elektromagn. Schalter) = Betriebsmittel Nr. (Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen K 0 Zeitrelais (anzugverzögert) (Relais, Zeitrelais, Hilfsschütz,...) = Betriebsmittel Nr. (Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen 0 = Verzögerungszeit 0Sek. Q. Hilfskontakt Schliesser von Q = Betriebsmittel Nr. im Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen

4 Seite von 9 K6 0 Zeitrelais (anzugverzögert) (Relais, Zeitrelais, Hilfsschütz,...) 6 = Betriebsmittel Nr. 6 (Stromkreis Nr. 6) = Anschlussklemmen 0 = Verzögerungszeit 0Sek.. Hilfskontakt Schliesser von = Betriebsmittel Nr. im Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen K verz. Schliesskontakt von K6 (Kontakt gehört zum Zeitrelais) 6 = Betriebsmittel Nr. 6 (Relaisspule befindet sich im Stromkreis Nr. 6) 7 8 = Anschlussklemmen P8 X X Signallampe (Meldeleuchte) P = Darstellung von Infos 8 = Betriebsmittel Nr. 8 (Stromkreis Nr. 8) X X = Anschlussklemmen Lastschütz (elektromagn. Schalter) 7 = Betriebsmittel Nr. 7 (Stromkreis Nr. 7) = Anschlussklemmen F Schliesser des Thermorelais F = sichern, schützen. = Betriebsmittel Nr.. (Einbauort Thermorelais im Stromkreis Nr. ) = Anschlussklemmen. Hilfskontakt Schliesser von 7 = Betriebsmittel Nr. 7 im Stromkreis Nr. 7) = Anschlussklemmen P9 X X Signallampe (Meldeleuchte) P = Darstellung von Infos 9 = Betriebsmittel Nr. 9 (Stromkreis Nr. 9) X X = Anschlussklemmen Siehe bei den werbenden Unternehmungen nach! Sie sind die Profis! Einschaltung: Mit der Betätigung des Tasters S. wird das Schütz an Spannung gelegt. Die Schützenspule wird erregt. Das Schütz zieht an, schliesst die Hauptkontakte sowie sämtliche Schliesskontakte (Hilfskontakte) und öffnet seine Öffner (Hilfskontakte). Der Strompfad zu wird nun über die Selbsthaltung (Schliesser ) aufrechterhalten. Das anzugverzögerte Zeitrelais K wird durch den Schliesser ( ) ebenfalls an Spannung gelegt. Nach Ablauf der voreingestellten Zeit (0 Sekunden) geht der Schliesskontakt des Zeitrelais K (7 8) zu und legt an die Schützenspule Q Spannung. Wie schon beim Schütz, schliessen nun auch beim Schütz Q die Haupt- und Schliesskontakte und die Öffner gehen auf. Durch das schliessen des Hilskontaktes Q ( ) wird das anzugverzögerte Zeitrelais K an Spannung gelegt. Ebenfalls nach 0 Sekunden erhält die Schützenspule von Q über den Kontakt K (7 8) Spannung, wodurch die Haupt- und Schliesskontakte zu gehen und die Öffner öffnen. Der Schliesskontakt Q ( ) legt sodann das letzte anzugverzögerte Relais K6 an Spannung. Sobald die eingestellten 0 Sekunden vorbei sind, bekommt auch die letzte Schützenspule () Spannung. Die Hauptkontakte gehen zu. Der Schliesser ( ) ebenfalls, wodurch die Signallampe P8 aufleuchtet. Zugleich werden die Zeitrelais K / K / K6 und die Schützen Q und Q durch den aufgehenden Öffner ( ) vom Netz getrennt.

5 Seite von 9 Ausschaltung: Wird der Taster S. betätigt, ist der Steuerstromkreis für die Schützen und Zeitrelais unterbrochen. Dies bedeutet, dass die Schützenspule keine Spannung bekommt, der Selbsthaltekontakt öffnet und damit alle Bauteile (Schützen, Zeitrelais und die Signallampe P8) stromlos sind. Der Motor ist abgeschaltet. Ausschaltung im Störfall: Dasselbe wie oben beschrieben geschieht durch Betätigen des NOT AUS Schalters S (Schalter = rot, Pilz oder Palmenform Hintergrund = gelb). Ein Einschalten ist erst wieder möglich, nachdem der NOT AUS Schalter manuell entriegelt wurde. Eine weitere Ausschaltung erfolgt bei Überlast. Wird das Thermorelais F. von einem zu grossen Strom durchflossen, wird das auf Motorennennstrom eingestellte Bimetall zu stark erwärmt. Die durchbiegenden Bimetallstreifen führen via Schaltachse zum Öffnen des eigenen Öffners (F. 9 96). Da dieser sich im Steuerstromkreis an selber Stelle wie der NOT AUS Schalter S und der Taster S. befindet, ruft er dieselbe Wirkung hervor. Der Motor wird ausgeschaltet. Der Schliesskontakt des Thermorelais F. (97 98) wird durch die Durchbiegung der Bimetallstreifen geschlossen, wodurch die Störlampe P9 aufleuchtet. Wenn das Thermorelais nicht über eine Wiedereinschaltsperre verfügt, geht der Schliesser F. (97 98) nach erfolgter Abkühlung wieder auf. Die Störlampe P9 erlischt. Ebenfalls schliesst der Öffner von F. (9 96) selbständig wieder. Da es sich aber um eine Impulskontaktsteuerung handelt, muss eine bewusste Schalthandlung vorgenommen werden, damit der Motor wieder läuft. Ein Funktionsablauf lässt sich auch durch die Kennbuchstaben schrittweise aufzeichnen. Dabei gilt zu beachten, dass jede Änderung im Schaltungsablauf vermerkt wird. Treten Änderungen gleichzeitig auf, müssen sie auf derselben Zeile notiert werden. Einschaltung: S. Sp H S K Sp K S Q Sp Viele Steuerschaltungen lassen sich auf einfache Grundschaltungen zurückführen. Deshalb lohnt es sich, die Grundschaltungen zu üben! Q H Q S K Sp K S Q Sp...

6 Seite 6 von 9 6 L L L PE F Kurzschlussschutz Schleifringläufermotoren besitzen Läuferwicklungen, deren Enden über Schleifringe herausgeführt und zugänglich (K, L und M) sind. F Überlastschutz Um den Anlaufstrom zu reduzieren und zugleich ein günstiges Anzugsmoment zu erhalten, werden Wirkwiderstände in den Läuferkreis eingebaut. Durch die Schützensteuerung werden diese Widerstände stufenweise kurzgeschlossen X U V W PE (sind nun wirkungslos). M X. M K L M PE 6 Die Abstufung kann beliebig gewählt werden (,, oder mehrere Schützen). Damit kann man die Stromspitzen am Netz sowie das Anlaufmoment anpassen. R Weil diese Widerstände nur während des Anlaufes in Betrieb sind, nennt man sie auch Anlasswiderstände. Q 6 Schützendimensionierung: R. Q 6 = Netzschütz, muss für den Nennstrom des Motors ausgelegt werden. Q / = Läuferschütze müssen für den jeweiligen Einschaltstrom ausgelegt werden (Kurzzeitbetrieb). R. = Entstufenschütz (Läuferschütz) muss für den Dauerbetrieb ausgelegt werden.

7 Seite 7 von 9 Zusatz für Profis L F S S. S. 7 Q K K Q Q Q F0. 98 K Q Q P X X P7 X X N 0 Hauptschütz Zeitrelais Sternschütz Dreieckschütz Betrieb Störung Der Stern Dreieck Anlauf dient zur Herabsetzung des Anlaufstromes. Der Anlauf erfolgt in Sternschaltung. Die Wicklungsspannung ist um kleiner als in Dreieckschaltung. Anlaufstrom und Anlaufmoment betragen noch ca. 0% der Werte bei Dreieckschaltung.

8 Seite 8 von 9 Damit ein Motor mit einer Stern Dreieck Anlassschaltung betrieben werden darf, müssen die Wicklungen für die Netzspannung bemessen sein! Auf dem Typenschild muss für das übliche Netz stehen: 00V oder 690V/00V Die kleinste auf dem Typenschild angegebene Spannung ist immer die maximale Wicklungsspannung (Strangspannung). 0 L L L PE F0 = Hauptschütz Q = Dreieckschütz Q = Sternschütz Q Q F X0 U V W V U W PE M0 U V W PE W U V Motoren Klemmbrett Zuordnungsart bedeutet, dass die Schützen nach einem Kurzschluss für den weiteren Gebrauch geeignet sind. Es kann jedoch sein, dass die Kontakte verschweissen. Die Schützenhersteller geben bezüglich max. zulässiger Absicherung (F0) genau Auskunft.

9 Seite 9 von 9 Dimensionierung: Für die Einstellung des Thermorelais, Bestimmung der Vorsicherung sowie der Querschnittswahl, sind wir auf die Stromstärke des Motors angewiesen. Dafür gilt grundsätzlich nachfolgende Formel: Motor P N I N = U N cos P N U N I N cos = Abgabeleistung in W = Nennspannung in V = Motorennennstrom in A = Motorenwirkungsgrad = Wirkleistungsfaktor = Verkettungsfaktor Für Drehstrommotoren gibt s jedoch eine sehr gute Daumenregel. Sie lautet wie folgt: Der Motorennennstrom in A entspricht in etwa mal der Motorennennleistung P N in kw! Es gilt somit: mal 7.kW A Eine weitere Daumenregel dient uns zur Bestimmung der Vorsicherung F0. Bei Stern Dreieck Anlauf I N ÜUB >. mal I N Gemäss Daumenregel müsste die Vorsicherung F0 mindestens. A =.A A betragen. Aufgrund des Einbauortes des Thermorelais F0. darf auf keinen Fall der Nennstrom des Motors eingestellt werden. Für die Dreieckschaltung befindet es sich im Strang, weshalb die Einstellung lediglich auf den Strangstrom erfolgen darf! IN A Thermorelais F0. wird eingestellt auf: = = 8.66A Das Zuleitungskabel ist durch die Thermorelaiseinstellung gegen Überlast geschützt. Für den Kurzschlussschutz ist die Vorsicherung F0 (A) verantwortlich. Da wir weder die Leitungslänge, Verlegebedingungen noch den zu erwartenden Kurzschlussstrom am Ende der Leitung kennen, müssen wir eine Annahme treffen. Meine Wahl fällt auf ein FE0 7x.mm Kabel. Dimensionierung Haupt- und Dreieckschütz + Q: Die beiden Schützen werden bei Nennlast vom Strangstrom durchflossen. Sie müssen demnach einen Strom von mind. 8.66A (0.8 I N ) dauernd führen können. Dimensionierung Sternschütz Q: Das Schütz Q muss für den Strom in Sternschaltung ausgelegt werden. In der Sternschaltung fliesst gut / des Nennstromes (0. I N ).A. Achtung: Um die Zuordnungsart sicherstellen zu können, müssen evt. grössere Schützen gewählt werden (siehe Herstellerunterlagen; auch für die Grösse von F0). Der Autor hat jegliche Sorgfalt walten lassen, um korrekte Informationen / Daten / Bilder etc. zu publizieren. Für allfällige Fehler oder Unvollständigkeiten übernimmt er weder eine Garantie noch juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung.