УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Основными компонентами фазового реле являются:
- блок измерений;
- устройство обработки информации;
- исполнительная (коммутационная) часть.
БЛОК ИЗМЕРЕНИЙ
Эта часть схемы реле осуществляет непрерывный контроль параметров электропитания – фазных токов и напряжений. Для фиксации искажений симметрии трёхфазной питающей системы напряжений устройство содержит фильтр гармонических составляющих обратной последовательности.
Гармонические составляющие или высшие гармоники представляют собой высокочастотные сигналы, сопутствующие основной частоте промышленного тока и кратные ей.
Теоретически кривые каждого из фазных напряжений, вырабатываемых генераторами электростанций должны иметь строго синусоидальную форму. На практике любой источник напряжения даёт некоторые искажения синусоиды.
Свой вклад в дело ухудшения синусоидальности вносят также разнообразные потребители, содержащие нелинейную нагрузку. В результате, питающее напряжение электрической сети никогда не является синусоидальным на 100%.
В соответствии с теоремой Фурье любая сложная периодическая функция может быть представлена суммой простых гармонических функций.
Примечание. Гармонической называют функцию, изменяющуюся по закону синуса или косинуса.
Таким образом, любое отклонение от синусоидальности влечёт за собой появление высших гармоник – слагаемых формулы разложения Фурье. Каждая из функций – слагаемых имеет частоту, в n раз превышающую частоту основной функции, где n – порядковый номер слагаемого.
То есть применительно к системе питания промышленной частоты 50 Гц, 1-я гармоника обладает частотой 50 Гц, 2-я – 100 Гц, 3-я – 150 Гц и так далее. Амплитуда гармоник уменьшается с увеличением их порядкового номера.
Вся совокупность гармоник образует три последовательности фазных чередований:
- составляющие 1, 4, 7, 10 … образуют прямую последовательность;
- 2, 5, 8, 11… — соответствуют обратному фазному чередованию;
- 3, 6, 9, 12… — составляют нулевую последовательность.
Нарушения симметрии системы характеризуются увеличением гармоник обратной последовательности, что и является критерием отклонения от нормы, применяемым в алгоритме контроля при работе реле.
БЛОК ЛОГИКИ
Данные, полученные из блока измерения, подвергаются здесь сравнению с условиями, определёнными выставленными уставками. Блок логики формирует команды, которые передаются исполнительному органу.
Следует заметить, что в схемотехнике реле контроля бывает невозможно выделить компоненты, относящиеся к блокам логики и измерений. В некоторых моделях используются многофункциональные микропроцессорные чипы, объединяющие эти блоки.
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН
Отключение защищаемой электроустановки или части сети производится «сухими» контактами электромагнитного реле или пускателя.
Термин «сухой контакт» является устойчивым жаргонным выражением проектировщиков автоматизированных систем. Выражение заимствовано из жаргона англоязычных коллег путём прямого перевода слов dry contact. Данное выражение никак не связано с отсутствием влаги.
Означает оно то, что контакт не имеет гальванической связи с цепями управления, не заземлён и не подключен к источнику питания.
В различных моделях реле контроля фаз применяются исполнительные органы двух типов, коммутирующие нагрузку непосредственно или воздействуя на промежуточный элемент – магнитный пускатель.
В первом случае устройство имеет три входа для подключения трёхфазного питания и три выхода для непосредственного присоединения к нагрузке. Коммутация нагрузки осуществляется внутри устройства.
При подключении реле контроля фаз второго типа подразумевается использование пускателя. В этих приборах имеются выходы контактов исполнительного реле, предназначенных для работы в цепях отключения. Сухие контакты реле контроля фаз коммутируют катушку пускателя.
Такие комбинации используются для защиты оборудования большой мощности, непосредственная коммутация которого невозможна контактами исполнительного органа.
Ввод 1
У заказчика есть 4 ввода на два здания, все они имеют отличия, буду обращать внимание читателей по ходу статьи. Первый ввод
В электрощитовой увидел такую картину:
Первый ввод. В электрощитовой увидел такую картину:
1 – электрощитовая
Вверху слева – щиток с вводным рубильником, трехполюсный автомат D80.
Подробнее внутренности щитка:
1 – внутренности электрощита
Вверху – Трехфазный счетчик Энергомера, цифровой вольтметр Digitop ВМ-3, переключатель улица-генератор.
Вот поближе первый ряд, он будет очень важен для нас, поскольку там будут происходить все подключения:
1 – Выходы счетчика на переключатель
На рубильнике, вверху слева – провода (белый, голубой, коричневый), в разрыв которых нужно будет включить нашу схему реле защиты. Вот это место, ещё ближе:
1 – Переключатель счетчик-генератор
Гибкие провода справа на рубильнике – от генератора, который установлен на крыше здания.
Не смотря на то, что электрощит этот собирала солидная фирма, сразу видно грубую ошибку – обратите внимание на автоматы 25 Ампер:
1 – Грубая ошибка в выборе защитных автоматов
И если в правой части фото провод сечением 2,5 мм² понять и простить можно, то шесть проводков 1,5 мм² ни в какие ворота уже не лезет. Тут бы понизить номинал до 13 или 10А, но надо разбираться с нагрузкой, да и не за этим я пришёл на этот объект. Кому интересно – подробно рассматриваю эту проблему в статье про выбор автоматов в квартирный щиток. Там же – много ссылок на релевантные статьи.
Ладно, приступаем к сборке нашей схемы, которую я вынес в отдельный щиток:
Процесс сборки электрощита 1
Провод для монтажа использовал ПВ1, одножильный, сечением 4 мм². А точнее – распущенный на жилы ВВГ4х4. Подключал в разрыв через клеммное соединение под винт, сфотографировать не получилось, ниже ещё примеры будут.
Вот что в итоге получилось:
1 – Окончательный вид трехфазного реле контроля напряжения
Напечатал на обратной стороне крышки инструкцию по эксплуатации и настройке для пользователей. Текст приведу ниже.
Схемы применения и подключения реле контроля фаз и напряжения РНЛ-1
Модель потребляет меньше 2 ВА. После нормализации напряжения контрольное устройство вновь включает подачу электроэнергии через период времени, указанный в заводских настройках.
Преимущества реле контроля фаз В сравнении с другими устройствами аварийных отключений данные электронные реле отличаются рядом весомых преимуществ: в сравнении с реле контроля напряжения не зависит от влияния ЭДС питающей сети, так как его работа отстраивается от тока; позволяет определять аномальные скачки не только в трехфазной сети питания, но и со стороны нагрузки, что позволяет расширить спектр защищаемых компонентов; в отличии от реле, работающих на изменение тока в электродвигателях, данное оборудование позволяет фиксировать еще и параметр напряжения, обеспечивая контроль по нескольким параметрам; способно определить дисбаланс уровней питающих напряжений из-за неравномерности загрузки отдельных линий, что чревато перегревом двигателя и снижением параметров изоляции; не требует формирования дополнительной трансформации со стороны рабочего напряжения
Сгоревшая обмотка статора мотора — можно сказать, обычное явление там, где не предусматривалось внедрение в цепь управления релейного контроля Исходя из всех описанных технических и технологических факторов, становится очевидной важность применения этого типа реле и не только для случаев эксплуатации электрических двигателей, но также для генераторов, трансформаторов и прочего электрооборудования. Если зарубежные производители маркируют по одним канонам, то отечественные — по другим.
В связи с этим, необходим постоянный контроль над состоянием фаз, осуществляемый с помощью трехфазного реле контроля напряжения, установленного в сети
Так выглядит одна из моделей реле контроля напряжения.
На практике применяется для контроля наличия U и правильности симметрии. При выходе за заданные значения какой-либо из фаз, срабатывает реле, отвечающее за данный контур, а остальная нагрузка при условии нахождении в границах нужного диапазона продолжает работать. Следующие две буквы А — регулирование с помощью потенциометра и тип монтажа под дин-рейку.
Обнаружение разворота фазы важно, если двигатель, работающий в обратном направлении, может повредить ведомый механизм или, что еще хуже, — нанести физический вред обслуживающему персоналу. Максимальное напряжение составляет В. Такая ситуация чаще всего возникает из-за ошибки подключения. Число производимых товаров превышает единиц.
Установка коммутирующих устройств на выход реле
Далеко не все модели предоставляют весь комплекс настроек по вышеприведенным параметрам. Установкой каждого из них в то или иное положение создается требуемая конфигурация
Важно учесть, что сфера применения изделия зависит от их типов реле контроля фаз напряжения ЕЛ : 11 и 11 МТ — защита источников питания, участие в системе АВР, питание преобразователей и генераторных установок. Если напряжение основного ввода в норме, то контакт реле KV1
Выявление фазового реверса Выполняется техническое обслуживание на моторном оборудовании.
Подключаемую нагрузку формируют равномерно на каждую из 3-х фаз. Это позволяет легко соединить реле контроля трехфазного напряжения с электрической цепью, соблюдая правила, одинаковые для всех типов этих устройств. Это устройство контролирует трехфазную сеть при обрыве одной и более фаз, неправильном чередование фаз, асимметрии напряжения или перекосе фаз. Яркий пример — компрессор винтового типа, неправильное подключение которого и включение на срок больше пяти секунд приводит к поломке дорогостоящего изделия. Принципиальная схема устройства показана ниже.
Таким образом, контроль происходит автоматически, при аварийной ситуации реле отключает нагрузку, а при восстановлении параметров сети включает напряжение трехфазной сети автоматически. К дополнительным плюсам стоит отнести контроль минимального и максимального U, функцию гистерезиса для 3-фазного тока. Это позволяет значительно увеличить их мощность. Изделия этого предприятия активно применяются как на гражданских объектах, так и в крупных промышленных организациях.
Подключение и работа реле контроля фаз ЕЛ-11Е
Схемы подключения
Осталось рассмотреть, как подключить реле контроля фаз к существующей линии. Речь идет не о частных бытовых случаях, использующих один канал питания и нейтраль. Монтаж автомата защиты оправдан в отношении ввода ко многим потребителям или организации снабжения энергией мощного оборудования. Он производится согласно следующей схеме:
Само устройство проходное и устанавливается после трехфазовых рубильников, на линию между ними и потребителями. Схема подключения реле контроля фаз достаточно проста, но нуждается в уточнении к каждой модели автомата. Контактные последовательности могут отличаться, хотя метки соединяемых линий обычно нанесены на корпус аппарата. Кроме того, есть реле, оснащенные внутренним контактором. Существуют и модели, для которых обязательно использование отдельного, внешнего. Сами же проводники ввода обычно выполнены в соответствии со следующей цветовой маркировкой:
Реле контроля фаз к конечному устройству зачастую проводится с использованием дополнительных аппаратов защиты, которые контролируют состояние внутренней линии. К примеру, схема подсоединения промышленного насоса:
Есть некоторые реле, содержащие в своей конструкции контактные группы, используемые при состоянии «выключено». То есть, внутреннее устройство автомата, отключая ход энергии по одним входящим каналам, перенаправляет их на другие. Последнее достаточно интересно в плане резервного энергоснабжения оборудования. Например, если на одном вводе возникла проблема, реле перекинет потребителей на иной.
Схема монтажа для использования резервной линии подачи тока:
Для защиты мощного и дорогого оборудования, подключаемого к полноформатному питанию, необходимо использовать реле контроля фаз. Отсекая внешнюю линию энергоснабжения при обнаружении проблем, возникших на каком-либо канале, автомат спасает конечную и сопутствующую технику от выхода из строя. Вместе с этим, если характеристики сети приходят в норму, реле автоматически произведет соединение ввода с потребителями.
Единственный минус подобной защиты — ее направленность на внешние условия. Все, что происходит на линии после реле контроля фаз, никакого влияния на его работу не оказывает. Соответственно и использовать автомат такого типа нужно в совокупности с иными средствами защиты энергосетей.
Принцип работы
Принцип распределения нагрузки между потребителями
Работа прибора основана на принципе самовозврата. Если возникает аварийная ситуация, оборудование отключается. Когда на реле поступает трехфазное напряжение, оно проверяет все параметры. Если все в норме, включается встроенное электромагнитное приспособление.
При наличии неисправностей реле выключается, а после возвращения параметров в норму включается без задержек.
В течение всего срока эксплуатации прибор ведет контроль уровня напряжения и выключает нагрузку в случае:
- пропадания любой фазы;
- перекоса фазы;
- нарушения чередования фаз.
Какое реле напряжения купить себе домой?
Если вам необходимо защитить технику в доме или квартире, где проживаете постоянно, тогда лучше брать реле под DIN-рейку. Для того, чтобы подобрать подходящее РКН, необходимо рассчитать, с каким коммутируемым током ему придется работать. Для этого стоит воспользоваться следующей формулой:
Pr = P*K, где Pr — мощность, на которую рассчитано РКН; P — суммарная мощность всех электроприборов в доме; К — поправочный коэффициент работы электроприборов. Так как практически не бывает, чтоб все приборы работали одновременно, то поправочный коэффициент берется 0,8. Однако если у вас все устройства будут работать одновременно, тогда берите коэффициент 1.
Предположим нам необходимо защитить бойлер на 2 кВт, стиральную машину на 2,4 кВт, микроволновку мощностью 1 кВт и котел на 7 кВт. Тогда Pr = (2+2,4+1+7)*0,8 = 11 кВт. Так как в характеристиках к прибору указывается коммутируемый ток, то переводим 11 кВт в амперы. 11000/220 = 50 А. Выбираем ближайшее подходящее, например, RBUZ D-50t на 50 А.
Также стоит обратить внимание на количество фаз, с которыми может работать прибор. Розеточные устройства предназначены для однофазных сетей
Для трехфазной сети потребуется соответствующее РКН. Причем прибор будет показывать рабочее напряжение для каждой фазы отдельно. Трехфазные реле рекомендуется устанавливать для защиты станков, работающих от трехфазного двигателя.
Анализ производителей
Реле напряжения изготавливаются множеством производителей, заводы которых расположены по всему миру. В таблице ниже приведены наиболее популярные в нашей стране модели с указанием производителей и типа крепления устройства.
| Модель | Страна производитель | Пороги срабатывания V | Номинальный ток А | Степень защиты | Качество выполнения |
| ZUBR D16 | Украина | 120-210 ; 220-280 | 16 | IP 20 | Высшее |
| Adecs ADC-0110-40 | Украина | 100-400 | 0-40 | IP 20 | Высшее |
| Sven OVP-11F | Финляндия | 185-255 | 10 | IP 20 | Высшее |
| Новатек РН-111 | Украина | 160-220; 230-280 | 16 | IP 40 | Высшее |
| TESSLA D32 | Украина | 120-210; 220-280 | 32 | IP 20 | Высшее |
Трехфазное реле напряжения: назначение и принцип действия
Этот аппарат, как ясно из названия, предназначен для контроля разности потенциалов в трехфазной сети. Ее показатель составляет 380В. Конечно, существуют небольшие пределы, в которых напряжение может колебаться без вреда для электропроводки и подключенной аппаратуры. Но если оно становится слишком высоким или, напротив, низким, возникают серьезные проблемы.
Слишком большое напряжение вызывает перегрев кабельной изоляции и ее расплавление. Кроме того, под его воздействием перегорают включенные в цепь бытовые приборы. Если разность потенциалов слишком мала, то из-за снижения мощности в работе аппаратуры начинаются сбои, а некоторые приборы выключаются. Для электромоторов последствия спада напряжения бывают еще серьезнее – агрегаты просто сгорают. Установив для контроля фаз реле, эти проблемы можно предотвратить.
Многих владельцев частных домов удерживает от покупки реле контроля фаз достаточно высокая цена изделия. Но установка в трехфазную сеть этого прибора вполне оправдана, ведь ликвидация последствий выхода линии вместе с подключенными приборами из строя обойдется в десятки, а то и в сотни раз дороже. Не говоря уже о том, что сбой напряжения в сети на 380В может стать причиной пожара.
Сейчас в продаже имеются различные виды РКН, отличающихся друг от друга конструктивными особенностями и функциональными возможностями. Но все они работают по одному принципу.
Реле контроля сетевого напряжения (3-фазное) имеет в схеме микроконтроллер, посредством которого устройство следит за разностью потенциалов на фазах.
При изменении величины напряжения на одном проводнике под воздействием контроллера включается реле электромагнитного действия. Происходит это автоматически. Контакты прибора размыкаются, и подача питания в линию прекращается. После того, как параметры напряжения придут в норму, ток вновь будет пущен в цепь. Постороннего вмешательства для этого не требуется.
Для проверки РКН можно воспользоваться тестером. Если устройство исправно, то при касании щупами мультиметра контактов под номерами 1 и 3 на дисплее измерительного прибора должна высветиться цифра «1». Когда щупами замкнуты контакты 2 и 3, тестер должен показать «0».
Как выставить время повторного отключения?
На корпусной части прибора, рядом с дисплеем, имеется кнопка настройки времени повторного включения. Она находится между кнопками ▲ и ▼, обозначена значком часов. После нажатия на нее и удержания на дисплее появится настроечное число, выставленное на заводе. Чаще всего это 15 секунд.
Что дает эта функция? Если, например, на одной фазе произойдет перепад разности потенциалов, превышающий предельные значения, реле отключит питание сети.
После того, как напряжение нормализуется, контрольный прибор включит подачу электричества через тот период, который установлен при заводской настройке (15 секунд). Для изменения значения удерживайте кнопку настройки до появления этой цифры на экране. После этого установите нужную цифру, манипулируя верхней или нижней кнопкой. Шаг изменения, предусмотренный устройством – 5 секунд.
Трехфазные реле напряжения – Новатек-Электро – производство электротехнической продукции
Реле контроля напряжения 3-х фазное – защитное устройство, предназначенное для обеспечения работы трехфазных потребителей переменного тока при недопустимых колебаниях сетевого напряжения, обрыве, перекосе, нарушении чередования или слипания фаз.
В случае изменения напряжения в сети – превышения допустимых значений или их снижение, ниже минимального уровня, любой электродвигатель промышленного назначения и бытовая техника, могут выйти из строя
Именно поэтому, важность установки трехфазного реле для контроля электрической нагрузки актуальна и, безусловно, оправдана
Новатек-Электро – компания-производитель, реализующая реле контроля трехфазного напряжения оптом и в розницу. Мы предлагаем выгодные условия продажи всем нашим покупателям и дилерам, в том числе. Наша продукция, в число которой входит и трехфазное реле контроля фаз, благодаря своей функциональности, практичности и адекватной цене, популярна и востребована.
Особенности устройства и область применения
Защита трехфазного электродвигателя от перегрузки необходима как в бытовом обиходе, так и во многих производственных сферах.
Трехфазное реле напряжения применяют для обеспечения правильной работы:
Систем кондиционирования;
Холодильного оборудования;
В оборудовании со схемой АВР и любого другого оборудования, использующего электродвигательную нагрузку.
Реле напряжения трехфазные от Новатек Электро выпускаются в разной модификации, с учетом потребностей проблемных сетей, где можно наблюдать не только перебои в напряжении, но также коммутационные и импульсные помехи. Устройства оснащены специальной задержкой при посадках напряжения, что делает цифровое реле напряжения трехфазное эффективным в работе при кратковременных просадках напряжения.
Приборы трехфазного реле напряжения монтируются на стандартную DIN-рейку, они легкие и малогабаритные, что делает процесс установки и дальнейшего обслуживания устройства, простым и безопасным.
Подключение прибора происходит параллельно нагрузке, но, что примечательно, его работа не зависит от мощности нагрузки. Трехфазное реле защиты на выходах имеет две группы контактов (замкнутую и разомкнутую), независимых друг от друга и способных коммутировать нагрузки до 5А.
Ассортимент продукции
Трехфазное реле контроля напряжения представлено следующим модельным рядом:
РНПП-311 – устройство обеспечивает работу потребителя при условии возможных основных видов аварий в элктросети, таких, как, превышение допустимых порогов значений сетевого напряжения, слипание фаз или изменение их последовательности, нарушение полнофазности;
РНПП-311М – контроль трехфазного напряжения выполняется на тех же условиях, что и в случае применения прибора РНПП-311. Однако, светодиодная панель индикации в данной модели, усовершенствована и, помимо наличия сетевого напряжения, а также состояния нагрузки, указывает на тип аварийной ситуации, что значительно облегчает последующие действия пользователя.
РНПП-301 – в данной модификации трехфазное реле напряжения и контроля фаз, обеспечивает работу устройства в режимах линейного и фазного напряжения, имеет 6 потенциометров для установки параметров и регулировки работы устройства.
РНПП-302 – прибор имеет более-расширенное меню, которое помимо основных функций позволяет устанавливать временной интервал задержки при нарушении, заданных параметров, с возможностью автоматического запуска, после восстановления допустимых сетевых значений.
РНПП-311-1 – данный прибор двухканальный и помимо основных функций, возложенных на реле напряжение трехфазное, может контролировать частоту сети.
РНПП-311-2 – устройство двухканальное, осуществляющее контроль 3-х фазной сети 380В/50Гц с высокой точностью, а также оснащено сигнальными индикаторами, которые подают информацию пользователю о полнофазности сети или частичном пропадании фазы.
В комплекте с устройством прилагается гарантия от производителя, а также полная детализированная инструкция, которая поможет пользователю правильно установить прибор, обслуживать его в действии и верно «читать» показания индикационной панели.
Особенности различных исполнений и их возможности
Известны две разновидности приборов, используемых в составе линейных трехфазных систем: фазные реле тока и коммутаторы напряжения. Они имеют типовое исполнение, определяемое требованиями нормативной документации. Интерес представляет сравнительная оценка двух разновидностей модульных устройств.
Плюсы токовых реле
Классическая схема подключения прибора контроля фаз и напряжения в цепь управления трехфазным мотором
Бесспорными преимуществами токовых защитных реле (ТР) при их сравнении с устройствами контроля напряжения являются:
- независимость от ЭДС, постоянно возникающей при фазных сбоях в случае перегрузки электродвигателя;
- возможность определения отклонений в поведении электрической машины;
- допустимость контроля не только самой линии (перед ответвлением), но и подключенной к ней нагрузки.
В отличие от ТР приборы контроля напряжения не позволяют реализовать большинство из перечисленных функций. Они предназначаются в основном для установки в линейные цепи.
Обнаружение фазного сбоя
Сбой из-за обрыва фазы – рядовое явление, связанное со сгоревшим предохранителем или механическим повреждением в сети. В схожих условиях 3-хфазный двигатель, например, при пропадании одной из фаз продолжает работать за счет мощности, отбираемой от оставшихся двух. Любая попытка запустить его вновь при отсутствии одной из фаз будет безуспешной.
Длительность ее обнаружения (реакция на перегрузку) бывает настолько продолжительной, что за это время тепловая защита просто не успевает отключить агрегат. В ее отсутствии реле обрыва фазной жилы срабатывает из-за перегрева обмоток электродвигателя. Но это случается далеко не всегда, что объясняется особенностями работы недогруженного по одной из фаз устройства. В этом случае в нем начинает действовать так называемая «обратная ЭДС».
Обнаружение реверса
Использование защитных реле – это обеспечение безопасности рабочего персонала: 1 – оборванная фаза; 2 – шаговое напряжение
Возможность обнаружения реверса фазы востребована в следующих ситуациях:
- на двигателе проводится техобслуживание;
- в систему распределения энергоносителя внесены существенные изменения;
- после восстановления показателя мощности меняется фазовая последовательность.
Выявление дисбаланса
Выявление дисбаланса в электроцепи
Несбалансированность в электросетях обычно проявляется как значительное различие амплитуд фазных напряжений, поступающих с районной подстанции. Такой дисбаланс наблюдается в ситуациях, когда на стороне потребителя нарушено равномерное распределение нагрузок по каждой из фаз. Его наличие в системе приводит к разбросу токов в отдельных линиях, что заметно сокращает срок службы подключенного оборудования (электродвигателей, например).
Объясняется это тем, что так называемое «слипание» фаз в линиях индуктивных нагрузок вызывает дополнительный нагрев проводов и способствует разрушению изоляции. Все это является обоснованием необходимости установки в действующие электросети указанной модели реле защиты фазы.
Это интересно: Поверка электросчетчиков — сроки, методика, стоимость
