Реле контроля фаз: принцип работы, схема подключения

Все современные механизмы, облегчающие работу и работу по дому, работают на основе электричества. Для источника питания используется переменный ток, подаваемый конечному пользователю в трех фазах и нейтраль от электрической сети.

При линейной нагрузке менее 10 кВт для питания маломощного оборудования достаточно запитать одну из фаз вместе с нейтралью. Обычно это делается в связи с жилым помещением. Часто входом в квартиру или дом служат всего два провода. Однако есть исключения. Например, в некоторых моделях холодильников, вентиляционных механизмов или печей обязательно подключать все три фазы. Другое дело производство, в котором используются мощные электродвигатели, сварка, компрессоры и все другие механизмы, сильно нагружающие электросеть. Обеспечивая их полным электрическим током, он обеспечивает необходимую им функциональность с учетом всех возникающих требований.

Мощные электродвигатели:

Мощные электродвигатели

Для механизмов, использующих полнофазное питание, есть определенные требования к его характеристикам. Речь идет о последовательности и напряжении во всех трех линиях. Если они отличаются от стандартных или неправильно суммированы, эффективность конечных устройств будет ниже. Последнее в основном касается электродвигателей и трансформаторов тока. Для выполнения этого условия соответствия используются реле контроля фазы входных линий.

Что такое переменный ток

Стандартный трехфазный ввод:

Стандартный трехфазный вход

Чтобы понять необходимость 3-х фазных источников питания и соответствующей защиты на линиях, сначала разберем, какой это ток. В отличие от постоянной, движение электронов в каждой линии переменного тока происходит в соответствии с напряжением синусоидального поля. К тому времени, когда он достигает своего пика, движение частиц наибольшее в канале к нейтральному или фазному проводу с текущим нулевым индексом. Таким образом, последнее становится в течение периода, когда напряженность поля в нем равна «0». Затем сила, приводящая в движение электроны своего знака, меняет полярность и продолжает перемещать частицы с противоположными зарядами в канале.

часы

Это периодическое движение электронов составляет суть концепции переменного тока. Его преимущества перед постоянным:

  1. Линейная нагрузка не является постоянной, что означает, что каналы передачи энергии могут быть физически тоньше, чем электроны, используемые в непрерывном движении.
  2. Возможность экономично передавать ток на большие расстояния, повышая напряжение с помощью простых трансформаторов в начале пути, а затем снижая его до рабочих характеристик с помощью тех же устройств, размещенных на принимающей стороне.
  3. Упрощено создание кругового магнитного поля, что упрощает проектирование электродвигателей.
  4. Прием двух рабочих напряжений в трехфазных устройствах.
  5. Благодаря симметричным характеристикам на всех трех линиях конечному потребителю, который использует их для собственного источника питания, не требуется отдельная нейтраль. Входящего переменного тока ему хватает. Конечно, при правильном подключении линий и нагрузок.

Пример трехфазной системы без нейтрали – звезды»:

звездная связь»

Другой способ подключения трехфазного оборудования без нейтрали (если нагрузка в его составе включена пучком типа «треугольник»). Правда, для указанного случая установка с правильным чередованием фаз ввода обязательна.

Треугольное соединение потребителей и генерирующих мощностей:

Дельта-соединение

Одна из фаз вместе с нейтралью может использоваться для питания относительно слабого потребителя, что бывает применительно к жилым помещениям. На всю квартиру обычно выводится только одна из трех строк с общим нулем.

Зачем нужно реле контроля фаз

Выше были описаны преимущества использования фазового питания. Есть и минусы:

  1. В соединительных проводах наблюдается небольшая, но постоянная потеря реактивной мощности.
  2. При обрыве нулевого провода и несимметричной нагрузке на каналы сети, в момент синусоидальной остановки по одной из линий может пройти напряжение выше нормы, что часто приводит к выходу из строя бытовой техники в квартире. Горит из-за чрезмерных токов. Что происходит, когда ноль нарушается:сломать ноль
  3. Перечисленное во втором абзаце также возникает из-за перерасхода на одной или двух фазах общей цепи питания. Допустим, когда нагрузка не сбалансирована.
  4. Чрезмерное использование импульсных источников питания на одной из входных линий может вызвать проблему кратных третьей гармоники. Что в конечном итоге приводит к появлению чрезмерных токов в нейтрали сети. Источники питания этого типа получили распространение в небольшом оборудовании, таком как ПК, ноутбуки, зарядные устройства, оргтехника и многие другие устройства.
  5. В случае выхода из строя одной или нескольких фаз резко снижается эффективность поставляемого оборудования и увеличивается общая нагрузка на сеть. Это может привести к очень печальным последствиям.
  6. Нарушение порядка чередования также приведет к выходу оборудования из строя. Примером может служить промышленный винтовой компрессор. При неправильном подключении к линии часто перегорают обмотки двигателя.

Он предназначен для предотвращения перечисленных факторов, приводящих к выходу из строя конечных потребителей, и используется реле контроля фаз.

Принцип работы реле

Переменный ток и причины неисправностей на линии устранены. Осталось понять, зачем нужно фазовое реле и каков принцип его работы.

Одна из серийно выпускаемых моделей реле контроля фаз:

реле контроля фазы

Функциональность реле основана на открытии всех трех каналов, участвующих в подаче энергии.

Это когда происходит следующее:

  • асимметрия фазных токов;
  • перерыв «ноль»;
  • снижение или повышение уровня напряжения на одной из линий;
  • нарушение правильной последовательности фаз.

Отключение в идеале должно происходить не сразу, а через короткий промежуток времени (при условии, что колебания сетевых параметров носят разовый характер и немедленно нормализуются). Например, это происходит одновременно с подключением к линии мощного потребителя. По этой причине в защитное устройство обычно встроено реле времени, которое контролирует время срабатывания.

Не все модели, выпускаемые заводами, оснащены полным функционалом устройства. Некоторые из более дешевых реле контроля фазы обнаруживают только один фактор, требующий действий. У них часто нет таймера.

При желании вы можете сделать простое устройство для защиты подключенных многофазных устройств своими руками по следующей схеме:

схема

Это самая простая из возможных конструкций. Однако он выполняет свою основную функцию безопасности.

Главное, что нужно помнить о принципе работы реле контроля фаз, это то, что оно определяет только состояние входящей линии, а не каналов потребления. Другими словами, если проблема возникает на клиентских устройствах, в отличие от других машин, которые выключены, нет необходимости ждать активации системы защиты.

Различия моделей

Как описано выше, в основе различий между реле контроля фаз, представленных на рынке, лежит широта возможностей. В этом устройстве цифровая составляющая не очень важна, достаточно обычной электронной схемы для контроля характеристик сети. Но часто требуется возможность задать начальные параметры срабатывания защиты.

Таблица различных моделей реле контроля фаз:

Имя Задержка ответа (сек) Установка начальных функций и Факторы, управляющие реле Цена на октябрь 2020 г. (руб.)
Кривой Мин. Напряжение Максимальное напряжение Сломать Чередование
ИЭК ORF-06-220-460VAC 0,5 Есть Ага Ага Ага Ага Ага 1743 г
ИЭК ORF-03-220-460VAC 0,5 Нет Нет Нет Нет Ага Нет 1555
ЭКФ РКФ-8 0,5-10 Есть Ага Ага Ага Ага Ага 2249
F&F CKF-318-1 0,3-15 Есть Ага Ага Ага Ага Ага 1890 г
ТДМ ЭЛ-11М-3×380В 0,5-4 Есть Ага Ага Ага Ага Ага 1312
Энергетическая линия РКФ-03-02 0,1–99,9 Есть Ага Ага Ага Ага Ага 2000 г

реле

Примечание: устройство автоматического отключения может перехватить ошибку неправильного чередования фаз также из-за дисбаланса напряжений, поэтому его правильная установка требуется в любом варианте исполнения в трехфазной сети.

Приведенный выше список не включает все модели, получившие широкое распространение, но позволяет оценить среднюю стоимость защитных устройств той же функциональности.

Вопрос выбора

Основные характеристики, которым рекомендуется руководствоваться при выборе реле контроля фаз:

  1. Скорость отклика.
  2. Наличие реле времени для задержки включения и выключения.
  3. Ручная установка параметров и амплитуда их установки. Последняя лучше любой документации расскажет о чувствительности защитного устройства.
  4. Функциональная полнота, выражающаяся в контроле дисбаланса, напряжений, направлений и разрывов фазных и / или нейтральных линий.
  5. Монтажная рама. Некоторые модели предназначены для установки на стандартную DIN-рейку для классического фартука, другие устанавливаются непосредственно на плоские поверхности. Совмещение нескольких зажимов в одном корпусе не редкость.

Реле контроля фаз в стандартной коробке:

Реле контроля фаз в сборе

Вторичным условием выбора является класс защиты устройства: его IP-индекс. Но это важно только при использовании выключателя без дополнительного корпуса, при установке прямо в дороге.

Схемы подключения

Осталось рассмотреть, как подключить реле контроля фаз к существующей линии. Мы не говорим о случаях, когда частные домохозяйства используют канал поставок и остаются нейтральными. Установка выключателя оправдана в связи с вхождением большого количества потребителей или организацией энергоснабжения мощного оборудования. Производится по следующей схеме:

схема 2

Само устройство является проходным и устанавливается после трехфазных выключателей, на линии между ними и потребителями. Схема подключения реле контроля фаз достаточно проста, но требует уточнения для каждой модели машины. Последовательность контактов может быть разной, хотя соединяемые линии маркировки обычно напечатаны на корпусе машины. Кроме того, есть реле, оборудованные внутренним контактором. Также есть модели, для которых обязательно использование отдельного внешнего. Сами входные проводники обычно изготавливаются в соответствии со следующей цветовой кодировкой:

цветовое кодирование

Реле контроля фазы на конечном устройстве часто выполняются с использованием дополнительных защитных устройств, контролирующих состояние внутренней линии. Например, схема подключения промышленного насоса:

схема подключения промышленного насоса

Некоторые реле содержат в своей конструкции контактные группы, которые используются в выключенном состоянии. То есть внутренняя структура машины, прерывая поток энергии через один входной канал, перенаправляет их на другие. Последний интересен с точки зрения резервного питания оборудования. Например, если есть проблема на одном входе, реле переключит потребителей на другой.

Схема установки для использования резервной линии питания:

Схема подключения при использовании линии резервного питания

Для защиты дорогостоящего и мощного оборудования, подключенного к источнику питания стандартного размера, необходимо использовать реле контроля фазы. Отсекая внешнюю линию электропитания при возникновении проблем на каком-либо канале, машина спасает конечное и связанное с ним оборудование от сбоев. При этом, если характеристики сети вернутся в норму, реле автоматически подключит ввод к потребителям.

Единственный недостаток такой защиты – внимание к внешним условиям. Все, что происходит на линии после реле контроля фаз, не влияет на его работу. Следовательно, необходимо использовать автомат этого типа в сочетании с другими средствами защиты электрических сетей.

Похожие видео

Источник – https://profazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/rele-kontrolya-faz.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: