Реле контроля напряжения: назначение, установка и настройка

Общая информация

Реле контроля фаз

Известно несколько разновидностей реле перекоса фаз, отличающихся типом корпуса и своими конструктивными особенностями. Несмотря на большое число исполнений и обилие схемных решений, рабочие функции всех моделей практически одинаковы. Установка реле контроля фаз в 3 фазных цепях позволяет:

  • продлить время службы электродвигателей;
  • исключить необходимость восстановительных или ремонтных работ;
  • снизить сроки простоя из-за неисправности трехфазного двигателя и риски удара током.

Установленное в линейные цепи реле фаз гарантирует защиту обмоток агрегата от возгорания и однофазного КЗ.

Для чего предназначено реле контроля фаз

Это оборудование предназначено для защиты бытовых приборов и оборудования, подключаемого к трёхфазной сети путём контроля наличия напряжения, его симметричностью и правильным чередованием. В зависимости от функционала, реле контроля напряжения может поддерживать заданный диапазон, полностью отключая питание на линии, при его нарушении в сторону повышения или понижения на одной из фаз.

Такое оборудование рационально размещать там, где электроприборы часто переключаются с линии на линию или в случае установки электродвигателей, в которых перекос фаз вызывает повышение температуры и, как следствие, перегрев и сгорание обмоток.

Такие устройства могут отличаться по внешнему виду

Как устроено реле контроля напряжения, по какому принципу оно работает

Устройство подобного оборудования включает в себя не только микропроцессоры, которые упрощают настройку реле и повышают его надёжность. Также в схеме присутствуют и схемы, которые вычисляют распределение фаз и контролируют срабатывание контактов на выходе в соответствии с заданными параметрами.

Схема реле контроля фаз. Это довольно сложное устройство

Индикаторы на лицевой панели (количество зависит от конструктивных особенностей) помогают визуально определить причину отсечки. Что касается принципа работы, то его можно сравнить с объединёнными в одном корпусе несколькими элементами защитной автоматики. К примеру, при исчезновении напряжения на одной из фаз двигатель станка начинает греться. Превышение определённой температуры приводит к срабатыванию теплового реле, производящего отсечку. Однако это уже критические режимы. Реле контроля фаз срабатывает значительно раньше, не позволяя электродвигателю нагреться, что значительно продлевает срок его службы.

Реле контроля фаз требует хорошей вентиляции в распределительном щитке

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.

В отличии от реле, работающих только по напряжению обеспечивает действующую защиту от регенерированного напряжения, вырабатываемого обратными ЭДС. В случае, когда одно из фазных напряжений пропадает, двигатель продолжает набирать достаточный уровень энергии с остающихся двух. При этом в обесточенной фазе будет генерироваться ЭДС от вращения ротора, который продолжает крутиться от двух фаз в аварийном режиме.

Из-за того, что контакторы электродвигателей не размыкаются от реле при такой работе, возникает риск повреждения электрической машины с ее дальнейшей поломкой. Реле контроля, в свою очередь, способно обнаружить смещение фазового угла, за счет чего обеспечивается полноценная защита.

Такая функция особенно актуальна, когда рабочий режим двигателя, в случае его реверсивного вращения, способен повредить вращаемый элемент или травмировать работника. Как правило, такая ситуация возникает при внесении изменений во время обесточивания электрической машины, смене фазных нагрузок, порядка чередования фаз и прочих.

Разделение реле контроля фаз по типам

Выбор типа реле контроля фаз зависит от области его применения. Среди них можно выделить оборудование ЕЛ серий:

  • ЕЛ11 и ЕЛ11МТ – защищают блоки питания, участвуют в системах АВР, питании различных преобразователей и трансформаторов, генераторов;
  • ЕЛ12 и ЕЛ12МТ – защищают установки, в том числе краны, мощностью не более 100 кВт;
  • ЕЛ13 – защита реверсивных электродвигателей, мощностью не более 75 кВт.
ЕЛ11 отечественного производства выглядят довольно грубо

Характеристики

Современные реле контроля фаз выбираются с учетом следующих характеристик:

  1. НАПРЯЖЕНИЕ. Рабочее U напрямую зависит от спецификации оборудования. К примеру, EL серии 11 могут работать на напряжении от 100 до 415 В (в том числе 110 В, 220 В, 380 В и 400 В). Что касается ЕЛ 13, они функционируют только на 100, 2000 или 280 В, а ЕЛ13 — на 220 и 380 В.
  2. ГРАНИЦА СРАБАТЫВАНИЯ. Этот параметр также зависит от вида реле и сложившейся ситуации. Так, при симметричном уменьшении напряжения устройства ЕЛ серий 11, 12 и 13 имеют минимальный предел, равный 0,7; 0,5 и 0,5 Uфн соответственно. В случае обрыва одной или более фаз все реле сработают. Если нарушено чередование, то модели ЕЛ11 и 12 распознают проблему и замыкают контактную группу, а ЕЛ13 нет.
  3. ВРЕМЯ ЗАДЕРЖКИ. Этот показатель отражает, насколько задерживается срабатывание реле контроля фаз напряжения при достижении необходимой уставки (заданное пороговое значение). Для моделей ЕЛ11 и 12 этот показатель равен от 0,1 до 10 секунд (в зависимости от регулировки), а для ЕЛ13 — до 0,15 с.
  4. РАБОЧАЯ ТЕМПЕРАТУРА. Как и в рассмотренных выше случаях, здесь ситуация зависит от типа реле. ЕЛ типа 11 и 12 работают от 40 градусов мороза до 40 градусов тепла. Что касается ЕЛ13, эти реле имеют меньший диапазон — от -10 до +45 градусов Цельсия.
  5. Температура хранения — от -60 до +50 градусов Цельсия.
  6. Вес изделия — 300 грамм (ЕЛ 11 и 13) и 250 грамм (ЕЛ 12).

Тонкости выбора

При выборе реле контроля фаз напряжения нужно ориентироваться на технические параметры устройства, которое подключается к цепи.

Для примера рассмотрим ситуацию, когда нужно выбрать модель для подключения АВР.

Алгоритм действий следующий:

  • ОПРЕДЕЛЯЕМ СПОСОБ ПОДКЛЮЧЕНИЯ — с «нулем» или без него.
  • ОПРЕДЕЛЯЕМСЯ С ПАРАМЕТРАМИ. Для схемы АВР важно, чтобы устройство контролировало факт обрыва фаз и последовательность фаз. При этом время задержки должно быть в диапазоне между 10 и 15 секундами. Требуется наличие контроля колебаний U больше или меньше уставки. Чтобы коммутировать реле с 0-ым проводом требуется визуальный контроль для каждой из фаз.

После анализа рассмотренных требований можно отдать предпочтение ЕЛ11Е.

Кроме того, при выборе нужно учитывать модификацию реле. К примеру, устройства отечественного производства обозначаются, как ЕЛ.

Что касается зарубежных изделий, их маркировка несколько иная. К примеру, РАНА В380 А А 3 С. Здесь «РАНА» — наименование серии, В380 — напряжение 380В. Следующие две буквы А — регулирование с помощью потенциометра и тип монтажа (под дин-рейку). Цифра «3» показывает размер корпуса 3,5 см, а С — последняя цифра маркировки.

Типичное исполнение защитных реле

Существует два основных типа защитных приборов, предназначенных для использования в составе трехфазных систем, — реле измерения тока и измерения напряжения.

Плюсы использования устройств

Преимущественная сторона токовых защитных реле по отношению к реле контроля напряжения очевидна. Этот тип приборов функционирует независимо от влияния ЭДС (электродвижущей силы), которая неизменно сопровождает фазовый сбой при перегрузках двигателя.

Кроме того, устройства, действующие по принципу измерения тока, способны определять аномальное поведение мотора. Контроль возможен либо на стороне линии в цепи ответвления, либо на стороне нагрузки, где установлено реле.

Так выглядит одна из моделей реле контроля напряжения. Подобные устройства могут применяться не только для производственных нужд, но также и для частных хозяйств

Приборы, контролирующие процесс по принципу измерения напряжения, ограничиваются обнаружением ненормальных условий работы только на стороне линии, где подключено устройство.

Тем не менее приспособления, чувствительные к изменению напряжения, тоже обладают важным преимуществом. Заключается оно в способностях приборов подобного типа обнаруживать ненормальное состояние, не зависящее от состояния двигателя.

К примеру, тип реле, чувствительный к изменениям тока, обнаруживает ненормальное состояние фаз только непосредственно в процессе работы двигателя. А вот устройство измерения напряжения обеспечивает защиту непосредственно перед запуском мотора.

Также среди преимуществ аппаратов измерения напряжения выделяются простая установка и меньшая цена.

Этот тип приборов защиты:

  • не нуждается в дополнительных трансформаторах тока;
  • применяется независимо от нагрузки системы.

А для его работы требуется всего лишь подключить напряжение.

Обнаружение фазового сбоя

Сбой фазы вполне возможен по причине выхода из строя предохранителя одной из частей системы распределения электроэнергии. Механический отказ коммутационного оборудования или обрыв одной из линий электропередач также провоцируют сбой фазы.

Защита электродвигателя, организованная через реле контроля. Такой способ позволяет более эффективно эксплуатировать моторы, без опасения их быстрого вывода из строя

Трехфазный двигатель, работающий на одной фазе, вытягивает необходимый ток из оставшихся двух линий. Попытка его запустить в однофазном режиме приведет к блокировке ротора и двигатель не запустится.

Время реакции на единицу тепловой перегрузки может быть слишком продолжительным, чтобы обеспечить эффективную защиту от чрезмерного нагрева. Если для защиты от него не установлено тепловое реле, то когда происходит сбой из-за перегрева, появившегося в обмотках двигателя.

Защита трехфазного двигателя от фактора отказа фазы затруднена по той причине, что недогруженный трехфазный двигатель, работающий на одной фазе из трех, генерирует напряжение, называемое регенерированным (обратной ЭДС).

Оно образуется внутри оборванной обмотки и практически равняется величине утраченного подводимого напряжения. Поэтому реле измерения напряжения, контролирующие только его величину, в таких ситуациях не обеспечивают полной защиты от фактора отказа фазы.

Схема подключения прибора контроля фаз и напряжения в цепь управления трехфазным мотором. Это классический схемный вариант, применяемый на практике повсеместно

Более высокая степень защиты может быть получена с помощью устройства, которому доступно обнаружение смещения фазового угла, как правило, сопровождающего отказ фазы. В нормальных условиях трехфазное напряжение составляет 120 градусов по фазе относительно друг друга. Сбой приведет к смещению угла от нормальных показателей в 120 градусов.

Выявление фазового реверса

Реверсирование фазы может произойти:

  1. Выполняется техническое обслуживание на моторном оборудовании.
  2. В систему распределения электроэнергии внесены изменения.
  3. Когда восстановление мощности приводит к другой фазовой последовательности, что была до отключения электроэнергии.

Обнаружение разворота фазы важно, если двигатель, работающий в обратном направлении, может повредить ведомый механизм или, что еще хуже, – нанести физический вред обслуживающему персоналу.

Кроме всего прочего, использование защитных реле – это обеспечение безопасности рабочего персонала: 1 – оборванная фаза; 2 – шаговое напряжение

Правила эксплуатации электросетей требуют применения защиты от возможного реверсирования фаз на всем оборудовании, включая транспортные средства для перевозки персонала (эскалаторы, лифты и т. п.).

Обнаружение дисбаланса напряжения

Несбалансированность обычно проявляется, если входящие линейные напряжения, подаваемые электроэнергетической компанией, имеют разные уровни. Дисбаланс может иметь место, когда однофазные нагрузки освещения, электрических выходов,однофазных двигателей и прочего оборудования подключаются на отдельных фазах и не распределяются сбалансированным образом.

В любом из таких случаев в системе образуется дисбаланс тока, который снижает эффективность и сокращает срок службы двигателя.

Несбалансированное или недостаточное напряжение, прикладываемое к трехфазному двигателю, приводит к дисбалансу тока в обмотках статора, равному многократному значению разбаллансировки межфазных напряжений. Этот момент, в свою очередь, сопровождается увеличением нагрева, что является основной причиной быстрого разрушения изоляции двигателя.

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.

Основные технические параметры

Защитные устройства применяются в широком перечне оборудования. Поэтому их параметры способны заметно отличаться в зависимости от условий работы. Из важнейших технических характеристик реле фазного контроля отмечают следующие:

  • рабочее напряжение;
  • пределы регулировок срабатывания;
  • время задержки срабатывания;
  • диапазон рабочих температур;
  • условия хранения.

Напряжение питания

Этот параметр выбирается в зависимости от напряжения питания защищаемого оборудования. Если оно работает от 380 В, то подбирается реле с аналогичным значением вольтажа. Помимо этого, распространены РКФ на 110 и 220 В линейного напряжения.

Важно! Линейным напряжением называется потенциал между фазными проводами. Обычно он составляет 380 В. Фазное же напряжение находится между фазным проводом и нейтралью. Обычно это 220 В как в квартирной розетке.

Блок контроля фаз на максимальное линейное напряжение 250V

Пределы настроек РКФ

Различные реле фазного контроля обладают отличающимися пределами регулировок. Если оборудование предназначено для работы с точными параметрами питающего напряжения, то можно выбрать реле с узким диапазоном регулирования 0,9-1,1 Uном, которое подходит, например, для электрических двигателей.

Если точность питающего напряжения не принципиальна, то подойдет реле с пределами 0,7-1,3 Uном. Подобные защитные приборы пригодны для трехфазных нагревательных устройств и ТЭНов.

Задержка включения/отключения

Многие промышленные потребители электроэнергии имеют нелинейную пусковую характеристику. В момент включения двигателя или ТЭНа пусковой ток в десятки раз превышает номинальный. Соответственно, при запуске просаживается и напряжение.

Чтобы РКФ не отключало сеть в момент падения напряжения, в алгоритм его работы добавлена задержка срабатывания. При запуске двигателя напряжение снижается ниже допустимого уровня, но реле не отключает питание в течение некоторого времени. Этот параметр можно настроить регулятором на передней панели устройства.

Рабочая температура

Сильная жара или холод пагубно сказываются на электронной схеме РКФ. Ненормальное значение температуры способно привести к дрейфу характеристик внутренних радиокомпонентов устройства, что спровоцирует его ложные срабатывания и отключения. Также резкое охлаждение может вызвать конденсацию паров воды внутри прибора, что выведет его из строя. Поэтому важно соблюдать температурный режим РКФ.

Для примера, устройства серии ЕЛ-11Е, ЕЛ-12Е и ЕЛ-13Е способны работать при температурах от –40 до +80°C. Поэтому их возможно эксплуатировать в условиях не слишком морозных зим.

Требования при хранении

У каждого электронного устройства есть как условия для эксплуатации, так и для хранения. Обычно они похожи. Любое реле фазного контроля должно храниться в заводской упаковке. По возможности необходимо избегать попадания прибора во влажную среду или в условия экстремальных температур. При хранении следует исключить вибрацию и лишнюю транспортировку реле.

Порядок подключения

Разобраться с порядком подключения реле поможет предварительное ознакомление с особенностями его конструкции. Заметно облегчит этот процесс понимание принципа работы, а также умение настраивать прибор непосредственно перед запуском.

Конструктивные элементы

Конструкция реле контроля напряжения

Корпус реле рассчитан для установки на DIN рейку или на заранее подготовленную ровную поверхность. Вынесенный наружу разъем позволяет подключать его к электросети с помощью типовых зажимов, к которым подводятся медные жилы сечением до 2,5 мм2. На передней панели располагаются органы настройки, а также контрольная лампочка индикации включения прибора.

В рабочей схеме предусмотрены индикаторы аварийной ситуации и подключенной нагрузки, а также переключатели режима, регуляторы асимметрии и задержки по времени. Для подключения устройства используются три клеммы, имеющие обозначение L1, L2 и L3. Подобно автоматам защиты в них не предусмотрено подсоединение нулевого проводника (это справедливо не для всех моделей реле).

На корпусе устройства имеется еще одна контактная группа из 6-ти клемм, используемая для соединения с цепями управления. С этой целью в разводке силового оборудования предусматривается жгут, содержащий соответствующее количество проводов. Одна из контактных групп управляет цепью катушки магнитного пускателя, а вторая – коммутацией подключенного к линии оборудования.

Элементы настройки

Инструкция по подключению и настройке предполагает наличие различных схемных решений самого прибора. В простейших моделях на лицевую панель выводится не более одного или двух регуляторов. Этим они отличаются от образцов с расширенными настройками. В моделях с большим числом регулирующих элементов (их называют мультифункциональными) предусмотрен отдельный блок микропереключателей. Он располагается на печатной плате, размещенной прямо под корпусом прибора или в специальной скрытой нише.

Нужная конфигурация реле получается последовательной настройкой каждого из имеющихся регулировочных элементов. С их помощью – путем вращения ручек управления с одновременным нажатием соответствующего микропереключателя – выставляются требуемые параметры защиты. Шаг их установки или чувствительность прибора у большинства образцов составляет 0,5 Вольт.

Зачем нужно трехфазное реле контроля фаз

Реле контроля фаз необходимо ставить там, где часто производится переподключение к питающему трехфазному напряжению, а также там, где важна фазировка (правильное чередование фаз).

Например, реле контроля фаз может быть полезно в оборудовании, которое часто переносится с места на место, и в котором критично перепутать фазы. В некоторых устройствах неправильное чередование фаз может привести к неправильному функционированию и поломке. Например, винтовой компрессор, если его включить в неправильном направлении более чем на 5 секунд, может полностью выйти из строя.

Кроме того, при подключении такого оборудования может сложиться ошибочное мнение что его надо ремонтировать, и ремонтный персонал будет некоторое время чесать репу, пока кто-то не подаст нужную мысль: «А может, фазы перепутаны?». А потом ещё кто-то скажет ещё более нужную мысль: «Надо бы поставить реле контроля фаз…»

Общие настройки трехфазного реле

Чтобы реле контроля напряжения 3-фазное работало, нужно осуществить некоторые настройки. После подключения прибора к электрической цепи к нему подают питание, и на дисплее появляется информация:

  • Если изображение на дисплее мигает, это говорит об отсутствии напряжения.
  • Появление черточек обозначает нарушение чередования фаз или отсутствие одной.
  • При длительном мигании дисплея следует заподозрить отсутствие подключения контактора.

Настроить трехфазное реле контроля напряжения можно двумя встроенными кнопками, на них изображены треугольники. Они размещаются с правой стороны устройства: верхняя кнопка с треугольником вверх, а нижняя – вниз. Чтобы получить максимальный предел отключения, нужно нажать на верхнюю кнопку. Она задерживается на несколько секунд. После этого в центральном экране появляется цифра с отображением заводского уровня. Кнопку нужно нажимать до тех пор, пока не появится нужное значение. После настроек в течение десяти минут прибор будет автоматически запрограммирован.

Как выставить время повторного отключения

С правой стороны дисплея находится кнопка управления с нарисованными часами. Ее нужно нажать и держать, пока не появится заводское значение. Временной интервал составляет 15 секунд. Это значит, что после нормализации напряжения прибор вновь включит электроэнергию через этот отрезок времени.

Показатели можно уменьшить. Достаточно нескольких нажатий на верхнюю или нижнюю кнопку, чтобы появились необходимые параметры.

Как провести настройку перекоса фазы

Для настройки необходимо одновременно нажать на обе треугольные кнопки. После этого на дисплее можно увидеть 50В. Это значит, что питание в сеть не будет подаваться, когда перекос фаз достигнет этого значения. Чтобы уменьшить или увеличить параметр, нужно выставить время одной из кнопок.

Источники

  • https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/princip-raboty-i-sxema-podklyucheniya-rele-kontrolya-faz/
  • https://HouseChief.ru/rele-kontrolya-faz.html
  • https://www.asutpp.ru/rele-kontrolya-faz.html
  • https://ElektrikExpert.ru/rele-kontrolya-faz.html
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/rele/rele-kontrolya-faz.html
  • https://220.guru/elektrooborudovanie/avtomaty-uzo/rele-kontrolya-faz.html
  • https://SamElectric.ru/promyshlennoe-2/rele-kontrolya-faz.html
  • https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/sxema-podklyucheniya-3-faznogo-rele-kontrolya-napryazheniya-dlya-doma/

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: :???: :?: :!: