Принцип работы и виды реле контроля фаз

Возможно, вам также будет интересно

В статье прослеживается история развития сигнализации — от древнейших способов защиты частной собственности до современных охранных возможностей. Рассматриваются научные и технические достижения, повлиявшие на эффективность и популярность охранных систем, а также альтернативный способ защиты территории и имущества от посторонних — системы контроля доступа. Приведена краткая история модернизации…

Речь существует в двух основных формах: устной и письменной. Синтезу устной речи посвящено много исследований и статей, а вот синтезу речи письменной не уделено достаточно внимания, хотя проблемы в этой области есть очень интересные. Приходилось ли вам читать подобные фразы: «Мария поделился ссылка», «Забронировать отель в Москва», «Уважаемый(-ая) Иван Петрович», «21 файла(-ов) выбрано»? Почему…

Партнерское соглашение между РТСофт и PRESAGIS

17 апреля, 2012В марте 2012 года ЗАО «РТСофт», российская компания по поставке и интеграции открытых встраиваемых компьютерных платформ, и компания PRESAGIS, действующая в области создания готовых программных графических COTS-продуктов для авиационной, космической и оборонной промышленности, заключили дистрибуторское соглашение.

Канадская компания PRESAGIS обладает более чем 30-летним опытом работы в области создания графического встраиваемого ПО и систем моделирования. Ее клиентами являются ведущие правительственные и оборонные учреждения, системные интеграторы и разработчики ответственных приложений. В …

Принцип работы реле

С переменным током и причинами проблем на линии разобрались. Осталось понять, зачем нужно фазное реле и каков принцип его работы.

Одна из производимых промышленностью моделей реле контроля фаз:

Функциональность реле построена на основе размыкания всех трех каналов, участвующих в поставке энергии.

Это для тех случаев, когда происходит:

• разрыв «нуля»;
• асимметрия фазного тока;
• уменьшение или повышение уровня напряжения на одной из линий;
• нарушение в правильном чередовании фаз.

Выключение в идеале производится не сразу, а через небольшой период времени (в расчете на то, что колебание параметров сети имеет разовый характер и сразу нормализуется). К примеру, такое случается одномоментным образом с подсоединением к линии мощного потребителя. Из-за этого в аппарат защиты обычно встраивается реле времени, контролирующее период срабатывания.

Не все выпускаемые заводами модели оснащены полным функционалом устройства. Некоторые из дешевых реле контроля фаз определяют только один из факторов, требующий действия. Зачастую в них отсутствует и таймер.

При желании можно сделать простой аппарат защиты подключенных многофазных устройств своими руками, используя приведенную схему:

Это наиболее простая конструкция из множества возможных. Тем не менее, свою функцию защиты на базовом уровне она выполняет.

Главное, что нужно помнить о принципе работы реле контроля фаз — оно определяет только состояние входящей линии, а не каналов потребления. То есть, если происходит какая-либо проблема на клиентских устройствах, в отличие от иных автоматов отключения, срабатывания системы защиты ждать не стоит.

Устройство компрессора

Для полноты изложения – коротко по электрической начинке компрессора, о котором идет речь в статье. Фото есть в начале статьи, вот внешний вид шкафа управления:

Куда будет установлено реле контроля фаз Евроавтоматика ФиФ

Подобных винтовых компрессоров существует десятки и сотни моделей, они отличаются мощностью и брендом, но смысл один – при запуске двигатель раскручивается сначала в схеме «звезда», через несколько секунд выходит на полную мощность в схеме «треугольник».

После этого открывается соленоидный клапан, и дает сжатый воздух в линию. По принципам сжатия воздуха рассказывать тут не буду, информации в интернете полно.

Вот шильдик двигателя:

Двигатель компрессора, шильдик. Должен крутиться только в одну сторону, левое вращение!

Электросхема компрессора изнутри:

Схема компрессора, куда будет установлено реле контроля фаз Евроавтоматика ФиФ CKF-318-1

Вверху – трансформатор питания цепей управления (380/24 В) и плата контроллера. Внизу – клеммы подключения питания и контакторы включения двигателя

Обратите внимание, ноль в питании не используется, это будет важно в дальнейшем

Хватит предисловий, переходим к герою нашей статьи –

Как настроить реле напряжения?

Рассмотрим порядок настройки устройства на примере прибора VP-380V. Когда аппарат уже подключен к цепи, нужно подать питание. Затем смотрим на показания дисплея:

• Пока на прибор не подано напряжение, цифры, высветившиеся на нем, мигают.
• Появление на дисплее прочерков может свидетельствовать об изменившемся чередовании фаз, или об отсутствии одной из них.
• Если подключение произведено правильно, а сетевые параметры соответствует норме, по истечении 15 сек происходит замыкание релейного контакта 1-3, и питание начнет поступать на катушку контактора, а затем – в линию.
• Если экран устройства мигает в течение длительного времени, включения контактора не произойдет. Проверьте подключение – скорее всего, где-то была допущена ошибка.

Убедившись в правильности подключения, можно переходить к настройкам. Рядом с экраном реле имеется 2 настроечных кнопки, на которых нанесены треугольные обозначения.

На одной кнопке вершина треугольника направлена вверх, на другой – вниз. Для установки максимального предела отключения нажмите верхнюю кнопку. В таком положении ее нужно держать 2-3 секунды. В центральной части монитора высветится цифра, соответствующая заводскому уровню. После этого, нажимая кнопки, следует установить нужный верхний предел отключения контрольного устройства.

Нижний предел устанавливается аналогичным образом. Программирование прибора произойдет автоматически, через 10 секунд после окончания настройки. При этом все установленные параметры сохранятся в памяти реле.

Обзор популярных реле контроля фаз

• Реле РНПП-311 украинского производства является одним из наиболее популярных и подходящих для сетей постсоветского пространства. Аббревиатура расшифровывается как реле напряжения, перекоса и последовательности фаз. Современные модификации, в дополнение к стандартным параметрам способны отслеживать еще и частоту напряжения.
• OMRON K8AB данная модель осуществляет контроль не только за снижением, но и за превышением уровня напряжения, выполняя тем самым функции ограничителя или разрядника, причем, куда более эффективно. Имеет ряд модификаций, отличающихся регулировками порогов срабатывания и техническими параметрами.
• Carlo Gavazzi DPC01 отличается двумя реле на выходных клеммах устройства. Имеет несколько точек регулировки различных параметров, и переключатель режимов. Предоставляет 7 возможных функций по выставлению задержек, интервалов или цикличных функций.
• Реле ЕЛ-11 отечественного производства контролирует параметры электрической сети, может применяться как в закрытых отапливаемых, так и в не отапливаемых помещениях. Устанавливается в любом положении, но требует защиты от прямого попадания на них солнечных лучей и атмосферной влаги.

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.

Настройка трехфазного реле РНПП-311М

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.

Назначение и принцип работы реле контроля фаз

Реле для контроля напряжения фаз следует включать в схемы приборов, которые приходится часто переподключать к питающей трехфазной сети. К примеру, винтовой компрессор, не являющийся стационарным аппаратом, постоянно перемещают с одного места на другое, каждый раз подсоединяя его к линии заново. Если неправильно выполнить действия по его подключению, спутав при этом фазы, пяти секунд после запуска оборудования будет достаточно для того, чтобы произошла серьезная поломка.

Ремонт аппаратуры сопряжен с немалыми затратами, поэтому в таких устройствах контроль напряжения фаз просто необходим.

Есть и другие приборы, которые при неправильном соединении проводов не сгорают, а просто не включаются. В этом случае работники обычно приходят к выводу, что аппарат сломан, начинают его проверять – а прозвонка показывает, что все в порядке. И хорошо, если понимание того, что при подключении были просто перепутаны фазные жилы, придет быстро, иначе рабочее время будет потрачено впустую.

Что такое реле напряжения и как оно настраивается – на следующем видео:

Настройка трехфазного реле РНПП-311М

Теперь поговорим о том, как работает реле контроля. Основная задача прибора заключается в защите электрических аппаратов от повреждения в результате воздействия некачественного напряжения

Это очень важно для дорогостоящего оборудования, поэтому электроприборы импортного производства устанавливаются только вместе с контрольным реле. Оно обеспечивает защиту аппаратуры при обрыве фаз, неправильном подсоединении, а также асимметричном напряжении

При соответствии фаз параметрам контрольного прибора релейные контакты включаются, пропуская через контактор в цепь трехфазное напряжение. Если ток хотя бы на одной фазной жиле отсутствует, напряжение в линию пропущено не будет

После восстановления питания на фазном проводе по истечении нескольких секунд произойдет автоматическое включение нагрузки. Итак, как можно убедиться, реле осуществляет автоматический контроль, отключая подачу напряжения в случае аварии и включая нагрузку после нормализации параметров электрической цепи.

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.

Монтаж

Основная часть трехфазных реле напряжения устанавливаются на DIN-линейку. При этом многие из них, и VP-380V в том числе, могут работать в любом положении. Но вот схема подключения у всех видов разная. Она обычно нанесена на корпусе прибора, так что сложностей с соединением реле в электрическую цепочку не должно быть.

Обратите внимание, что вводные контакты должны подключаться к сети только через пускатель или контактор. Кстати, номинальный ток, который через себя может пропустить трехфазное реле напряжения VP-380V, равен 6 А

А этого будет достаточно, чтобы управлять катушкой даже в контакторе.

Ниже на рисунке показана схема подключения.

Итак, провода трехфазной линии необходимо подключить к реле через верхние клеммы, где есть маркировка в виде букв «А», «В» и «С» – это фазы, «N» – это ноль. Перепутать невозможно. А вот нижние клеммы под номерами 1,2 и 3, подключаются так:

• Клемма под номером один соединяется с одним из выходов катушки контактора А1.
• Третья клемма соединяется с любой из трех фаз, идущих в обход реле.

При этом катушка контактора вторым выходом соединяется с нулевым контуром трехфазной подачи электроэнергии. Теперь переходим к силовой части. Здесь все проще простого: подающие фазы соединяются с клеммами контактора, обозначенные на схеме буквами «L». А провода, идущие к потребителю (на нагрузку), подключаются в выходным клеммам контактора, обозначенными буквами «Т». Нулевые контуры подключаются к единой нулевой шине в распределительном щите.

И еще одна рекомендация. Для подключения реле контроля к трехфазной электрической сети можно использовать медные провода сечением 1,5-2,5 мм². Этого будет достаточно.

Защита двигателя 380 В от работы на двух фазах

Работа двигателей на двух фазах довольно частое явление. Очень часто причиной работы двигателей на двух фазах является низкая культура эксплуатации электроустановок. Это и не своевременный уход за контактами коммутационных аппаратов и предохранителей, и не своевременная проверка контактных соединений проводов и кабелей на распределительных щитах, пунктах и в шкафах управления и т.д.

Если же повысить культуру эксплуатации электроустановок, то вероятность обрыва цепи в одной фазе из-за плохого контакта будет сведена к минимуму.

Очень часто двигатель может работать на двух фазах, когда силовая цепь двигателя защищается предохранителями, из-за сгорания плавкой вставки в одной фазе в результате короткого замыкания на землю в сети с заземленной нейтралью. Замена предохранителей на автоматические выключатели устраняет саму возможность двухфазного режима.

Для чего же нужна данная защита и чем опасна работа двигателя на двух фазах, сейчас и попытаемся разобраться.

Данная защита защищает двигатель от перегрева, а также от так называемого «опрокидывания», т. е. остановки под током вследствие снижения момента, развиваемого двигателем, при обрыве одной из фаз. Защита действует на отключение и в качестве аппаратов защиты применяются как тепловые, так и электромагнитные реле.

Когда происходит обрыв одной из фаз, ток двигателя с соединением обмоток статора в звезду будет превышать в 1,7-2 раза по сравнению с трехфазным режимом.

Рассмотрим например как отразится обрыв одной из фаз на различных величинах напряжения между различными точками цепи статора двигателя.

Предположим, что двигатель подключен к сети с номинальным линейным напряжением Uл, обмотки статора соединены в звезду и обрыв провода произошел в фазе «А» (рис.1 а).

Рис.1 – Напряжения при работе двигателя на двух фазах

Нас будут интересовать следующие напряжения:

• UАВ, UВС, UСА – между фазами двигателя;
• UАО, UВО, UСО – между фазами и нулевой точкой О сети (землей);
• UО1-О – между нулевой точкой обмотки двигателя и землей; Uразр. — в месте разрыва.

В трехфазном режиме напряжения на двигателе симметричны, т. е. UАВ = UВС= UСА= Uл, UАО= UВО= UСО= Uл/√3= Uф, при этом UО1-О= Uразр.=0.

В двухфазном режиме напряжения становятся несимметричными, степень несимметрии будет зависеть от скольжения s. Если обрыв фазы имел место при холостом ходе двигателя, когда Sxx < Sн (Sн — номинальное скольжение), то все указанные напряжения практически не изменятся по сравнению с трехфазным режимом. Если скольжение нагруженного двигателя вследствие обрыва фазы становится больше критического скольжения Sкp., то двигатель «опрокидывается» и затормаживается. При включении с оборванной фазой двигатель останется неподвижным.

В последних двух случаях S=1, напряжения на двигателе будут иметь следующие значения:

• UАВ=UСА= 0,5Uл;
• UВС= Uл; UАО= 0,5Uф;
• UВО= UСО= Uф;
• UО1-О=0,5 Uф;
• Uразр.=1,5Uф.

Для определения напряжений на двигателе при изменении скольжения от S=Sxx до S=1 можно воспользоваться расчетными кривыми , приведенными на рис.1, б также для случая обрыва фазы А.

Из этих кривых видно, что в зоне скольжений Sxx < S < Sкр резко изменяются три напряжения: Uразр., UО1-О (они будут изменятся одинаково при обрыве любой фазы), а также UАВ – напряжение между поврежденной (А) и отстающей (В) фазами. Напряжение UСА между поврежденной и опережающей фазами, а также напряжение UАО изменяются в этой зоне незначительно.

Таким образом, для получения надежной защиты работающего в длительном режиме двигателя от перегрева при обрыве любой фазы нужно контролировать, либо напряжение UО1-О либо три напряжения Uразр. (во всех фазах), либо, наконец, три междуфазных напряжения UАВ, UВС, UСА.

На основании различного контроля напряжения, используются три группы схем:

• схемы основанные на контроле целостности плавких вставок всех фаз;
• схемы, реагирующие на нарушение симметрии трехфазной системы напряжений на зажимах двигателя;
• схемы, действующие при возникновении несимметрии фазовых токов двигателя.

Литература:

1. Ключев В. И., Выбор электродвигателей для производственных механизмов, изд-во «Энергия», 1964.

Трехфазное реле напряжения Digitop VP-3F-63A. Защита от обрыва нуля

Плавный пуск электродвигателей

Будни электрика. Защита трехфазного двигателя.

Заключение

Контрольное реле напряжения трехфазное является необходимой частью системы подачи электроэнергии к приборам. Оно будет надежно охранять электросеть квартиры или дома, а также дорогостоящую электронику от скачков и перекосов напряжения.

20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки — удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.

Каково быть девственницей в 30 лет? Каково, интересно, женщинам, которые не занимались сексом практически до достижения среднего возраста.

Непростительные ошибки в фильмах, которых вы, вероятно, никогда не замечали Наверное, найдется очень мало людей, которые бы не любили смотреть фильмы. Однако даже в лучшем кино встречаются ошибки, которые могут заметить зрител.

9 знаменитых женщин, которые влюблялись в женщин Проявление интереса не к противоположному полу не является чем-то необычным. Вы вряд ли сможете удивить или потрясти кого-то, если признаетесь в том.

Топ-10 разорившихся звезд Оказывается, иногда даже самая громкая слава заканчивается провалом, как в случае с этими знаменитостями.

11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин.