Принцип работы и схема подключения реле контроля фаз

Реле контроля фаз представляет собой устройство, основное назначение которого – защита линейных цепей от перегрузок и КЗ. Помимо этого оно способно реагировать на такое распространенное для электросетей явление, как перекос по отдельным фазам. В итоге этот прибор обеспечивает комплексную защиту рабочих цепей и подключенного к ним оборудования.

Общая информация

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

Специальные контроллеры фаз востребованы в местах, где требуется часто подключаться к питающей сети и где важно соблюдать их чередование. В качестве примера обычно рассматривается ситуация, когда подключаемое оборудование постоянно переносится с одного места на другое. В этом случае вероятность перепутать фазы линейных напряжений очень велика.

В некоторых нагрузках неверное их чередование способно привести к неправильной работе устройства и последующей поломке. Любой агрегат, включенный в такую сеть длительное время, с большой вероятностью выйдет из строя. При эксплуатации такого прибора можно легко ошибиться с оценкой его состояния, считая, что устройство нуждается в ремонте.

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

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

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.

Необходимость в использовании реле смены чередования фаз связана с недопустимостью реверса двигателя, который способен повредить сам механизм, а также угрожает обслуживающему персоналу. Положениями ПУЭ предписывается применение этого устройства для любого оборудования, включая транспортеры, эскалаторы, лифты и другие движущиеся системы.

Выявление дисбаланса

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.

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

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.

Маркировка устройства

С целью маркировки контрольных приборов на их передней или боковой панели наносится последовательность из нескольких символов (иногда она указывается только в паспорте). В качестве примера рассматривается прибор российского производства ЕЛ-13М-15 АС400В, рассчитанный на подключение без нулевого провода. Он маркируется следующим образом:

  • ЕЛ-13М-15 –наименование серии;
  • сочетание АС400В – допустимое напряжение.

>

Маркировка импортных моделей несколько иная. Реле серии «PAHA», имеющее аббревиатуру PAHA B400 A A 3 C расшифровывается более подробно:

  • B400 – рабочее напряжение 400 Вольт.
  • А – тип регулировки.
  • А (Е) – способ крепления (на DIN рейку или на разъем).
  • 3 – габариты корпуса в мм.

Символ «С» означает завершение кодовой комбинации.

Особенности выбора

При выборе контрольных устройств, прежде всего учитываются их технические параметры. В качестве примера рассматривается случай подбора модели для подключения АВР, предполагающий следующий порядок действий:

  1. Определяется способ включения (с «нулем» или без).
  2. Выясняются параметры выбранного прибора.
  3. При этом учитывается, что при работе с АВР потребуется контролировать обрыв и последовательность фаз.

Для контроля АВР время задержки выставляется в границах 10-15 секунд.

Знакомство с отдельными модификациями контрольных приборов поможет исполнителю учесть особенности их функционирования в конкретных цепях.

Источник: strojdvor.ru

Что такое реле контроля фаз и где оно применяется?

Конструкция

Современные микропроцессорные механизмы, которые применяются при изготовлении прибора, снабжают его легкостью в настройке, простотой конструкции и высокой надежностью параметров. Если оборудование привозное, то это особенно важно, так как они особо требовательны к электропитанию и для них требуется питающая сеть высокого качества. Ведь даже незначительная авария может принести большие потери и выход из строя дорогого оборудования.

Ниже приведена схема подключения прибора:

В основу конструкции реле контроля фаз положена микросхема. Именно она руководит его работой. Как только происходит снижение (или полное пропадание) напряжения на одной из фаз, микросхема передает сигнал на электромагнитное реле, которое отключает нагрузку.

Также в конструкцию РКФ могут входить индикаторы чередования и асимметрии фазных напряжений, а также регулятор времени срабатывания.

Назначение

Так как электротехническое оборудование используется практически на всех предприятиях и защищать его от перекоса фаза, а также перепадов напряжения в сети необходимо постоянно, применяется реле во многих сферах деятельности.

Механизм используют для защиты трехфазных устройств. Реле контроля фаз защищает от обрывов, перекосов или слипания, а также контролирует, чтобы каждая фаза чередовалась правильно.

Узнать больше о том, для чего применяются реле данного типа вы можете из видео:

Также данный аппарат может обладать функцией реле контроля напряжения — следит за величиной напряжения и отключает питание при значениях, ниже заданных уставкой.

Принцип работы

Принцип действия прибора заключается в самовозврате: реле отключается, когда срабатывает аварийный сигнал. При поступлении на механизм трехфазного напряжения, происходит проверка всех рабочих и контролируемых параметров.

Если при проверке все параметры оказались в норме, то включается встроенное электромагнитное реле. Если же контроль показал, что хотя бы один из параметров не соответствует норме, то механизм автоматически выключается. Затем после возвращения всех параметров в допустимую норму, устройство без задержек автоматически включается. Если же выключается не одна фаза, а две или три, то приспособление может отключиться без задержек.

Когда возникает какая-либо аварийная ситуация, нагрузка отключается устройством. Аварийные ситуации могут быть различные, например:

  • пропала любая фаза;
  • выход из дозволенных пределов уровня напряжения (симметричный или несимметричный);
  • ошибочное подключение трехфазного питания, как результат – неправильное чередование.

Такой контроль с помощью подобной конструкции позволяет быстро и качественно защитить оборудование от опасных и аварийных режимов питания электрической сети, а также проконтролировать качество потребляемой электроэнергии.

Типы устройств

На сегодняшнем рынке существует большое количество реле контроля фаз. Одними из популярных видов считаются следующие:

Помимо этого распространение и известность обрели модификации таких моделей, как ЕЛ–12 МТ и ЕЛ–11 МТ.

Модель EЛ–11 и ее модификация EЛ–11 МТ используется, как правило, для защиты генераторных установок, источников электропитания, а также в схемах автоматического включения резерва (АВР).

Модель реле EЛ–12 и ее модификация EЛ–12 МТ в основном употребляются для того чтобы защитить электродвигатели подъемного оборудования мощностью не больше 100 кВт.

Модель EЛ–13 и ее модификация EЛ–13 МТ выполняют контроль в реверсивных электроприводах, мощностью не более 75 кВт.

Фиксация прибора выполняется двумя способами. Первый вариант – это крепление с помощью крепежных винтов, а второй вариант – фиксация на DIN–рейку.

Вот мы рассмотрели назначение, принцип действия и устройство реле контроля фаз. Надеемся, теперь вам стало понятно, что представляет собой данный аппарат и для чего он нужен!

Рекомендуем ознакомиться:


Источник: samelectrik.ru

РЕЛЕ КОНТРОЛЯ ФАЗ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Реле контроля наличия фаз и напряжения предназначено для защиты электрооборудования от отклонений параметров питающей трёхфазной электросети.

К основным факторам, на которые реагируют приборы этого класса, относятся:

  • превышение питающим напряжением установленного верхнего предела (уставки) или его падение ниже допустимого уровня;
  • нарушение симметричности трёхфазной системы питания, обрыва одной или двух фаз, как крайнего случая проявления не симметрии;
  • изменение порядка чередования фаз;
  • обрыв нулевого провода (опционально в некоторых конструкциях).

Отдельные экземпляры трёхфазного реле контроля фаз обладают возможностями регулирования уставок верхнего и нижнего пределов отклонения напряжения, а также установки желаемого времени срабатывания.

>

Для удобства визуального наблюдения и контроля отдельные модели реле могут быть оборудованы индикаторными устройствами, фиксирующими значение фазных параметров.

Реле контроля чередования, обрыва фаз и напряжения содержит несколько функциональных блоков.

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.

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 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.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Основным оборудованием, нуждающимся в защите от несимметричных режимов и нарушений порядка чередования фаз, являются трёхфазные асинхронные электродвигатели.

Ассимметрия трёхфазного питания приводит к снижению рабочего и пускового моментов электродвигателя, снижает его КПД и увеличивает величину скольжения.

Полное отсутствие одной из фаз в системе питания приводит к повреждению электродвигателя вследствие перегрева. Усугубляет опасность этого режима небольшой ток потребления и нечувствительность к нему максимальных токовых защит.

Обратное чередование фаз непосредственно двигателю вреда не наносит, но при этом меняется направление его вращения. Такой режим чаще всего губителен для механизмов, приводимых двигателем, и как минимум нарушает технологический процесс.

Изменение порядка чередования фаз возникает в результате ошибки персонала при подключении кабельных линий или шлейфов воздушных линий электропередачи после выполнения ремонтных работ. Это может произойти как на территории потребителя, так и в электроустановках электросетевой компании.

К основным параметрам настройки реле относятся:

  • регулирование уставки срабатывания при повышении уровня напряжения;
  • установка нижнего предела напряжения питания;
  • установка времени повторного включения.

Пределы допустимого изменения параметров питающей электросети устанавливаются исходя из характеристик питаемого оборудования.

Повторное включение происходит после восстановления нормального режима питающей сети. После отключения нагрузки в результате работы реле напряжения и контроля чередования фаз, орган измерения продолжает осуществлять непрерывный контроль состояния сети.

При возвращении параметров электропитания к норме происходит автоматическое повторное включение нагрузки. Время повторного включения выбирают с учётом характеристики сети питания.

Необходимость задержки включения обусловлена отстройкой от колебаний параметров переходного режима и возможной неуспешностью попыток включения линий питания.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник: eltechbook.ru

Реле контроля фаз

Для контроля качества трехфазного напряжения и защиты электрооборудования при возникновении аварийных ситуаций, применяют реле контроля фаз. Аварийными ситуациями в данном случае являются: нарушение симметрии фаз, обрыв фазы, нарушение порядка чередования фаз, а также снижение или увеличение напряжения ниже уровня уставки хотя бы в одной из фаз трехфазной сети. Помимо защиты от некачественного электропитания, применение таких реле сильно способствует облегчению наладочных работ.

Применение реле контроля фаз особенно полезно в условиях частого переподключения оборудования к трехфазной сети, тем более, если это оборудование требует строгой фазировки, то есть соблюдения очередности следования фаз. Правильное направление вращения двигателей некоторых станков часто зависит от порядка чередования фаз, и если его нарушить, то вращение будет происходить в другую сторону, а это может не только нарушить правильный рабочий режим, но и привести к серьезной неисправности станка, требующей дорогостоящего ремонта.

>

От таких ситуаций надежно защитит реле контроля фаз . Схема реле определит порядок чередования фаз на входе, а в соответствии с ним сработают надлежащим образом контакты на выходе. И при нарушении правильного порядка фаз станок просто не запустится, и останется целым.

При пропадании одной из фаз, равно как и при падении напряжения на одной из фаз ниже заданного уставкой значения, реле отключит нагрузку через 1-3 секунды. Когда же напряжения вернутся к заданным допустимым значениям, то через 5-10 секунд произойдет включение нагрузки обратно к сети. Реле автоматически определит выход напряжения хотя бы одной из фаз за допустимые пределы, и отключит нагрузку, затем отследит возврат к допустимому уровню, и вновь включит нагрузку.

В некоторых моделях таких реле время задержки на отключение и включение можно регулировать, а вот уровень асимметрии напряжений настраивается на всех реле контроля фаз вручную. Выходы реле контроля фаз могут коммутировать как катушки контакторов или магнитных пускателей, например, для запуска двигателей, так и контрольную цепь, содержащую сигнальную лампу или звонок.

В основу принципа действия реле контроля фаз положено выделение гармоник обратной последовательности (кратных двум от основной). При перекосах и обрывах фаз в сети появляются именно такие гармоники. Для цели выделения этих гармоник применяются фильтры обратной последовательности, представляющие собой, в простейшем случае, пассивные аналоговые фильтры с активными и реактивными элементами (RC- цепочки) двухплечевого типа, на выходе которых включаются электромагнитные реле. Схема управления может быть собрана и на микроконтроллере.

Использование таких реле для защиты электрооборудования в сетях трехфазного напряжения, спасет обмотки асинхронных двигателей от перегорания, а дорогостоящее оборудование от преждевременного выхода из строя. Холодильники, стиральные машины, кондиционеры, и прочая бытовая техника, имеющая электрический привод, легко может выйти из строя, если питающее напряжение вдруг понизилось, поэтому реле контроля фаз широко применяются не только на крупных предприятиях, но и в быту.

Источник: electricalschool.info

Реле защиты фаз

Для удобства наших клиентов инженеры «ТДС Прибор» разработали схемы подключения с самыми актуальными примерами использования реле контроля фаз и линии на обрыв электропривода РНЛ-1.

1. Назначение схемы: Контроль напряжения питания и электропитания привода на обрыв.

При неисправности электропитания двигатель останавливается и выдаётся сигнал неисправности в систему автоматизации или диспетчеризации;

При обрыве проводника кабеля электродвигателя выдаётся сигнал неисправности.

Схема защиты электродвигателя от перенапряжения и обрыва линии питания.


Схема защиты реверсивного привода от перегрузки и обрыва линии питания.

Схема контроля питания и линии на обрыв электропривода 220В.

Схема контроля фазного напряжения и линии питания реверсивного привода 220В.

2. Назначение схемы: Контроль исправности электропитания привода с функцией технологических защиты от сухого хода и перегрева насосов.

При неисправности электропитания, при перегреве электродвигателя или при срабатывании датчика сухого хода насос останавливается и выдаётся сигнал о неисправности.

Схема защиты насоса от сухого хода и перегрева 380В.

С биметаллическим датчиком перегрева обмоток и датчиком сухого хода (также можно использовать любые типы датчиков):

3. Назначение схемы: Контроль напряжения с функцией разнесения старта приводов после восстановления электропитания на объекте.

При отказе электропитания объекта и его последующем возобновлении, авто включение различных типов нагрузки объекта происходит не одновременно, а с разнесением времени пуска каждого случайным образом в диапазоне от 5 до 17 сек с момента подачи электроэнергии на объект. Это предотвращает возникновение большого суммарного пускового тока и аварийное отключение вводного автоматического выключателя по перегрузке.

Схема контроля напряжения питания разных типов нагрузки 380В.

4. Назначение схемы: Контроль фазного напряжения с функцией дополнительной сигнализации.

При неисправности электропитания двигатель останавливается и выдаётся сигнал неисправности;

При срабатывании дополнительных датчиков выдаётся сигнал неисправности.

Схема контроля фазного напряжения с подключением дополнительных датчиков 380В.

5. Назначение схемы: Контроль фаз и напряжения (без доп. функций)

Пример управления нереверсивным приводом реле защиты электродвигателя от перенапряжения

При неисправности электропитания двигатель останавливается и выдаётся сигнал неисправности.

Схема контроля фаз или напряжения 380В.

6. Назначение схемы: Схема автоматического включения резерва (АВР) с равным приоритетом вводов.

Ввод, включённый первым, становится рабочим, к нему подключаются электропотребители.

Ввод, включённый вторым, становится резервным.

При отказе электропитания на рабочем вводе электро потребители автоматически переключаются на питание от резервного ввода.

7. Назначение схемы: Контроль напряжения сети с функцией реле времени.

Включение освещения происходит последовательно отдельными каскадами с разбежкой по времени на 5 секунд. Это снижает пусковые нагрузки на электросеть, а также обеспечивает комфортный темп нарастания освещенности на объекте при включении и спадания при отключении.

Схема управления освещением с каскадным включением:

8. Назначение схемы: Контроль напряжения питания и привода на обрыв с применением устройств плавного пуска или частотного преобразователя.

Для корректной работы реле контроля фаз и линии питания на обрыв РНЛ-1 с устройствами плавного пуска и частотными преобразователями рекомендуем использовать следующую схему подключения:

Похожие записи

Шкаф управления электроприводом задвижки за 1 час с модульной технологией сборки

Замена громоздких щитов и шкафов управления задвижками.

Шкаф управления насосом или вентилятором за 1 час

Публикуем новую порцию схем по сборке блока управления насосом или вентилятором дымоудаления и подпора воздуха.

Источник: tdspribor.ru