Реле за контрол на фазите: принцип на работа, видове, маркировка + как да регулирате и свържете

Резултат от техническа ситуация, когато статорните намотки на двигателя консумират повече ток от зададените параметрични стойности, е излишната топлина. Този фактор води до намаляване на качеството на изолацията на двигателя. Оборудването излиза от строя.

Времето за реакция на топлинните релета за претоварване обикновено не е достатъчно, за да осигури ефективна защита от излишната топлина, създавана от високия ток. В такива случаи само релето за контрол на фазите се вижда като ефективно защитно устройство.

Обща информация за уреда

Функционалността на електрическите уреди от подобен тип е значително по-широка, отколкото само защита от прегряване и късо съединение.

На практика са отбелязани ефективните свойства на релето за избор на претоварени фази, които в крайна сметка осигуряват комплексна защита.

Един от многобройните варианти на конструкторски решения в производството на релета за фази. Въпреки разнообразието от корпуси и схемни конфигурации, функционалността на уредите е единна.

Благодарение на устройствата за проследяване на състоянието на фазите се постигат следните предимства:

• увеличаване на срока на експлоатация на двигателя;
• намаляване на скъпите ремонти или замяна на мотора;
• намаляване на времето на престой поради дефекти на двигателя;
• намаляване на рисковете от токов удар.

Освен това приспособлението осигурява надеждна защита от запалване и от късо съединение на намотките на двигателя.

Типично изпълнение на защитните релета

Съществуват два основни типа защитни уреди, предназначени за използване в състава на трифазни системи – релета за измерване на ток и за измерване на напрежение.

Плюсове от използването на устройствата

Предимството на токовите защитни релета по отношение на релетата за контрол на напрежението е очевидно. Този тип уреди функционира независимо от влиянието на ЕДС (електродвижеща сила), която неизменно съпровожда фазов срив при претоварване на двигателя.

Освен това устройствата, действащи по принципа на измерване на ток, са способни да определят аномално поведение на мотора. Контролът е възможен или от страна на линията в клона на веригата, или от страна на товара, където е инсталирано релето.

Така изглежда един от моделите реле за контрол на напрежението. Подобни устройства могат да се прилагат не само за производствени нужди, но и за частни стопанства.

Приборите, които контролират процеса по принципа на измерване на напрежението, се ограничават до откриване на необичайни работни условия само от страна на линията, където е свързано устройството.

Въпреки това приспособленията, чувствителни към промяна на напрежението, също притежават важно предимство. То се състои в способностите на приборите от подобен тип да откриват необичайно състояние, което не зависи от състоянието на двигателя.

Например, тип реле, чувствителен към промени на тока, открива необичайно състояние на фазите само непосредствено по време на работа на двигателя. А устройството за измерване на напрежението осигурява защита непосредствено преди стартиране на мотора.

Също така сред предимствата на апаратите за измерване на напрежението се открояват простата инсталация и по-ниската цена.

Този тип защитни устройства:

• не се нуждае от допълнителни токови трансформатори;
• прилага се независимо от натоварването на системата.

А за неговата работа е необходимо само да се свърже напрежение.

Откриване на фазов срив

Срив на фаза е напълно възможен поради повреда на предпазител на една от частите на системата за разпределение на електроенергия. Механичен отказ на комутационно оборудване или прекъсване на една от електропроводните линии също провокират фазов срив.

Защита на електродвигателя, организирана чрез реле за контрол. Такъв начин позволява по-ефективно да се експлоатират моторите, без опасение от бързото им излизане от строя.

Трифазен двигател, който работи на една фаза, извлича необходимия ток от останалите две линии. Опитът да се стартира в еднофазен режим ще доведе до блокиране на ротора и двигателят няма да стартира.

Времето за реакция на единица топлинно претоварване може да бъде твърде продължително, за да осигури ефективна защита от прекомерно нагряване. Ако за защита от него не е инсталирано топлинно реле, то когато възникне срив поради прегряване, появило се в намотките на двигателя.

Защитата на трифазен двигател от фактора на отказ на фаза е затруднена поради това, че недостатъчно натоварен трифазен двигател, който работи на една фаза от три, генерира напрежение, наричано регенерирано (обратна ЕДС).

То се образува вътре в прекъснатата намотка и практически се равнява на величината на изгубеното подавано напрежение. Затова релетата за измерване на напрежение, които контролират само неговата величина, в такива ситуации не осигуряват пълна защита от фактора на отказ на фаза.

Схема на свързване на уреда за контрол на фазите и напрежението в управляващата верига на трифазен двигател. Това е класически схемен вариант, прилаган на практика навсякъде.

По-висока степен на защита може да бъде постигната с помощта на устройство, което може да открива изместване на фазовия ъгъл, което обикновено съпровожда отказ на фаза. При нормални условия трифазното напрежение е 120 градуса по фаза едно спрямо друго. Повреда ще доведе до изместване на ъгъла от нормалните стойности от 120 градуса.

Откриване на фазов реверс

Обръщането на фазата може да настъпи:

1. Извършва се техническо обслужване на моторното оборудване.
2. В системата за разпределение на електроенергия са внесени промени.
3. Когато възстановяването на мощността води до друга фазова последователност от тази, която е била преди прекъсването на електрозахранването.

Откриването на обръщане на фазата е важно, ако двигател, работещ в обратна посока, може да повреди задвижвания механизъм или, което е още по-лошо, да причини физическа вреда на обслужващия персонал.

Освен всичко друго, използването на защитни релета е осигуряване на безопасността на работния персонал: 1 – прекъсната фаза; 2 – стъпково напрежение

Правилата за експлоатация на електромрежите изискват прилагане на защита от възможно обръщане на фазите на цялото оборудване, включително транспортни средства за превоз на персонал (ескалатори, асансьори и т.н.).

Откриване на дисбаланс на напрежението

Небалансираността обикновено се проявява, ако входящите линейни напрежения, подавани от електроенергийната компания, имат различни нива. Дисбаланс може да възникне, когато еднофазни товари на осветление, електрически изходи, еднофазни двигатели и друго оборудване се свързват на отделни фази и не се разпределят балансирано.

Във всеки от тези случаи в системата се образува дисбаланс на тока, който намалява ефективността и съкращава срока на експлоатация на двигателя.

Небалансирано или недостатъчно напрежение, прилагано към трифазен двигател, води до дисбаланс на тока в намотките на статора, равен на многократна стойност на небаланса на междуфазните напрежения. Този момент, от своя страна, е съпроводен от увеличаване на нагряването, което е основната причина за бързото разрушаване на изолацията на двигателя.

Изгорялата намотка на статора на мотора – може да се каже, обичайно явление там, където не е предвидено внедряване в управляващата верига на релеен контрол.

Изхождайки от всички описани технически и технологични фактори, става очевидна важността на прилагането на този тип реле не само за случаи на експлоатация на електрически двигатели, но и за генератори, трансформатори и друго електрооборудване.

Как да свържете уреда за контрол?

Конструкциите на релета, които осъществяват контрол на фазите, въпреки наличието на широк асортимент от изделия, имат унифициран корпус.

Конструктивни елементи на изделието

Клемниците за свързване на електрическите проводници, като правило, са изведени отпред на корпуса, което е удобно за извършване на монтажни работи.

Самият уред е направен за монтаж на шина тип DIN или просто на равна повърхност. Интерфейсът на клемника обикновено представлява стандартна надеждна скоба, предназначена за закрепване на медни (алуминиеви) жили с сечение до 2,5 мм².

Предният панел на уреда съдържа регулатор/регулатори за настройка, както и светлинна контролна индикация. Последната показва наличие/отсъствие на захранващо напрежение, както и състоянието на изпълнителния механизъм.

Сред елементите за настройка на потенциометъра може да има индикатор за аварии, индикатор за свързан товар, потенциометър за избор на режим, регулиране на нивото на асиметрия, регулатор за падане на напрежение, потенциометър за регулиране на закъснение по време.

Свързването на трифазно напрежение се извършва на работните клеми на устройството, обозначени със съответните технически символи (L1, L2, L3). Монтажът на нулевия проводник на такива устройства обикновено не се предвижда, но този момент конкретно се определя от изпълнението на релето — типа на модела.

За свързване с веригите за управление се използва втора интерфейсна група, състояща се обикновено от не по-малко от 6 работни клеми. С една двойка от контактната група на релето се комутира веригата на бобината на магнитния пускач, а през втората — веригата за управление на електрооборудването.

Всичко е доста просто. Въпреки това всеки отделен модел реле може да има свои особености на свързване. Затова, прилагайки устройството на практика, винаги трябва да се ръководите от придружаващата документация.

Стъпки за настройка на приспособлението

Отново, в зависимост от изпълнението, конструкцията на изделието може да бъде оборудвана с различни схемни варианти за настройка и регулиране. Има прости модели, които конструктивно предвиждат извеждане на панела за управление на един-два потенциометъра. И има устройства с разширени елементи за настройка.

Елементи за настройка с микропревключватели: 1 – блок с микропревключватели; 2, 3, 4 – варианти за настройка на работни напрежения; 5, 6, 7, 8 – варианти за настройка на функциите асиметрия/симетрия.

Сред такива разширени настроечни елементи често се срещат блокови микропревключватели, разположени директно на печатната платка под корпуса на уреда или в специална отваряема ниша. Чрез настройка на всеки от тях в едно или друго положение се създава необходимата конфигурация.

Настройката обикновено се свежда до задаване на номиналните стойности на защитата чрез въртене на потенциометри или разположение на микропревключватели. Например, за контрол на състоянието на контактите нивото на чувствителност на разликата на напреженията (ΔU) обикновено се поставя на стойност 0,5 V.

Ако е необходимо да се контролират захранващите линии на товара, регулаторът на чувствителност на разликата на напреженията (ΔU) се настройва на такова гранично положение, където се отбелязва точката на преход от работен сигнал към авариен с малък толеранс към номинала.

Като правило, всички нюанси на настройката на уредите са разбираемо описани в придружаващата документация.

Маркировка на устройството за контрол на фазите

Уредите от класическо изпълнение се маркират просто. На предния или страничния панел на корпуса се нанася символно-цифрова последователност или обозначението се отбелязва в паспорта.

Вариант на маркировка на едно от популярните устройства от местно производство. Обозначението е изнесено на предния панел, но се срещат и варианти с разположение на страничните части.

Така, устройство от руско производство за свързване без нулев проводник се маркира:

ЕЛ-13М-15 АС400В

където: ЕЛ-13М-15 – наименование на серията, АС400В – допустимо напрежение на променлив ток.

Пробите от вносна продукция имат малко по-различна маркировка.

Например, реле от серия «PAHA» е отбелязано със следната абревиатура:

PAHA B400 A A 3 C

Декодирането е приблизително такова:

1. PAHA — наименование на серията.
2. B400 – стандартно напрежение 400 V или свързано от трансформатор.
3. А – регулиране с потенциометри и микропревключватели.
4. А (Е) – тип на корпуса за монтаж на DIN шина или в специален конектор.
5. 3 – размер на корпуса от 35 mm.
6. С – край на кодовата маркировка.

При някои модели преди точка 2 може да се добавя още една стойност. Например, «400-1» или «400-2», а последователността на останалите не се променя.

Така се маркират апаратите за контрол на фази, снабдени с допълнителен интерфейс за захранване от външен източник. В първия случай захранващото напрежение е 10-100 V, във втория 100-1000 V.

С принципа на действие, конструктивните особености и предназначението на прекъсвача на товара ще ви запознае следващата статия, която силно ви препоръчваме да прочетете.

Изводи и полезно видео по темата

Видеоклипът е посветен на описанието и прегледа на отделно взето изделие от компанията EKF. Въпреки това по същия принцип работят практически всички произвеждани апарати за контрол на фази:

При цялото разнообразие от уреди на пазара е трудно да се определи някакъв стандарт за маркировка. Ако чуждестранните производители маркират по едни канони, то местните — по други. Въпреки това винаги има възможност да се обърнете към справочни данни, ако се изисква точно декодиране на характеристиките.

Желаете ли да споделите собствен опит при избора и инсталирането на реле за напрежение, предназначено за контрол на фазите? Разполагате ли с полезна информация, която ще бъде от полза за посетителите на сайта? Моля, пишете коментари в блока по-долу, публикувайте снимки по темата, задавайте въпроси.