Реле контроля напряжения в трехфазной сети 380В
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info!
В этой публикации мы рассмотрим, как обезопаситься от перепадов и скачков напряжения в трехфазных электрических сетях 380В.
О том, как влияют перепады напряжения на электропроводку и подключенные к ней приборы я уже подробно рассматривал. Напомню вкратце.
Повышение напряжения выше допустимого приводит к выходу из строя бытовой техники – она просто сгорает.
Снижение напряжения ниже допустимого уровня опасно для бытовой техники с электродвигателями, поскольку увеличиваются пусковые токи, что может привести к повреждению их обмоток.
Поэтому, с целью защиты электропроводки и подключаемых к ней электроприборов, применяют реле контроля напряжения, которые также еще называют реле перенапряжения, «барьерами» или реле максимального и минимального напряжения.
Эти реле осуществляют контроль действующего значения напряжения в электрической сети и, в случае выхода его за установленный диапазон, отключают внешнюю питающую электрическую сеть от внутренней сети, защищаю саму внутреннюю электропроводку и подключенные к ней электрические приборы.
В этой статье мы рассмотрим две различные схемы и два различных варианта использования реле напряжения в трехфазных электрических сетях 380В на примере реле напряжения DigiTOP.
Цель этой статьи – показать схематичное решение по защите от перепадов напряжения в трехфазных электрических сетях. Можно применять реле других производителей, принцип остается такой же.
Подробно описание принципа работы самого реле напряжения и схемы я рассматривал в статье по реле напряжения в однофазных сетях. Подробную инструкцию на само реле вы можете скачать в интернете, здесь напомню вкратце, что реле имеет две уставки:
— первая при превышении напряжением максимального значения, по умолчнию 250В;
— вторая уставка при снижении напряжения ниже 170В (по умолчнию).
Эти параметры выставляются на передней панели самого реле с помощью кнопок.
При выходе напряжения за этот диапазон, реле размыкает свой силовой контакт и отключает внешнюю электрическую сеть от внутренней.
Также можно задать время задержки на повторное подключение. После того, как реле отключилось, схематехника реле отслеживает значение напряжения, и когда оно снова возвращается в рабочий диапазон, спустя задержку времени реле снова замыкает свой силовой контакт и подключает внешнюю электрическую сеть к внутренней.
В тех квартирах и домах, где электропроводка трехфазная, все равно в основном используются однофазные потребители – обычные бытовые приборы и техника.
Потребители группируются по фазам, чтобы по возможности была равномерная нагрузка по каждой из фаз.
Давайте рассмотрим все это на конкретном примере.
Трехфазное напряжение подводится через вводной автоматический выключатель, трехфазный счетчик электрической энергии к электропроводке квартиры.
Потребители сгруппированы по каждой из трех фаз следующим образом:
— в первую фазу LA подключена электроплита;
— во вторую фазу LB подключены кондиционер, стиральная машина и розетки одной из комнат;
— в третью фазу LC подключены розетки кухни, розетки другой комнаты и освещение.
Для того, чтобы при выходе напряжения за свои допустимые значения при срабатывании реле контроля напряжения не обесточивалась сразу вся квартира, вместо одного общего устанавливают три отдельных реле напряжения в каждую фазу.
Если в одной из фаз напряжение выйдет за свой рабочий диапазон, сработает соответствующее реле и отключит внутреннюю проводку только в этой фазе. В оставшихся фазах, если величина напряжения находится в заданном диапазоне, потребители останутся подключенными и работоспособными.
Подробно пошаговую работу этой схемы смотрите в видео внизу этой статьи.
В случае подключения трехфазных потребителей применяется несколько другая схемотехника.
Для этого применяют специальное трехфазное реле напряжения, которое позволяет контролировать напряжение в каждой отдельной фазе, последовательность чередования фаз и контроль перекоса фаз.
Схема подключения в этом случае будет выглядеть следующим образом.
К реле напряжения подключаются все три фазы и ноль, чтобы контроллер реле контролировал напряжение отдельно по каждой из фаз, правильность чередования фаз и контроль перекоса фаз.
Через силовые контакты реле контроля напряжения подключен контактор К1. Один конец обмотки контактора подключен к нулевому проводу, второй через силовые контакты реле подключен к одной из фаз. На нашей схеме к фазе LA.
Силовые нормально-разомкнутые контакты К1.1, К1.2, К1.3 контактора подключают внешнюю трехфазную электрическую сеть к трехфазной нагрузке. Это могут быть электродвигатели, мощные калориферы, проточные водонагреватели и др.
Реле напряжения контролирует уровень действующих напряжений во всех трех фазах и, если они находятся в допуске, то через силовой контакт реле подается питание на контактор К1. Контакты контактора находятся в замкнутом состоянии и трехфазное напряжение внешней сети подается к нагрузке.
Если в одной из фаз напряжение выходит за установленный диапазон, реле напряжения размыкает свой силовой контакт, снимая питание с обмотки контактора К1. Контакты контактора размыкаются, отключая нагрузку от внешней трехфазной сети.
Когда напряжение вернется в свой рабочий диапазон, реле напряжения, спустя выдержку времени, вновь замкнет свой силовой контакт, подавая питание на обмотку контактора.
Контакты контактора замкнутся и нагрузка снова подключится к питающей сети.
Таким вот образом работает эта схема. В быту эта схема применяется редко, это больше промышленный вариант, чаще всего применяется первая схема.
Более подробно пошагово смотрите работу этих схем в видео:
Реле контроля напряжения. Защита от скачков напряжения в трехфазных сетях
Рекомендую материалы по теме:
Реле контроля напряжения. Защита от скачков напряжения.
Схема подключения нескольких реле напряжения.
Стабилизатор или реле напряжения — что выбрать?
Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — руководство.
Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?
УЗО — стратегия выбора.
Автоматические выключатели — стратегия выбора.
Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.
Расчет сечения кабеля.
Расчет сечения кабеля. Ошибки.
Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя?
Устройство УЗО и принцип действия.
Как выбрать УЗО.
Схема контроля за напряжением в сети • HamRadio Радио это простое и увлекательное занятие
Схема контроля за напряжением в сети предназначено для автоматического отключения потребителя если напряжение в электросети будет на 22 V отличаться от заданного. То есть, если задано 220V, то потребитель работает в диапазоне от 188 до 242V. Если напряжение выходит за эти пределы потребитель отключается.
Схема контроля за напряжением в сети построена на основе микросхемы LM3914. Это индикаторная микросхема, она обычно применяется для индикации напряжения или уровня сигнала. На её выходе шкала на 10 светодиодов, причем шкала может быть, как точечной, так и линейной. В данном случае выбран точечный вариант.
Суть работы схемы заключается в том, что используется только один, примерно средний по значению, выход микросхемы, к которому вместо индикаторного светодиода подключен светодиод оптопары ключевого устройство, подающего ток на потребитель. Датчик напряжения представляет собой выпрямитель на одном диоде и делитель напряжения. На вход микросхемы напряжение поступает с этого делителя.
Делитель настроен так, что при номинальном напряжении в сети открыт будет тот выход микросхемы, к которому подключена оптопара ключевого устройства. При этом загорается светодиод оптопары и ток на потребитель подается. Если напряжение отклоняется вверх или вниз на одну ступень или более этот выход микросхемы закрывается и открывается какой-то другой, не используемый в данной схеме. При этом гаснет светодиод оптопары и ток на потребитель отключается. Принципиальная схема устройства показана на рисунке ниже.
Микросхема LM3914 питается от отдельного источника питания, напряжением 15V, который здесь не описывается. Напряжение питания микросхемы в данной схеме можно выбрать и другим, -от 12 до 18V.
Датчик напряжения состоит из выпрямителя на диоде VD1, конденсатора С2 и делителя напряжения на резисторах R3-R5. Резистор R5 подстроечный, что позволяет напряжение регулировать.
Таким образом, уровень переменного напряжения в сети определяется по постоянному напряжению на резисторе R5. Так как R5 питается от сети через выпрямитель и резисторы R3, R4, то постоянное напряжение на нем в самой прямой зависимости от величины переменного напряжения в сети.
Резистор R5 подстроечный, это позволяет в процессе налаживания схемы, да и при эксплуатации, выбрать любое напряжение в сети, которое будет схемой считаться номинальным.
Вывод 9 микросхемы А1 соединен общим минусом источника питания, поэтому микросхема работает в режиме точечного индикатора, то есть, когда открыт только один её выход, тот который соответствует входному напряжению в данный момент.
Резистором R5 входной делитель настраивают так, чтобы при желаемом номинальном напряжении в сети был открыт 6-й выход микросхемы, то есть, вывод 14. При этом ток с вывода 14 поступает на светодиод оптопары U1, включенный вместо индикаторного. Оптопара открывается и открывает симистор VS1, через который подается питание на потребитель.
Если входное напряжение на одну или более ступеней снижается или увеличивается, то вывод 14 микросхемы закрывается, ток через светодиод оптопары U1 прекращается и потребитель выключается.
Для налаживания нужен ЛАТР или аналогичный лабораторный автотрансформатор и вольтметр переменного тока. Налаживание сводится к подстройке R5 так, чтобы схема работала, так, как это требуется. Впрочем, наладить можно и без ЛАТРа, если в момент налаживания напряжение в сети было нормальным, можно просто найти положения R5 при которых наступает выключение потребителя и повернуть R5 в среднее между ними положение.
Быстродействие схема контроля за напряжением в сети сильно зависит от емкости конденсатора С2, потому что от этого зависит быстрота изменения контрольного напряжения. Если нужно «затормозить» схему, можно его емкость увеличить, и наоборот, если нужно более быстрая реакция, его емкость нужно уменьшить. Но, сильно уменьшать емкость нельзя, потому что в таком случае конденсатор перестанет сглаживать пульсации, и контрольное напряжение станет не постоянным, а пульсирующим, что приведет к ошибкам в работе схемы.
Можно доработать схема контроля за напряжением в сети путем добавления индикаторных светодиодов на выходы, которые не используются. В таком случае, когда напряжение в норме не будет гореть ни один из этих светодиодов, а вот когда напряжение вышло за норму так, что произошло отключение потребителя, будет гореть светодиод, показывающий на сколько это отклонение от нормы существенно. Можно экспериментируя с ЛАТРом и вольтметром подписать эти светодиоды соответствующими их зажиганию значениями напряжения.
Если нужно расширить диапазон нормального напряжения, не ограничиваясь одной ступеней, можно соединить вместе соседние выходы микросхемы. Но соединять нужно через дополнительные диоды. То есть, взять диоды типа КД522 необходимое количество и катоды их соединить с соответствующими выходами микросхемы, аноды соединить вместе и с катодом светодиода оптопары. Но в таком большом расширении диапазона «нормальности» вряд ли есть смысл, хотя могут быть разные ситуации.
Диод VD1 можно заменить любым маломощным выпрямительным диодом на напряжение не ниже 400V.
Выходной каскад можно собрать и по другой схеме, используя другую оптопару и другой симистор. Можно вместо схемы на U1 и VS1 применить мощный оптосимистор или так называемое «твердотельное реле», которое по сути дела представляет собой либо мощный оптосимистор, либо схему, представляющую собой оптопару с ключом переменного тока на мощных высоковольтных полевых транзисторах.
Микросхему LM3914 можно заменить другой аналогичной, например, LM3915 или LM3916, но нужно принять во внимание, что, используя микросхему с логарифмической шкалой соответствия получаем и логарифмически неравномерные ступени. Хотя с этим можно мириться, скомпенсировав этот недостаток более тщательной регулировкой входного делителя, более тщательно наблюдая за пределами диапазона «нормальности» напряжения. И без ЛАТРа здесь уже не обойтись.
varikap.ru
устройство, особенности и принцип работы
Содержание статьи:
Существует большое количество разнообразных средств, которые позволяют контролировать скачки напряжения в сети. Для управления питанием используют реле напряжения трехфазное. Если правильно подобрать и подключить прибор, жильцы будут в безопасности, а имущество – в сохранности.
Применение приборов
Трехфазное реле напряжения ZUBR 3F
Трехфазные реле контроля применяются для защиты электродвигателя от нагрузки в бытовой жизни и производственных сферах. Они помогают правильно работать:
- системам кондиционирования;
- холодильному оборудованию;
- компрессорным установкам.
Прибор незаменим для любого оборудования со схемой АВР и других устройств, работающих на электродвигательной нагрузке. Помогает избежать аварийных ситуаций.
Особенности устройства
Существуют разные виды реле. Их производят с учетом потребностей проблемных сетей, в которых возможны перебои напряжения и помехи. Приборы способны осуществлять задержку, если возникает просадка напряжения.
Реле напряжения трехфазное устанавливается в щитке на специальную din-рейку. Оно совсем немного весит и имеет простые настройки.
Монтаж осуществляют параллельно нагрузке, но работа не зависит от мощности. На выходах реле оснащено замкнутой и разомкнутой группами контактов, которые не зависят друг от друга и коммутируют нагрузки до 5А.
Принцип работы
Принцип распределения нагрузки между потребителями
Работа прибора основана на принципе самовозврата. Если возникает аварийная ситуация, оборудование отключается. Когда на реле поступает трехфазное напряжение, оно проверяет все параметры. Если все в норме, включается встроенное электромагнитное приспособление.
При наличии неисправностей реле выключается, а после возвращения параметров в норму включается без задержек.
В течение всего срока эксплуатации прибор ведет контроль уровня напряжения и выключает нагрузку в случае:
- пропадания любой фазы;
- перекоса фазы;
- нарушения чередования фаз.
Устройство предназначено для контроля качества электрической энергии. Оно обеспечивает надежную защиту техники от резких перепадов напряжения в сети.
Схема подключения и установка реле напряжения
Элементы реле
Прибор будет выполнять свои функции независимо от положения. Но каждая модель обладает своей схемой подключения. Ее можно посмотреть на корпусе.
Для всех устройств существуют одинаковые правила, которые предназначены для контроля процесса соединения реле с электрической цепью.
Вводные контакты к сети присоединяют через контактор или пускатель. Проводники всех фаз совмещают с клеммами, которые находятся с верхней части прибора. Элементы помечают так:
- Фазы буквами А, В и С.
- N – клемма нулевого провода.
- 1,2,3 – нижние клеммы.
Сначала из клеммы 1 проводник подсоединяют к выходу катушки, которая находится в контакторе. Клемму 3 подключают к любой фазе. Второй выход присоединяют к нулевому проводнику трехфазной сети.
Силовые элементы соединяют так:
- Каждую фазу, которая подает ток, подключают к входной клемме контактора.
- Проводники соединяют с выходными клеммами.
- Чтобы подключить нулевые проводники, в распределительном щитке устанавливают общую нулевую шину.
Для обеспечения надежного контакта используют специальные наконечники.
УЗО схема подключения
В квартирах подключение трехфазной сети встречается редко. Этот вариант популярен для частных домов. Аппарат защиты в них подключается несколькими способами:
- Реле напряжения 380 В 2-полюсное для дома не подходит. Используют 4-полюсные аналоги. К ним подключают 1 нулевую жилу и 3 фазных. Схема усложнена тем, что каждая линия оснащена своим прибором УЗО. Важно правильно подобрать провода. Для однофазной сети подойдет стандартный вариант ВВГ, но для 3-фазной нужен устойчивый к возгоранию ВВГнг.
- Общее УЗО для 3-фазной сети + счетчик. В схеме присутствует счетчик электроэнергии. Групповые УЗО находятся в системе обслуживания отдельных линий. Эта схема требует установки большого электрощита с множеством проводов и электроприборов.
Если в квартире или доме большое количество осветительных и розеточных контуров, а также разнообразных бытовых приборов, желательно установить двойную защиту с общим УЗО.
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.
Особенности распространенных видов реле напряжения
Виды реле напряжения
Благодаря реле напряжения во время перепадов энергии прибор не сгорит, не расплавится плата, не выйдет из строя электродвигатель. Стоимость приборов немалая, но они окупаются. Лучше предотвратить аварийные ситуации, чем покупать новую технику.
На рынке существует несколько видов несколько реле контроля разных производителей. Они обладают одинаковым принципом работы, хотя конструкция и набор дополнительных функций могут отличаться.
В современных устройствах установлена цифровая индикация. Она позволяет следить за уровнем напряжения в трех фазах. Также присутствуют дополнительные настройки. С их помощью регулируют работу прибора и обеспечивают простоту и удобство использования.
Реле контроля трехфазного напряжения – это незаменимая в хозяйстве вещь. Подключить и настроить его не трудно. Это займет не более получаса, после чего все электрические приборы будут защищены от перепадов напряжения.
strojdvor.ru
Реле контроля напряжения. Защита от скачков напряжения
Здравствуйте, уважаемые подписчики и гости сайта http://elektrik-sam.info!
В этой статье мы подробно разберем, как защититься от скачков и перепадов напряжения в бытовой электрической сети.
Скачки напряжения особенно актуальны для старого жилого фонда, где электропроводка уже старая, местами совсем ветхая, соединения ослаблены, часто происходит отгорание нулевого провода. А это в свою очередь приводит к тому, что в одних квартирах напряжение снижается ниже допустимого уровня, а в других наоборот скачкообразно повышается и может достигать почти 380В.
Резкое повышение напряжение приводит к тому, что бытовая техника просто сгорает и выходит из строя. А снижение напряжения ниже допустимого уровня особенно опасно для бытовой техники, в состав которой входят электродвигатели: холодильники, кондиционеры, стиральные машины и др. Пониженное напряжение приводит к увеличению пусковых токов в электродвигателях, что в итоге может привести к повреждению и выходу из строя их обмоток.
Для того, чтобы защитить электропроводку и подключаемые к ней приборы применяются специальные устройства — реле контроля напряжения. Их еще называют реле перенапряжения, а также реле максимального и минимального напряжения либо просто «барьерами».
Давайте подробно рассмотрим принцип работы и схемы подключения этих устройств на примере реле напряжения DigiTOP.
Подробно останавливаться на технических характеристиках я не буду, при необходимости вы сможете найти ее в интернете. Отмечу вкратце самое главное.
Схемотехника реле измеряет действующее значение напряжения и при превышении верхней уставки, либо когда напряжение становится меньше нижней уставки, реле размыкает свой силовой контакт, отключая фазу, тем самым размыкая внешнюю питающую сеть от внутренней электропроводки.
Левая кнопка со стрелкой вниз регулирует нижний порог напряжения (по умолчанию 170В). Правая кнопка со стрелкой вверх регулирует верхний порог напряжения (по умолчанию 250В).
При нажатии на обе кнопки одновременно можно регулировать время задержки при повторном включении реле, когда напряжение возвращается в рабочий диапазон.
В однофазных сетях 220В применяются две основных схемы подключения реле напряжения:
— в первой схеме контакты реле непосредственно управляют нагрузкой, т.е. через них протекает весь ток, потребляемый подключенными в домашней сети электроприборами;
— во второй схеме контакты реле управляют обмоткой контактора, а нагрузка уже подключается к сети через силовые контакты, тем самым разгружая контакты и повышая надежность его работы.
Схема с контактором подробно рассмотрена в видео внизу этой статьи!!!
Мы же рассмотрим первую схему.
Реле напряжения устанавливается после прибора учета, обычно в квартирном электрическом щите. Фазный провод от внешней электросети (после счетчика) подключается к клемме 2 силового контакта реле напряжения. Далее через силовой контакт от клеммы 3 фаза подается в сеть домашней электропроводки. Ноль подается к клемме 1 для того, чтобы запитать схемотехнику самого реле. Т.е. ноль не разрывается, контакты реле управляют только фазным проводом.
При включении вводного автомата, питание подается на реле напряжения. Если величина напряжения находится в рабочем диапазоне, то спустя время задержки (устанавливается с помощью кнопок на передней панели), контакты реле замыкаются и фаза подается во внутреннюю электрическую сеть и она готова к работе и подключению потребителей.
Предположим, что произошел скачок напряжения и его величина превысила верхний порог 250В. Реле отслеживает это изменение и при превышении верхней границы размыкает свой силовой контакт, разрывая тем самым фазный провод, и прекращая подачу питания от внешней электрической сети во внутреннюю сеть квартиры или дома.
Это позволяет защитить подключенную бытовую технику и другие электроприборы от выхода из строя.
Когда питающее напряжение снова вернется в рабочий диапазон, т.е. станет меньше 250В, реле контроля напряжения, выдержав установленную задержку времени, опять замкнет свой силовой контакт и схема вернется в рабочее состояние.
Аналогичным образом происходит защита от недопустимого понижения напряжения.
Поскольку в этой схеме подключения реле напряжения нагрузка подключается непосредственно через его силовой контакт, при выборе реле необходимо выбирать модель, рассчитанную на ток, больший чем ток вводного автомата. Это даст необходимый запас и защитит схемотехнику реле в случае коммутации максимальной нагрузки. Аналогично мы поступаем при выборе номинала УЗО.
Этими рекомендациями можно пренебречь, если для коммутации нагрузки совместно с реле контроля напряжения применять контактор. Как это сделать смотрите подробное видео:
Схемы подключения и принцип работы реле контроля напряжения.
Рекомендую материалы по теме:
Реле контроля напряжения в трехфазной сети 380В.
Схема подключения нескольких реле напряжения.
Стабилизатор или реле напряжения — что выбрать?
Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — руководство.
Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?
УЗО — стратегия выбора.
Автоматические выключатели — стратегия выбора.
Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.
Расчет сечения кабеля.
Расчет сечения кабеля. Ошибки.
Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя?
Устройство УЗО и принцип действия.
elektrik-sam.info
Приборы контроля напряжения сети и их виды – Телеметрика
Используя различные системы дистанционного управления, очень важно быть уверенным, что в сети есть напряжение, и оно соответствует номинальным показателям. А то, могут быть использованы различные дорогостоящие компоненты, собирающие несколько десятков показателей, а отсутствие обычного напряжения сделает такую систему недееспособной. Используя различные приборы контроля напряжения в сети, такую ситуацию можно предупредить заранее.
Устройства контроля напряжения в сети
Существует несколько возможностей осуществления контроля, и они могут значительно различаться в стоимости и доступном количестве функций:
- реле или контроллер напряжения;
- датчики контроля с дополнительной функцией.
Обычное реле, выполняющее контроль напряжения в сети и установленное на вводе, обезопасит все бытовые приборы и системы от перепада напряжения как в сторону его повышения, что сразу ведет к поломке, так и в сторону понижения, приводящее к повреждению обмоток электродвигателей бытовых устройств.
Использование датчиков контроля, таких как GSM-термометр, выполняющих свою прямую функцию – сбора информации о температуре в помещении, а также дополнительную, но совсем нелишнюю – контроль напряжения +в сети 220в. Такой подход к решению проблемы решает ее в комплексе, что оказывается вполне оправдано и с экономической точки зрения.
Большинство производителей сегодня используют функцию – контроль наличия напряжения в сети в каждом новом выпускаемом датчике, работающем от электрической сети. Это правило – «все включено», значительно снизило количество поломок бытовых приборов, поскольку датчики издают звуковой сигнал, или посылают SMS сообщения владельцам, а те имеют возможность быстрого реагирования на возникающие проблемы.
Подобрать вариант подходящий по количеству предлагаемых функций и стоимости сегодня не доставляет труда.
Все товары
telemetrica.ru
Контроль трехфазных электрических сетей – Control Engineering Russia
Одно- и многофункциональные устройства для контроля параметров электрических сетей.
Работоспособность электрических установок стала одним из ключевых факторов промышленного производства. Сбои в подаче электроэнергии часто являются причиной срыва производства, влияют на последующие стадии производственного процесса и приводят к дополнительным затратам на дорогостоящий ремонт. Поэтому очень важно контролировать параметры электрических сетей.
Контроль параметров трехфазных электрических сетей может быть реализован с минимальными усилиями и затратами при помощи электронных реле контроля. Эти приборы заблаговременно обнаруживают ошибки и позволяют отключать неисправные компоненты, прежде чем произойдет дальнейшая поломка оборудования.
Трехфазные реле контроля АББ
Параметры трехфазной сети
Трехфазные реле контроля позволяют контролировать следующие параметры:
Последовательность фаз
Нарушение последовательности фаз при работе двигателя или неправильное подключение фаз до пуска приводит к изменению направления вращения подключенного оборудования. Генераторы, насосы или вентиляторы вращаются в неверном направлении, что приводит к неправильной работе оборудования. Своевременное обнаружение ошибок в чередовании фаз имеет большое значение, особенно для машин с вращающимися и движущимися частями.
Обрыв фазы
Обрыв фазы может привести к тому, что двигатели перестанут запускаться или будут забирать необходимый ток из других фаз. Такая ситуация приводит к неравномерным нагрузкам на обмотку двигателя и может вызвать его поломку.
Повышенное и пониженное напряжение
Повышенное напряжение приводит к нагреву подключенного оборудования. Если своевременно не обнаружить перенапряжение, оно может привести к разрушению оборудования.
Пониженное напряжение приводит к возникновению неопределенного состояния в работе оборудования. Если на катушку контактора подается пониженное напряжение, контакты могут неправильно работать при переключении.
Асимметрия
При несимметричном напряжении питания двигателя часть энергии двигателя превращается в реактивную мощность. Производительность падает; кроме того, двигатель подвергается повышенной тепловой нагрузке и может выйти из строя.
Обрыв нейтрального провода
В случае симметричной нагрузки в сети обрыв нейтрального провода не оказывает никакого влияния на сеть. При обрыве нейтрального провода в сети с ассиметричной нагрузкой в отдельных фазах возникают колебания напряжения, способные нанести значительный ущерб подключенному оборудованию.
Примеры использования
Двигатель с рекуперацией энергии (двигатель, способный генерировать энергию в сеть).
Обрыв фазы работающего трехфазного двигателя может быть четко зафиксирован при помощи реле контроля асимметрии фаз.
В номинальном режиме, сразу после подачи напряжения питания, реле контроля фиксирует правильность чередования фаз L1-L2-L3 и соответствие всех напряжений диапазону Uмин./Uмакс. Тем самым гарантируется отсутствие перенапряжений, пониженного напряжения и обрыва фазы. Только после этого двигатель запускается.
При обрыве фазы (в примере, фаза L2, рис. 1.), фазный ток IL2 становится равным 0, а фазное напряжение UL2 уменьшается на величину Д1Т. Величина остаточного напряжения Ul2 может составлять до 95% от номинального, в зависимости от типа используемого двигателя. Приборы контроля фаз и пониженного напряжения контролируют пропадание фаз только до 60 % от номинального напряжения. Таким образом, обрыв фазы работающего двигателя нельзя с достаточной уверенностью определить при помощи реле контроля фазы. Надежное определение данной неисправности может гарантировать только контроль асимметрии фаз. При обнаружении асимметрии фаз, реле контроля асимметрии отключает двигатель, чтобы предотвратить его повреждение (рис. 2).
Рис. 1. Трехфазный двигатель с рекуперацией и реле контроля перед отключением из-за обрыва фазы: электрическая схема, эквивалентная схема двигателя, кривые тока и напряжения
Рис. 2. Трехфазный двигатель с обрывом фазы в L2 после срабатывания реле контроля: электрическая схема, эквивалентная схема двигателя, кривые тока и напряжения
Обнаружение обрыва нулевого провода
При симметричной нагрузке обрыв нулевого провода не влияет на работу оборудования, так как фазные токи IL1, IL2 и IL3 равны по величине и сдвинуты относительно друг друга на 120°.
Ток, протекающий через нулевой провод In согласно закону Кирхгофа, определяется как сумма всех фазных токов и в любой момент времени равен нулю и контроля обрыва нулевого провода не требуется.
В сетях с несимметричной нагрузкой — фазные токи IL1 IL2 и IL3 имеют разные значения и разную величину фазного угла, а фазные напряжения UL1, UL2 и UL3 относительно Un -одинаковые. Вследствие разницы фазных токов, через нулевой провод протекает компенсирующий ток In. При обрыве нулевого провода ток In становится равным 0, при этом сдвигается нейтральная точка звезды, и, следовательно, происходит перераспределение фазных напряжений по отдельным фазам (рис. 3). Это означает, что фазное напряжение в цепи с пониженной нагрузкой снижается, а в цепи с повышенной нагрузкой — повышается. Таким образом, в одной из цепей появляется перенапряжение, которое может привести к выходу из строя подключенного оборудования. В другой цепи, наоборот, происходит падение напряжения, которое может привести к различным последствиям в зависимости от нагрузки. Если нагрузка — например, работающий двигатель — продолжает потреблять из сети такую же мощность, которую он потреблял до обрыва нулевого провода, ток в данной цепи повышается и вызывает нагрев нагрузки и может привести к ее разрушению. В контакторах из-за падения напряжения могут возникнуть «нестабильные» состояния в работе (произвольное включение — выключение). Это приводит к непредсказуемым переключениям подключенной нагрузки и возникновению опасных ситуаций для оборудования.
Рис. 3. Обрыв нейтрального провода в трехфазной сети
Реле контроля трехфазного тока с функцией контроля нулевого провода обеспечивают безопасную и надежную защиту от обрыва нулевого провода. Эти реле подключаются к трем фазам сети электропитания и нулевому проводу, как показано на рисунке 4. Внутри реле моделируется соединение «звездой», а нагрузка подключается к нулевому проводу.
Рис. 4. Подключение трехфазного реле контроля нейтрального провода
При подключении нулевого провода возникает компенсирующий ток In, который вызывает падение напряжения Urn. При обрыве нулевого провода ток In равен нулю. Напряжение Urn при этом также равно нулю и выходное реле сообщает об обрыве нулевого провода.
Заключение
Примеры, рассмотренные выше, показывают целесообразность и важность контроля параметров в трехфазных сетях. При минимальных затратах обеспечивается безопасная работа оборудования, сохраняется процесс производства и предотвращаются поломки.
Ключевые характеристики, которые компания АББ стремится придать всем реле контроля, — это простота в эксплуатации и универсальность. При своих небольших размерах многофункциональные реле имеют полный набор функций и при изменении параметров процесса реле можно с легкостью перенастроить, выбрав необходимую функцию.
Одним из таких устройств является многофункциональное реле CM-MPS. Это реле обеспечивает контроль всех параметров фаз: последовательности фаз, обрыва фаз, перепадов напряжения и асимметрии. Для питания этого реле не требуется дополнительных цепей, т.к. оно может осуществляться от контролируемой сети.
Также в номенклатуре реле компании АББ есть и более простые устройства, контролирующие только определенный параметр, что позволяет осуществлять экономичный контроль трехфазных сетей.
Трехфазные реле контроля компании АББ
Трехфазные реле контроля компании АББ обеспечивают контроль всех важных параметров трехфазных цепей. Они распознают ошибки на ранней стадии, помогая избежать отключения всей установки. В случае серьезных ошибок реле производят безопасное отключение подключенных устройств и двигателей, предохраняя установку от поломок.
Благодаря этому, трехфазные реле контроля сохраняют безопасную работу оборудования с максимальной эксплуатационной готовностью и являются важным вкладом в экономику.
Вконтакте
Google+
controlengrussia.com
Контроль за качеством напряжения в распределительных сетях
Страница 18 из 33
Задача контроля.
С течением времени в условиях эксплуатации электрических сетей изменяются их параметры и нагрузки. В связи с этим требуется систематическая· проверка соответствия всех условий работы сети предъявляемым требованиям. В частности, должен осуществляться систематический контроль за одним из основных показателей качества электроэнергии — за качеством напряжения. Под контролем за качеством напряжения обычно понимается контроль за отклонениями напряжения в нормальных, установившихся длительных эксплуатационных режимах. Эпизодические, кратковременные, даже сравнительно большие значения отклонений напряжения (но без нарушения работы ЭП) представляют значительно, меньший интерес, так как обычно они не имеют практического значения. В то же время мероприятия по устранению кратковременных отклонений напряжения могут быть весьма дорогими и не оправдываться с экономической точки зрения.
В современных электрических системах обеспечение требуемого качества напряжения в электрических сетях и у потребителей практически не может быть осуществлено без применения устройств для регулирования напряжения. В то же время задача регулирования напряжения в распределительных сетях может быть выполнена достаточно успешно только тогда, когда все параметры, от которых зависит режим напряжений, находятся в определенных пределах. Так, технически допустимый режим напряжений может быть только тогда, когда рационально спроектирована электрическая сеть, правильно размещены компенсирующие и регулирующие устройства и правильно выбраны уставки их автоматических регуляторов, если верно установлены регулировочные ответвления у трансформаторов с ПБВ, а потери напряжения в распределительных сетях находятся в допустимых пределах и т. д. Вопросы организации контроля за всеми этими показателями еще недостаточно разработаны, что в известной мере объясняется сложностью их реализации.
Распределительные сети являются весьма разветвленными. К ним присоединяется значительное количество ЭП, от сетей 6—20 кВ питаются многочисленные РТ. Поэтому исследование качества напряжения на зажимах всех ЭП или даже всех РТ практически невыполнимо. В связи с этим контроль за качеством напряжения должен проводиться в ряде характерных контрольных точек сети. Число их должно быть достаточным для оценки качества напряжения в распределительной сети в целом. В качестве таких контрольных точек должны выбираться пункты сети, являющиеся достаточно показательными и до которых просто могут быть определены потери напряжения. Например, при известных нагрузках и параметрах сети легко могут быть подсчитаны потери напряжения в пределах той или иной сети, в ряде случаев может быть заведомо известным, что потери в рассматриваемой сети или на ее участке весьма малы и т. п.
Контроль за режимом напряжений должен производиться для характеристики длительных нормальных эксплуатационных режимов. Этот контроль должен быть систематическим, длительным, с фиксацией существующего положения и желательно со статистической обработкой результатов. Таким образом, контроль за режимом напряжений должен производиться обобщенно за определенный промежуток времени и для определенной части сети. При анализе результатов контроля надо знать, например, за счет чего получилось значительное отклонение полученного обобщенного показателя от желаемого: а) за счет большого отклонения напряжения, но очень кратковременного, или за счет большой длительности действия сравнительно небольшого отклонения напряжения; б) имелись ли отклонения напряжения, выходящие за технически допустимые пределы; в) в течение каких периодов времени имели место те или иные большие отклонения напряжения — в период большой нагрузки, когда это могло причинить неприятности или экономический ущерб потребителям, или в период малой нагрузки, когда это могло остаться почти незамеченным.
В распределительных сетях процесс изменения параметров рабочего режима является, как правило, случайным. Это связано прежде всего со случайным характером изменения нагрузок. В питающих сетях случайный характер изменения в большей степени справедлив лишь для отдельных типов нагрузок (тяговых, некоторых промышленных). Случайный характер изменения нагрузок приводит к случайному характеру изменения показателей качества напряжения. В этих условиях весьма эффективным является применение вероятностно-статистических (сокращенно вероятностных) методов контроля за качеством напряжения.
Применение вероятностных методов контроля.
Наиболее действенным является непосредственный контроль за качеством напряжения в контрольных точках сети по так называемым гистограммам отклонений напряжения (см. [Л. 25, 36]. Как известно, гистограммой называется графическое представление статистического ряда исследуемого параметра режима, изменение которого носит случайный характер (рис. 4-12). При этом весь диапазон изменения данного параметра режима разделен на интервалы. Для каждого интервала i определяется частота (вероятность)
значений данной случайной величины, измеренных в пределах этого интервала (п — общее число проведенных измерений). В рассматриваемом случае исследуемым параметром режима является отклонение V от номинального напряжения в некоторой контрольной точке сети, на зажимах характерного ЭП и т. п. По гистограмме можно судить о допустимости процесса изменения контролируемой величины.
Рис. 4-12. Гистограмма случайной величины.
Гистограмму изменений отклонений напряжения можно выровнять (рис. 4-13), иначе говоря, представить в виде некоторой плавной кривой — дифференциальной функции или плотности распределения f(V) величины V.
Рис. 4-13. Плавная кривая распределения случайной величины.
Ординаты этой кривой определяют вероятность Р, появления значений V в некотором узком интервале около значения V
В настоящее время имеются специальные приборы, так называемые статистические анализаторы качества напряжения САКН.
Они дают возможность путем измерений получить гистограмму отклонений напряжения непосредственно в месте присоединения их к сети. Для ориентировочной оценки качества напряжения САКН может включаться непрерывно в течение длительного периода времени, например недели. В целях более точного контроля следует включать САКН только в характерные часы суток, например, в периоды наибольших или наименьших нагрузок. Общий период измерений при этом также должен быть не менее недели. В результате получается гистограмма отклонений напряжений для исследуемого периода времени суток.
На кривой распределения, изображенной на рис. 4-14, видно, что наиболее вероятным значением рассматриваемой случайной величины отклонения напряжения V, является ее некоторое среднее значение, которому соответствует наибольшее значение плотности распределения f (V)нв. Среднее ожидаемое значение случайной величины, называемое, как известно, математическим ожиданием, при статистическом ее определении равно среднему арифметическому из наблюденных значений V (для указания
среднего значения над буквой, характеризующей рассматриваемую случайную величину, ставится черта). Для дискретно изменяющейся случайной величины V среднее арифметическое значение ее равно:
(4-9)
и для непрерывно изменяющейся величины
(4-9а)
Рис. 4-14. Кривая нормального закона распределения.
где п — число значений отклонений напряжения, полученных при .наблюдении рассматриваемого процесса.
В качестве обобщенного показателя рассеяния значений отклонений напряжения от математического ожидания (или от среднего арифметического) принимают дисперсию случайной величины. Она равна, как известно, математическому ожиданию отклонения квадрата случайной величины от ее математического ожидания. При статистическом определении вероятности дисперсия приближенно равна:
а) для дискретно изменяющейся величины
(4-10)
(4-10а)
б) для непрерывно изменяющейся величины
где σ— так называемое стандартное отклонение, равное среднему квадратичному отклонению от среднего.
Существуют различные теоретические законы распределения случайных величин, которые используются для выравнивания получаемых гистограмм и которые описываются определенными аналитическими выражениями. Это упрощает исследование.
Достаточно широкое распространение при этом имеет так называемый нормальный закон распределения (закон Гаусса). Он дает хорошее приближение для ряда практических случаев. Аналитическое описание нормального закона—наиболее простое, оно зависит от двух параметров: математического ожидания случайной величины (или среднего арифметического из наблюденных величин) V и стандартного отклонения σ от среднего.
На рис. 4-14 изображена кривая распределения отклонений от номинального напряжения, соответствующая нормальному закону.
Уравнение этой кривой имеет вид:
(4-11)
Для кривой распределения, подчиненной нормальному закону, может быть достаточно просто определена вероятность нахождения случайной величины V в любом интервале (Vъ V2) (см. рис. 4-14). При этом используются табулированные значения так называемого интеграла вероятностей.
Кривые распределения нормального закона или измеренные гистограммы отклонений напряжения могут быть использованы для приближенной оценки вероятной доли электроэнергии, полученной при заданном качестве напряжения. В соответствии с ГОСТ 13109-67 не менее 95% общего количества электроэнергии, получаемой потребителями, должно быть обеспечено качеством напряжения в допустимых по ГОСТ пределах.
На основании анализа гистограмм отклонений напряжения, измеренных в электрических сетях, обслуживающий персонал может в случае необходимости воздействовать на изменение параметров сети, параметров регулирующих устройств и т. п. с целью улучшения режима напряжения. Более подробно этн вопросы рассматриваются в [Л. 4].
leg.co.ua
