Подключение реле выбора фаз: принцип работы, конструкция, схемы подключения

Содержание

принцип работы, конструкция, схемы подключения

Качественное выполнение тех или иных технологических процессов в современном мире обеспечивается за счет высокоточного и дорогостоящего оборудования. Работа которого напрямую зависит от качества поставляемой электроэнергии и состояния электроснабжающих линий. Увы, далеко не все отечественные сети способны обеспечить безопасный режим работы для них, из-за чего создается угроза поломки. Для предотвращения которой используются специальные защитные устройства – реле контроля фаз (РКФ).

Они позволяют отключить нагрузку в случае каких-либо неисправностей в питающей сети. Все что может нести угрозу для оборудования и влияет на результативность его работы или технологический процесс, воспринимается как сигнал к немедленному обесточиванию и реле контроля переводит коммутирующие элементы в отключенное положение.

Конструкция и принцип работы

Рис. 1. Конструктивное исполнение реле на примере устройства CKF-2BT

Конструктивно устройство включает в себя входные и выходные контакты, индикаторы нормального электроснабжения и аварийной ситуации, регуляторы, обозначенные на схеме соответствующими номерами (рисунок 1):

Индикатор аварийной ситуации;
Индикатор подключенного питания нагрузки;
Потенциометр, позволяющий выбирать нужный режим;
Регулятор уровня асимметрии;
Регулятор снижения напряжения;
Потенциометр, позволяющий регулировать временную уставку срабатывания.

Далеко не все модели предоставляют весь комплекс настроек по вышеприведенным параметрам. Они зависят от назначения конкретного реле и сферы применения.

Рис. 2. Принципиальная схема работы

В нормальном режиме к цепи питания от источника ЭДС E1 (рисунок 2) подается напряжение к потребителю, будь то двигатель, станок или другое оборудование. Реле контроля фаз R подключается в отпайку через соответствующие клеммы, обозначенные на схеме, как L1, L2, L3 и нулевым проводом N. Внутри устройства собрана логическая схема на транзисторах, которая посылает сигнал с выходных контактов на разрыв катушки пускателя P для отключения. При необходимости сигнал отключения можно настроить как для обесточивания потребителя, так и отключения внешней электрической сети.

В случае аварийной ситуации – пропадания одной из фаз, короткого замыкания, резкого увеличения токов, изменяется гармоническая составляющая электрических параметров сети. На что реагирует устройство защиты и посылает по цепям питания через клеммы 24 и 21 на катушку контактора соответствующий сигнал на отключение.

После срабатывания силовых контактов в практике электроснабжения потребителей может произойти естественное восстановление параметров питающей сети, при которой произойдет выравнивание фаз. При этом реле возвратит контакты во включенное положение, за счет чего реализуется система АПВ и на обмотки двигателя или другого потребителя возобновится подача напряжения.

За счет кнопок «Пуск» и «Стоп» можно осуществлять ручное управление питанием электрического прибора.

Назначение и функции

Данная технология применяется в сети трехфазных нагрузок. Наиболее востребована для защиты электродвигателя синхронного или асинхронного, трехфазных станков высокой точности, технологичной электроники, насосов. Заметьте, что неправильное чередование фаз приведет к низкой эффективности его работы, перегреву и снижению уровня изоляции, что может привести к пробою.

Применяется для следующих целей:

Для коммутации преобразовательного оборудования, которому важно соблюдение последовательности фаз: источников питания, выпрямителей, инверторов и генераторов;
Для систем АВР (введения в работу резервных источников питания) или подключения системы аварийного освещения;

Для специального оборудования – станков, крановых установок, мощность которых составляет не более 100 кВт;
Для электроприводов трехфазных двигателей, имеющих мощность не более 75 кВт.

Для коммутации однофазной нагрузки данное устройство не используется.

В целом реле контроля фаз применяется для различного промышленного и бытового оборудования и является обязательным предохранителем для тех схем управления, в которых требуется постоянный мониторинг величины напряжения и других параметров внешних линий.

В трехфазных сетях осуществляет контроль:

уровня напряжения, реализуемая, в преимущественном большинстве, для оборудования такого класса в случаях, когда его величина выходит за установленные пределы;
чередования фаз – выполнит коммутацию в случае аварийного слипания фаз или при их неверном расположении относительно питающих вводов оборудования;

пропадания фазы – производит отключение потребителя в случае обрыва фазы и последующего отсутствия напряжения;
перекоса фаз – производит коммутацию в случае изменения фазного или линейного напряжения по отношению к номинальному значению.

Преимущества реле контроля фаз

В сравнении с другими устройствами аварийных отключений данные электронные реле отличаются рядом весомых преимуществ:

в сравнении с реле контроля напряжения не зависит от влияния ЭДС питающей сети, так как его работа отстраивается от тока;
позволяет определять аномальные скачки не только в трехфазной сети питания, но и со стороны нагрузки, что позволяет расширить спектр защищаемых компонентов;
в отличии от реле, работающих на изменение тока в электродвигателях, данное оборудование позволяет фиксировать еще и параметр напряжения, обеспечивая контроль по нескольким параметрам;

способно определить дисбаланс уровней питающих напряжений из-за неравномерности загрузки отдельных линий, что чревато перегревом двигателя и снижением параметров изоляции;
не требует формирования дополнительной трансформации со стороны рабочего напряжения.

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

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

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

Технические характеристики

Среди технических параметров, реализуемых реле контроля фаз необходимо выделить:

питающее напряжение;
диапазон контроля перенапряжения;
диапазон снижения уровня напряжения;
границы временной задержки для включения после скачка напряжения;
границы временной задержки для включения после падения напряжения;
время, расходуемое на отключение в случае пропадания фазы;

номинальный ток на контактах электромагнитного реле;
количество контактов для совершения коммутационных опраций;
мощность устройства;
климатическое исполнение;
механическая и электрическая износоустойчивость.

Схема подключения определяет порядок чередования фаз, поэтому нормальное питание нагрузки возможно при условии их правильного соблюдения на этапе монтажа и настройки. При этом существует возможность регулировки задержки коммутации для различных режимов работы устройства. Таким образом, для двигателей, в момент пуска можно отстроить время задержки срабатывания от 1 до 3 сек, для выдержки пусковых токов.

То же относиться к возможности отстройки аварийного срабатывания в случае перегрузки фаз, где время до коммутации можно регулировать от 5 до 10 сек.

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.

Типичные схемы подключения

В большинстве случаев, на корпусе каждого устройства производителем устанавливаются все необходимые данные о способе подключения конкретного реле. Для примера заберем несколько схем известных производителей:

Схема подключения РКФ РНПП-311

На схеме показано подключение клеммного ряда к соответствующим фазам линии L1, L2, L3 и нейтрале N. На выходе возможно получить две цепи управления «Выход 1» и «Выход 2», отличающиеся по уровням напряжений.

Схема подключения реле OMRON

Питание осуществляется по вводным каналам L1, L2, L3 и через нейтраль N. На выходе получается два варианта трехфазная трехпроводная система и трехфазная четырехпроводная, для работы с соответствующим коммутатором.

Схема подключения РКФ Carlo Gavazzi

В отличии от предыдущих вариантов клеммы вводов L1, L2, L3 запитываются через предохранители. Блок регулировки параметров позволяет отстраивать соответствующий режим работы и пределы отключения по ним. Два выхода с возможностью ручной коммутации посылают управленческие сигналы на переключение тех или иных устройств.

Последние две схемы демонстрируют работу вторичных цепей отключения нагрузки с соответствующей временной задержкой по этим клеммам. Как видите, все схемы подключения имеют идентичные компоненты, предназначенные для отслеживания всех параметров сети, способных сигнализировать сбой в электроснабжении трехфазных потребителей.

Использованная литература

Фигурнов Е. П. «Релейная защита» 2004
Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. «Релейная защита электроэнергетических систем» 2002
А. С. Дорофеюка, А. П. Хечумяна, «Справочник по наладке электроустановок» 1975 г
Чернобровов Н.В. «Релейная защита», 1974 г.

Реле выбора фаз для автоматического переключения важной нагрузки

Иногда случается длительное пропадание одной из фаз.
В большинстве современных электрощитов применяются неотключаемые линии, слаботочные щиты, системы охранной сигнализации, видеонаблюдения, контроля доступа. Кнопка ОТПУСК (так называемый МАСТЕР-ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ) применяется в связке с контактором, управляя его обмоткой, которая подключается в одну из фаз.
Как в этих схемах организовать бесперебойное электроснабжение?
Одним из таких решений является применение реле выбора фаз для переключения важной нагрузки и электроприборов на лучшую из трех фаз.
Конечно, в комплексе с другими устройствами и схемами, повышающими надежность и безопасность системы электроснабжения!
Рассмотрим типовую схему подключения реле автоматического выбора фаз с использованием дополнительных контакторов. Такая схема позволяет подключать через реле нагрузку любой мощности.

Для примера рассмотрим схему с РВФ-02, оно достаточно компактно и устанавливается на DIN-рейку в электрощите.
Ко входу реле РВФ-02 подключаются три фазы и ноль (клеммы А1, А2, А3 и N). Выходные клеммы В1, В2 и В3 подключаются к обмоткам дополнительных контакторов, управляющих важной нагрузкой.
В цепи обмоток контакторов, для защиты от сверхтоков, необходимо устанавливать автоматические выключатели, либо плавкие вставки.
Контакт клеммы Y1 контролирует состояние контактов контакторов, чтобы исключить их залипание и межфазное замыкание.
Реле выбора фаз анализирует параметры внешней сети, и если они в норме — подключает лучшую или приоритетную фазу. В нашем примере — фазу А.
В настройках реле желательно установить приоритетную фазу, чтобы при возвращении параметров сети в норму, возвращать нагрузку на приоритетную фазу. Этим исключается возможный нежелательный перекос по фазам.
Если в одной из фаз происходит скачок, просадка или авария, то переключатель фаз анализирует оставшиеся две фазы и переключает нагрузку на более оптимальную из них.
Когда напряжение возвращается к норме, РВФ-02 возвращает нагрузку на приоритетную фазу.
Подробное пошаговое описание схемы с реле выбора фаз смотрите в видео:
Реле выбора фаз. Как? Зачем? Схемы.
Реле контроля фаз – назначение, принцип действия и схема подключения
Существует множество различных устройств, которые в процессе их эксплуатации часто приходится перемещать с одного места на другое, каждый раз подключая их к трехфазной сети. Нередко неопытный работник нарушает последовательность фаз при подключении оборудования, что может привести к выходу оборудования из строя. Чтобы этого не произошло, необходимо обеспечить фазовый контроль, установив специальное защитное устройство. В этом материале мы поговорим о том, что такое реле контроля фаз, какова его схема подключения и рассмотрим принцип работы этого устройства.
Назначение и принцип работы реле контроля фаз
Реле контроля фазного напряжения следует включать в цепи приборов, которые часто приходится переподключать к трехфазной питающей сети. Например, винтовой компрессор, не являющийся стационарным аппаратом, постоянно перемещают с одного места на другое, каждый раз переподключая его к магистрали. Если неправильно выполнить действия по его подключению, перепутав фазы, пяти секунд после запуска оборудования будет достаточно, чтобы произошла серьезная поломка.
Ремонт оборудования связан с немалыми затратами, поэтому в таких устройствах контроль фазного напряжения просто необходим.
Есть и другие устройства, которые не сгорают при неправильном подключении проводов, а просто не включаются. В этом случае рабочие обычно приходят к выводу, что устройство сломано, начинают его проверять – и прозвонка показывает, что все в порядке. И хорошо, если понимание того, что фазные проводники просто перепутались при подключении, приходит быстро, иначе время работы будет потрачено впустую.
Что такое реле напряжения и как оно настраивается – в следующем видео:

Теперь поговорим о том, как работает реле контроля. Основной задачей устройства является защита электроприборов от повреждения в результате воздействия некачественного напряжения. Это очень важно для дорогостоящего оборудования, поэтому импортные электроприборы устанавливаются только вместе с реле управления. Защищает оборудование при обрыве фазы, неправильном подключении, а также несимметричном напряжении.
При совпадении фаз с параметрами управляющего устройства контакты реле включаются, пропуская трехфазное напряжение через контактор в цепь. При отсутствии тока хотя бы на одном фазном проводе напряжение не будет пропускаться в линию
После восстановления питания на фазном проводе через несколько секунд автоматически включится нагрузка. Итак, как видим, реле осуществляет автоматическое управление, отключая подачу напряжения в случае возникновения аварийной ситуации и включая нагрузку после нормализации параметров электрической цепи.
Порядок подключения реле
Очень важно, чтобы устройство управления было включено в схему любой передвижной установки, в состав которой входит трехфазный электродвигатель. Если такое реле не входит в состав оборудования, неправильная последовательность фаз может привести к серьезным последствиям – от неисправности устройства до его выхода из строя.
Понятно про подключение на видео:

При обрыве хотя бы одного фазного кабеля блок питания быстро перегреется, и устройство придет в негодность за считанные секунды. Чтобы этого не произошло, на контактор часто устанавливают тепловое реле вместо реле управления. Но проблема в том, как его правильно подобрать и настроить по номинальному току. Для этого нужна специальная подставка, которая есть не у всех. Поэтому установка устройства контроля фаз – более простой способ решения проблемы.
Принцип работы РК основан на том, что прибор обнаруживает гармоники обратной последовательности, возникающие при перекосе фаз или при обрыве токонесущих проводов. Аналоговые фильтры устройства управления изолируют их и подают сигнал на плату управления, которая, получив его, включает контакты реле.
Схема подключения реле контроля фаз не сложная. Все три фазных провода и нулевой кабель необходимо подключить к соответствующим клеммам устройства, а его контакты ввести в разрыв соленоида магнитного пускателя. Если устройство работает нормально, контактор включен, контакты реле замкнуты, а оборудование находится под напряжением.
В случае неисправности контакты управляющего устройства размыкаются и питание отключается до восстановления параметров сети.
Чаще всего для защиты бытовой техники используют реле заводского изготовления, имеющиеся в продаже. Но иногда их изготавливают вручную. Вот схема простого самодельного устройства, имеющая графические обозначения входящих в схему элементов.
Заключение
В этой статье мы рассказали о том, что такое реле контроля фаз, для чего оно нужно и как оно работает. В промышленных условиях он защищает компрессоры, двигатели и другие агрегаты. В быту их чаще всего используют для защиты стиральных машин и холодильников.
Реле обрыва фазы. Charter Controls
Что такое реле обрыва фазы?
A Реле обрыва фазы — тип реле контроля и управления, предназначенный для обнаружения проблем, как правило, с трехфазным питанием, но некоторые из них могут использоваться для однофазных приложений. Отслеживаемые состояния: полная потеря фазы, пониженное напряжение, перенапряжение, чередование фаз, асимметрия фаз и потеря нейтрали. Реле.
Реле обрыва фазы можно использовать в трехфазных сетях с нейтралью или без нее.
Как они работают?
Реле обрыва фазы будет иметь один или несколько релейных выходов, которые обычно имеют отказобезопасную конфигурацию. Эти реле активируют и замыкают цепь, когда условия питания находятся в допустимых пределах. При одном из вышеупомянутых условий неисправности выходы размыкаются, что размыкает цепь и отключает систему управления или оборудование, расположенное дальше по линии, чтобы защитить их от любых повреждений, которые могут быть вызваны неподходящими условиями питания.
Обрыв фазы Условия неисправности
Потеря фазы – Это когда одна или несколько фаз больше не присутствуют. Потеря фазы может помешать пуску или остановке двигателя, если он уже работает. Если двигатель не остановится, это вызовет значительный дисбаланс в питании и может привести к увеличению тока до 600% на рабочих фазах, что может привести к повреждению двигателя из-за перегрева. Правило Монзингера гласит, что если температура двигателя на 10 % превышает его максимальную номинальную температуру, срок его службы сокращается на 50 %. Жара — ваш враг!
Пониженное напряжение – Это когда напряжение одной или нескольких фаз ниже установленного минимального предела. Пониженное напряжение заставит ваш двигатель потреблять больше тока, что со временем может привести к повреждению.
Перенапряжение – Это когда напряжение одной или нескольких фаз превышает предварительно установленный максимальный предел. Перенапряжение само по себе может привести к повреждению двигателя.
Чередование фаз – Это когда три фазы не подключены в правильной последовательности. Если двигатель запускается с неправильной последовательностью фаз, это приведет к его пуску в обратном направлении, что может привести к повреждению.
Асимметрия фаз – Это когда нагрузка на все три фазы неправильно сбалансирована. Если питание разбалансировано более чем на 5%, это может привести к повреждению двигателей переменного тока и насосов из-за теплового стресса. Только реле обрыва фазы с функцией контроля асимметрии фаз могут обнаружить это состояние неисправности.
Потеря нейтрали – Потеря нейтрали может вызвать перенапряжение до 2х на нижестоящих однофазных устройствах, подключенных между 1 фазой и нейтралью.
Как правильно выбрать реле обрыва фазы.
В первую очередь вам нужно знать, какие запасы есть у вас на месте. Это может быть 3 провода фазы 3 или 3 провода фазы 4.