Реле выбора нагрузки: Реле приоретета нагрузки РПН-1 на Дин рейку, Россия

Для чего нужно реле приоритета нагрузок?

Реле приоритета нагрузок (РПН) — устройство, предназначенное для отключения и включения нагрузок в электрической сети в зависимости от их важности. Данный аппарат часто применяется как в бытовых условиях, так и на предприятиях. Рассмотрим вкратце, что собой представляет данное устройство, какой у него принцип действия и назначение.

• Назначение
• Устройство
• Принцип действия
• Область применения

Назначение

Реле приоритета служит для управления группами потребителей в электрических сетях, в которых максимальная потребляемая мощность ограничена и не позволяет включать одновременно в сеть всех необходимых потребителей электрической энергии.

Также данное устройство может выступать в роли реле ограничения мощности в тех случаях, когда необходимо ограничить ток, протекаемый по тому или иному участку цепи, например, при добавлении новых электропротребителей в сеть, которая имеет недостаточную нагрузочную способность.

В обоих случаях применение реле приоритета нагрузок позволяет избежать отключения автоматического выключателя от перегрузки, оставив в работе наиболее важных потребителей.

Устройство

РПН имеет встроенный измеритель тока и исполнительный элемент, который осуществляет коммутацию контактов при достижении порогового значения тока и с заданной выдержкой времени. Встроенный измерительный элемент может контролировать ток в определенном диапазоне, в зависимости от конкретного типа устройства.

Что касается максимального тока, коммутируемого встроенными контактами, то он обычно имеет стандартное значение 16 А. При необходимости коммутации больших токов применяют контакторы (магнитные пускатели) — в данном случае реле приоритета будет подавать только управляющий импульс на контактор.

Для необходимости контроля больших токов есть отдельные типы аппаратов, позволяющие подключить внешние трансформаторы тока. РПН могут быть как однофазными, так и трехфазными, а в зависимости от количества управляемых нагрузок они разделяются на одноканальные и многоканальные.

Трехфазные устройства могут работать в качестве реле приоритета фаз, осуществляя переключение однофазных нагрузок между фазами для предотвращения большой не симметрии по фазам или для предотвращения обесточения линии при обрыве одной из фаз в электрической сети.

Принцип действия

Рассмотрим вкратце принцип работы реле приоритета нагрузки по нижеприведенной схеме.

На вводе установлен автоматический выключатель на номинальный ток 25 А, фактическая нагрузка электроприборов значительно выше. Для того чтобы избежать перегрузки установлено двухканальное устройство, которое позволяет включать и отключать две нагрузки. В данном случае первая группа потребителей является приоритетной и постоянно находится в работе. Вторая и третья группа являются неприоритетными и отключаются при превышении установленного порогового значения силы тока – в данном случае 25 А. При этом третья группа по приоритету ниже второй и во время перегрузки она отключается первой. Если потребляемая мощность не снизилась, то отключается и вторая группа потребителей и остается в работе только приоритетная первая группа. По мере снижения нагрузки реле приоритета автоматически включит в работу вторую и третью группу потребителей.

Область применения

Данное устройство используется в тех случаях, когда лимит потребляемой мощности, определенный на квартиру или частный дом, не позволяет использовать одновременно все необходимые электроприборы.

Реле выбора приоритета нагрузки позволяет комфортно эксплуатировать все необходимые электроприборы, не ощущая при этом каких-либо неудобств. Без использования данного устройства возникла бы необходимость вручную отключать не приоритетные в данный момент электроприборы либо, в случае не ограничения потребляемой мощности, электропроводка была бы полностью обесточена при превышении допустимого лимита. Обычно лимит мощности ограничивается автоматическим выключателем либо ограничителем мощности.

Удобство использования данного аппарата особенно ощутимо, если до его установки была актуальна проблема частого отключения вводного автоматического выключателя. Внезапное обесточивание электропроводки приносит ряд неудобств, сбивается работа электроприборов, а отключившийся из-за перегрузки автоматический выключатель можно включить только после охлаждения сработавшего теплового расцепителя.

РПН используются также и на предприятиях. Они позволяют эксплуатировать оборудование и различные электроприборы в условиях ограниченного лимита мощности, что освобождает от необходимости его увеличения. Также на предприятиях данное реле применяют в случае необходимости реализации мер по энергосбережению. Например, если на определенные нужды определяется лимит потребляемой электрической энергии, то во избежание его превышения аппарат будет отключать определенную часть потребителей.

Также мы рекомендуем просмотреть видео, на котором подробно рассматривается принцип действия аппарата:

Вот мы и рассмотрели назначение, устройство и принцип работы реле приоритета нагрузок. Надеемся, теперь вам стало понятно, как работает аппарат и где применяется!

Будет полезно прочитать:

• Что такое реле контроля фаз
• Чем опасен перекос фаз в сети
• Разделение электропроводки на группы

Реле приоритета нагрузки РПН-1М

Устройство применяется  для перераспределения потребления электроэнергии в электрических системах с ограниченной максимальной мощностью , когда совместная работа всех потребителей приводит к перегрузке. В случае, когда происходит увеличение потребляемого тока – реле выключает неприоритетную нагрузку. В некоторых случаях нужно ограничить максимальный ток ( разрешенный потреблять отдельной электрической системой из общей электрической сети / из за экономии / из-за небольшого сечения подводящих проводов / из-за ограничения по мощности поставщиком электроэнергии ) . Прибор применяется для предотвращения выключения главного вводного автоматического выключателя. Похожая ситуация образуется при добавлении новых нагрузок без корректировки электрической схемы ( например, сечение проводов, автоматических выключателей и т.

п.) – реле приоритета устанавливается в цепь питания неприоритетной нагрузки, которая будет выключаться при увеличении допустимой максимальной мощности ( прибор вычислит момент, когда суммарный ток электрической системы вернётся в установленный интервал и вновь включит неприоритетные нагрузки ).    Реле дает возможность увеличения числа нагрузок без корректировки установленной мощности, снизить потребляемую мощность и предотвратить проблемы , связанные с выключением вводного автоматического выключателя.    Кроме этого , можно использовать в схемах релейной защиты и противоаварийной автоматики как реле максимального тока , защищающего электрические машины, трансформаторы и др. электрооборудование при коротких замыканиях и перегрузках.
 

• Перераспределение электроэнергии в электрических системах с ограниченной максимальной мощностью
• Применение в качестве реле максимального тока
• Определение тока ( при помощи встроенного трансформатора тока )
• Питание от контролируемого тока ( нет необходимости в оперативном питании )
• Настройка срабатывания по току от 10 до 100 % максимального тока
• Изменяемая задержка срабатывания от 0,2 до 20 с

 

Характеристика	РПН-1М-25	РПН-1М-40	РПН-1М-100
Питание	от контролируемого тока
Частота I контролир, Гц	50
Интервал I контролир (по исполнениям) , А	2,5 – 25	4 – 40	10 – 100
Граница срабатывания от max величины тока, %	10 – 100
Погрешность измерения I (при 25 0С), %	10
Погрешность при изменении температуры, %	-0,1. ..0,3
Погрешность установки срабатывания, %	15
Гистерезис, %	10
Задержка срабатывания реле,  t, с	0,2 – 20
Мах длительный I входной , А	250
Номинальное / max U коммутируемое, В	250 / 400
Мах I коммутируемый : АС250В 50Гц (АС1) DC30B (DC1), А	16
Мах I коммутируемый (<4c при скважности 10), А	30
Мах P коммутируемая : АС250В 50Гц (АС1)/DC30В (DC1), ВА/Вт	4000 / 480
Электрическая прочность (питание – контакты), В	АС 2000 (50 Гц – 1 мин)
Механическая износостойкость, не меньше, циклов	10х106
Электрическая износостойкость, не меньше, циклов	100000
Число и вид контактов	1 переключающий
Степень защиты реле по корпусу/по клеммам  ( ГОСТ 14254-96 )	IP40 / IP20
Интервал t рабочих , 0С	-25. …+55
t хранения, 0С	-40…+70
Помехоустойчивость от пучков импульсов (  согласно  ГОСТ Р 51317.4.4-99 (IEC/EN 61000-4-4)	уровень 3 ( 2 кВ / 5 кГц)
Помехоустойчивость от перенапряжения (  согласно ГОСТ Р 51317.4.5-99 (IEC/EN 61000-4-5)	уровень 3 (2 кВ А1-А2)
Климатическое исполнение и категория размещения ( ГОСТ 15150-69 )	УХЛ4
Степень загрязнения ( ГОСТ 9920-89 )	2
Относительная влажность воздуха, %	до 80 (при 250С)
Расположение в пространстве для корректной работы	любое
График работы	непрерывный
Ширина х Высота х Глубина , мм	18 х 93 х 62
Вес , кг	0,095	0,07	0,07

Диаграммы работы Схемы подключения

Включение для управления не приоритетной нагрузкой	Включение 2-х реле для управления двумя не приоритетными нагрузками

Вариант защиты до IP40
     ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ РЕЛЕ ТУ 3425-003-31928807-2014

Советы по выбору реле | Machine Design

Джозеф Зинтел
Magnecraft & Struthers-Dunn
Дарлингтон, Южная Каролина

Реле от Magnecraft & Struthers-Dunn выпускаются в различных формах, размерах и номиналах, включая версии для монтажа в гнездо или на DIN-рейку.

Емкостные нагрузки хотят оставаться при постоянном напряжении. Когда контакты замкнуты, скачок тока может спаять контакты.

Индуктивные нагрузки должны поддерживать постоянный ток. Когда контакты реле размыкаются, напряжение увеличивается, чтобы поддерживать постоянный ток. Этот скачок вызывает искрение на контактах.

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) и компьютерные контроллеры отлично подходят для решения логических задач и задач сбора данных для промышленных систем управления. Но когда дело доходит до управления двигателями, нагревателями, клапанами, лампами или источниками питания, ПЛК не выдают достаточного тока. Лучше всего позволить ПЛК управлять вставными реле.

Помимо коммутируемого тока реле имеют и другие преимущества. Реле выполняет эффективную работу по электрической изоляции ПЛК от сети питания, переходных процессов, создаваемых нагрузкой, и эффектов неисправного устройства. Типичный выход ПЛК управляет катушкой реле, а контакты реле переключают силовые нагрузки. Нет электрической связи между катушкой и контактами реле. Дополнительные контакты реле могут использоваться для сообщения состояния реле на ПЛК.

Системы управления, оснащенные вставными реле, легко ремонтируются, когда система повреждена из-за внешней неисправности, такой как скачок напряжения, удар молнии или падение напряжения. Более того, уровень навыков, необходимых для замены съемного реле, значительно меньше, чем уровень навыков, необходимых для замены поврежденного ПЛК.

Некоторые реле также имеют преимущество интеллектуального управления. Эти блоки имеют индикаторы состояния, показывающие питание катушек, и механические флажки, указывающие на замкнутые контакты. Также для диагностического тестирования включены механические кнопки для управления выходом реле для проверки управляемых устройств. А блокирующий привод на механической кнопке может удерживать реле в рабочем положении.

ПЛК с реле могут значительно упростить конструкцию, эксплуатацию и надежность системы управления при правильном выборе реле. Учитывайте следующие факторы при выборе реле для использования в промышленных системах управления:

• Напряжения, управляющие нагрузками , являются первой проблемой. Номинальное напряжение реле должно быть больше или равно напряжению, управляющему нагрузкой. Частота коммутируемого напряжения также имеет решающее значение. Поскольку переменный ток колеблется от положительного к отрицательному при переходе через ноль, коммутируемое напряжение будет варьироваться между максимальным напряжением и нулем. Постоянное напряжение, с другой стороны, всегда максимальное, что приводит к максимальному износу контактов при каждом переключении. Как правило, реле, рассчитанное на 240 В переменного тока, рассчитано только на 24 В постоянного тока.
• Требуемый ток зависит от типа нагрузки. Большинство нагрузок не потребляют постоянный ток. На самом деле, текущий спрос большинства нагрузок варьируется несколько предсказуемо.

Также важно избегать коммутационных токов, которые слишком малы для надежной работы реле. Правильная работа переключателя в некоторой степени зависит от переключения некоторого минимального тока. Этот ток часто называют током очистки, потому что он сжигает следы загрязнений, которые могут скапливаться на контактах реле. Нижний предел тока, который может быть надежно переключен, зависит от нескольких факторов, таких как материал контактов, геометрия контактов и механическое скольжение контактных поверхностей.

Реле с позолоченными контактами могут надежно переключать токи до 10 мА. Реле с раздвоенными (раздвоенными) контактами также коммутируют токи нижнего уровня в диапазоне 10 мА. Герметичные реле, герконовые реле и герконовые реле, смачиваемые ртутью, предназначены для приложений низкого уровня. Преимущество позолоченных контактов заключается в том, что реле можно использовать для смешанных нагрузок, когда один набор контактов может коммутировать номинальные токи, а другой набор контактов может коммутировать малые токи. Позолота защищает контакты при хранении реле на полке и при коммутации слабых токов. Золото исчезает с поверхности при включении полного номинального тока.

• Резистивные нагрузки не проявляют скачков напряжения при включении. Как и идеальные резисторы, они все время имеют одно и то же значение сопротивления. Наиболее распространенным примером резистивной нагрузки является простой нагреватель. Если он указан на 10 А, его можно безопасно переключать с помощью реле, рассчитанного на 10 А. К сожалению, чисто резистивных нагрузок очень мало. Большинство из них представляют собой комбинацию двух или более типов.
• Ламповые нагрузки имеют высокие входные импульсы. Нить накала обычной лампы накаливания имеет высокий температурный коэффициент. В горячем состоянии сопротивление нити накала лампы часто в 20 раз превышает сопротивление холодной лампы. Пожалуй, самая сильная флуктуационная нагрузка — это обычная лампа накаливания. Обычная лампочка мощностью 75 Вт при нормальной работе потребляет 0,625 А. Но когда нить накала холодная и лампа включается впервые, пусковой ток достигает 13 А. Этот всплеск длится всего около десятой доли секунды, но ток необходимо учитывать, если лампа включается и выключается много раз. Реле с резистивным сопротивлением 10 А может безопасно переключать лампу, потребляющую 0,625 А в горячем состоянии.
• Моторные нагрузки также демонстрируют высокие скачки напряжения на входе. Обычный однофазный синхронный двигатель 110 В, ¹ ⁄3 л.с. обычно потребляет 4,1 А. Но при пуске или заблокированном роторе тот же двигатель может потреблять более 24 А. работает без нагрузки, двигатель может потреблять 6 А. Реле с сопротивлением 10 А было протестировано UL и рассчитано на ¹ ⁄3 л.с. при 120 В переменного тока.
• Емкостные нагрузки при включении проявляют сильные броски тока. Конденсатор пытается поддерживать постоянное напряжение. Переключая напряжение на конденсатор, который находится в нуле вольт, конденсатор пытается закоротить напряжение, чтобы поддерживать начальный нуль вольт. Этот высокий ток при включении может сварить контакты. Типичные емкостные нагрузки включают выходы источника питания постоянного тока и другие фильтруемые источники питания.
• Индуктивные нагрузки имеют плавное включение, что означает медленное нарастание тока при включении, но скачки напряжения на контактах при отключении нагрузки. Катушка индуктивности пытается поддерживать постоянный ток. Но когда нагрузка отключена, дроссель пытается поддерживать ток, увеличивая напряжение на контактах. Напряжение на контактах может возрасти настолько, что возникнет дуга. Дугообразование может расплавить контакты и повредить их каждый раз. Типичные нагрузки с высокой индуктивностью включают соленоиды и клапаны с электрическим приводом.

Конечно, характеристики компонентов могут быть снижены. Это увеличивает срок службы системы за счет выбора компонентов с большей прочностью, чем теоретически необходимая для выполнения работы. Уравнение занижения для реле составляет:

, где R _D = снизительный коэффициент, I _O = фактический ток и I _R = rabled.

Следовательно, реле на 12 А, используемое при токе 10 А, имеет частоту отказов 100/144, или около 70 % частоты отказов реле на 10 А, работающего при токе 10 А.

8 баллов за выбор лучшего реле

Знаете ли вы, как избежать наиболее распространенных проблем с реле? Все начинается с того, что вы действительно знаете свое приложение, прежде чем выбрать решение! Спецификации являются лишь частью процесса выбора реле. Они предоставляют основные сведения о конструкции, возможностях и функциях реле, но необходимо тщательно учитывать и другие факторы, чтобы обеспечить наилучшее возможное решение и избежать отказа реле.

  1) Фактическая максимальная и минимальная рабочая температура

Температура влияет на работу реле несколькими способами. Крайне важно знать температуру окружающей среды (окружающей среды) в любом приложении, использующем электромеханическое реле. Например, способность катушки реле функционировать должным образом напрямую зависит от температуры окружающей среды, а функционирование катушки имеет важное значение для правильного переключения реле. При очень высоких температурах изоляция катушки может быть повреждена, что приведет к неисправности реле. Материалы, используемые в электрических контактах реле, также могут сильно зависеть от температуры, поэтому важно знать минимальную и максимальную температуру.

       2) Непрерывное потребление тока

Это количество электричества в амперах, используемое в цепи, и важная информация при выборе правильного реле для приложения. Поток тока также является генератором тепла, который может повлиять на функциональность реле и материалы контактов, а также является важной частью информации.

       3) Коммутируемый ток 

Это количество электричества в амперах, которое фактически коммутируется реле во время его работы. В зависимости от типа коммутируемой электрической нагрузки могут возникать переходные напряжения, потенциально влияющие на характеристики переключения реле при определенных условиях. Например, замыкание контакта на нагрузке с высокой емкостной емкостью, такой как освещение, может создать начальные токи, в 12 раз превышающие рабочий ток. Кроме того, размыкание индуктивной цепи, такой как двигатель лебедки, может создавать переходные напряжения, которые могут привести к повреждению контактов.

     4) Напряжение нагрузки 

Уровень и тип напряжения влияют на релейную систему. Мощность прямо пропорциональна напряжению и току.

     5) Параметры управления  

Другие вопросы о системе управления, содержащей реле(я), могут помочь в выборе подходящего реле. Достаточно ли управляющего напряжения и мощности для правильного управления реле? Напряжение питания регулируется? Является ли управляющий выход релейным контактом или полупроводниковым переключателем? Эти вопросы дают хорошие примеры деталей, которые будут полезны при обсуждении процесса выбора реле.

      6) Тип нагрузки — см. ток переключения  

То, что именно переключает реле, определит тип электрической нагрузки и предоставит ценную информацию для процесса выбора реле. Электрические нагрузки различаются, но играют важную роль в выборе правильного реле. Резистивные нагрузки обычно встречаются в нагревательном оборудовании и в лампах накаливания. Индуктивные нагрузки являются общими для электродвигателей, трансформаторов и катушек. Емкостные нагрузки наблюдаются в цепях накопления энергии; например, некоторые электродвигатели, источники питания, радио- и телекоммуникационное оборудование.

7) Частота циклов  

Некоторые контроллеры температуры могут требовать, чтобы реле открывалось и закрывалось быстрее, чем оно предназначено для реагирования. Быстрая цикличность добавляет нагревательный эффект, который может ухудшить работу реле при высоких температурах окружающей среды.

  8) Метод подключения  

То, как именно реле подключено к цепи, может создать свои проблемы и повлиять на процесс выбора реле. Интеграция клемм проводки в цепь может привести к резистивному нагреву, а размер провода должен быть надлежащего размера, чтобы обеспечить максимальное рассеивание тепла.