Реле защиты фаз

Принцип работы и виды реле контроля фаз

Все современные механизмы, облегчающие труд и бытовые работы, функционируют на основе электричества. Для питания применяется переменный ток, поставляемый конечному потребителю тремя фазами и нейтралью энергетической сети.

При нагрузке линии менее 10 кВт для питания маломощной техники достаточно подводить одну из фаз, вместе с нейтралью. Что обычно и делается в отношении жилых помещений. Зачастую вводом в квартиру или дом выступает всего два провода. Хотя есть и исключения. К примеру, в некоторых моделях холодильников, вентиляционных механизмов или плит, обязательно подключение всех трех фаз. Другое дело производства, где используются мощные электромоторы, сварки, компрессоры и все прочие механизмы, сильно нагружающие сети электропитания. Снабжение их полноформатным электрическим током обеспечивает необходимую функциональность с покрытием всех возникающих запросов.

Для механизмов, использующих полнофазное питание, есть некоторые требования к его характеристикам. Речь идет об очередности и вольтаже во всех трех линиях. Если они отличаются от стандарта или неправильны подведены, КПД конечных устройств будет ниже. Последнее в большей степени затрагивает электродвигатели и трансформаторы тока. С целью соблюдения настоящего условия соответствия и применяются реле контроля фаз вводных линий.

Конструкция и принцип работы

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

1. Индикатор аварийной ситуации;
2. Индикатор подключенного питания нагрузки;
3. Потенциометр, позволяющий выбирать нужный режим;
4. Регулятор уровня асимметрии;
5. Регулятор снижения напряжения;
6. 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.

Порядок подключение реле

Очень важно, чтобы контрольное устройство было включено в схему любого передвижного агрегата, в составе которого имеется трехфазный электрический мотор. Если такого реле в составе оборудования не имеется, неправильное чередование фаз может привести к серьезным последствиям – от нарушения работы аппарата до выхода его из строя.

Наглядно про подключение на видео:

Если оборвется хотя бы один фазный кабель, произойдет быстрый перегрев силового агрегата, и устройство за считанные секунды придет в негодность. Чтобы не допустить этого, на контактор вместо контрольного реле зачастую устанавливают тепловое. Но проблема заключается в том, чтобы правильно его подобрать и отрегулировать по номинальному току. Для этого требуется специальный стенд, которым располагают далеко не все. Поэтому установка прибора фазного контроля – более простой способ решения проблемы.

Принцип работы РК основан на том, что устройство улавливает гармоники обратной последовательности, возникающие в случае перекоса фаз или при обрыве токоведущих проводов. Аналоговые фильтры контрольного прибора выделяют их и подают сигнал на управляющую плату, включающую после его получения релейные контакты.

Схема подключения реле контроля фаз сложностью не отличается. Все три фазных проводника и нулевой кабель нужно подсоединить к соответствующим клеммам прибора, а его контакты пустить в разрыв соленоида магнитного пускателя. Если устройство работает в нормальном режиме, то контактор включен, релейные контакты замкнуты, и производится подача напряжения на аппаратуру.

В случае обнаружения неполадок происходит размыкание контактов контрольного прибора, и электропитание отключается до того момента, когда будут восстановлены сетевые параметры.

Чаще всего для защиты бытовой техники используются реле заводского изготовления, которые имеются в продаже. Но иногда их изготавливают и своими руками. Приведем схему простого самодельного устройства, на которой имеются графические обозначения элементов, включенных в цепь.

Типы устройств

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

• ЕЛ–13;
• ЕЛ–12;
• ЕЛ–11.

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

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

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

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

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

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

Рекомендуем ознакомиться:

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик посвящен описанию и обзору отдельно взятого изделия от компании EKF. Однако по такому же принципу действуют практически все выпускаемые аппараты контроля фаз:

При всем многообразии приборов на рынке сложно определить какой-никакой стандарт маркировки. Если зарубежные производители маркируют по одним канонам, то отечественные — по другим. Тем не менее всегда есть возможность обратиться к справочным данным, если требуется точная расшифровка характеристик.

Хотите поделиться собственным опытом в выборе и установке реле напряжения, предназначенного для контроля фаз? Располагаете полезными сведениями, которые пригодятся посетителям сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, публикуйте фотоснимки по теме, задавайте вопросы.

Преимущества и недостатки реле контроля фаз российского производства

Многие считают, что при необходимости установки подобного оборудования лучше приобретать импортные модели. Однако здесь именно тот случай, когда можно вспомнить поговорку «где родился, там и пригодился». Конечно, оборудование «ЕЛ» не лишено недостатков, однако и достоинства таких устройств значительны. Попробуем разобраться с этим вопросом, перечислив плюсы и минусы реле «ЕЛ», перед зарубежными аналогами.

Зарубежный производитель изготавливает более аккуратные модели
ФОТО: electroautomatica.ru

• более низкая стоимость. Зарубежные аналоги имеют цену в 2 и более раз выше;
• некоторые из импортных реле требуют отдельного питания;
• диапазон рабочих температур устройств зарубежного производства редко переступает нижнюю границу в -25ºС, что для нашего климата явно недостаточно;
• импортные аналоги не выдерживают работу в тяжёлых условиях метрополитена или сталелитейных производств. Их работа в этих случаях становится нестабильной, что может привести к серьёзной аварии.

• довольно большое выделение тепла при работе. Особенно это заметно при плотной установке в электрошкафах небольшого объёма;
• нестабильная работа устройств с аналоговой обработкой сигнала при слипании фаз;
• несовершенный, ещё времён Советов дизайн. Хотя некоторые производители уже стараются его улучшить или же переходят на использование корпусов зарубежного производства.

Заводские настройки реле

Реле разных производителей часто имеют разные диапазоны настройки, что иногда продиктовано особенностями их применения, а иногда желанием сделать реле более универсальным.

Чем руководствуется производитель, задавая диапазоны реле, ничего не зная о вашей нагрузке? Нередко в таких случаях используют кривую ITIC (CBEMA), описывающую способность оборудования выдерживать отклонения от номинального напряжения в зависимости от продолжительности этого отклонения.

Кривая ITIC — кривая совета индустрии информационных технологий. Ранее кривая была известная как CBEMA. CBEMA — Ассоциация производителей компьютеров и бизнес-оборудования. Кривая описывает способность оборудования выдерживать отклонения напряжения в зависимости от времени действия этого напряжения. Часть этой кривой была отражена в международном стандарте IEEE446 в качестве требований к способности оборудования выдерживать отклонения напряжения от рабочего. Требования кривой более точно сформулированы и не противоречат ГОСТ 32144–2013 пункт 4.2.2 Медленные изменения напряжения: «Медленные изменения напряжения электропитания (продолжительностью более 1 мин) обусловлены обычно изменениями нагрузки электрической сети. …… при этом положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10% номинального…»

» >
График CBEMA

Импульсные перенапряжения — особый случай
Кратковременное перенапряжение, к примеру 1150 В, согласно тому же графику должно быть отключено за 10 микросекунд. Такие перенапряжения с высоким напряжением возникают при ударе молнии рядом с линией электропередач или при коммутации. Реле в таких случаях не успеет сработать — исполнительный механизм реле действуют с задержкой. Это особенность в той или иной мере присуща любому реле напряжения и тут ничего не поделать. Чтобы защитить сеть от грозовых и других импульсных перенапряжений необходимо использовать устройства УЗИП — устройства защиты от импульсных перенапряжений, о которых мы расскажем отдельно в следующей статье.

Примеры популярных моделей

Приведем пару примеров реле контроля фаз и напряжения, которые пользуются популярностью:

• РКФ-М05-1-15 — вариант за 2000 рублей. Реле контроля трех фаз для сети 380 В. Производитель — российская компания «Меандр». Обеспечивает контроль перенапряжения или снижения напряжения на каждой фазе, а также обрывов, слипаний, правильности чередования. Задержку срабатывания можно настроить в диапазоне от 0,1 до 10 сек.
• CM-PVS.41S — реле контроля фаз за 5500 рублей от немецкой компании ABB. Максимальная задержка на включение составляет 30 сек, минимальная на отключение —0,1 сек. Диапазон напряжения при срабатывании: 300 — 500 В. Заложены функции контроля чередования, обрыва фаз, перекоса фаз, минимального и максимального трехфазного напряжения.

Перед покупкой реле обязательно ознакомьтесь с сопроводительной документацией.

А у вас дома используется трехфазное реле контроля фаз? Если да, то расскажите в комментариях, какую модель вы выбрали и почему.