Rele kontrole faz: načelo delovanja, vrste, označevanje + kako prilagoditi in priključiti

Rezultat tehnične situacije, ko statorska navitja motorja porabijo več toka, kot so določene parametrične vrednosti, je odvečna toplota. Ta dejavnik povzroči zmanjšanje kakovosti izolacije motorja. Oprema odpove.

Reakcijski čas toplotnih preobremenitvenih relejev običajno ni dovolj, da bi zagotovil učinkovito zaščito pred odvečno toploto, ki jo ustvarja visok tok. V takih primerih se samo rele za kontrolo faz zdi učinkovita zaščitna naprava.

Splošne informacije o napravi

Funkcionalnost električnih naprav te vrste je bistveno širša kot le zaščita pred pregrevanjem in kratkim stikom.

V praksi so bile ugotovljene učinkovite lastnosti releja za izbor preobremenjenih faz, ki končno zagotavljajo celovito zaščito.

Ena od številnih možnosti konstrukcijskih rešitev pri izdelavi relejev za faze. Vendar je kljub raznolikosti ohišij in shematskih konfiguracij funkcionalnost naprav enotna.

Zahvaljujoč napravam za sledenje stanju faz se dosegajo prednosti:

• podaljšanje življenjske dobe motorja;
• zmanjšanje dragih popravil ali zamenjave motorja;
• zmanjšanje časa izpada zaradi napak motorja;
• zmanjšanje tveganj za električni udar.

Poleg tega pripomoček zagotavlja zanesljivo zaščito pred vžigom in pred kratkim stikom navitij motorja.

Tipična izvedba zaščitnih relejev

Obstajata dva glavna tipa zaščitnih naprav, namenjenih za uporabo v sestavu trifaznih sistemov – rele za merjenje toka in rele za merjenje napetosti.

Prednosti uporabe naprav

Prednostna stran tokovnih zaščitnih relejev v primerjavi z relejem za kontrolo napetosti je očitna. Ta tip naprav deluje neodvisno od vpliva EMS (elektromotorne sile), ki neizogibno spremlja fazno napako pri preobremenitvah motorja.

Poleg tega so naprave, ki delujejo po principu merjenja toka, sposobne zaznati nenormalno vedenje motorja. Nadzor je možen bodisi na strani linije v odcepni veji bodisi na strani bremena, kjer je nameščen rele.

Tako izgleda eden od modelov releja za nadzor napetosti. Podobne naprave se lahko uporabljajo ne samo za industrijske potrebe, ampak tudi za zasebna gospodinjstva.

Naprave, ki nadzorujejo proces na principu merjenja napetosti, se omejujejo na odkrivanje nenormalnih delovnih pogojev samo na strani linije, kjer je naprava priključena.

Kljub temu imajo naprave, občutljive na spremembo napetosti, pomembno prednost. Ta je v zmožnostih tovrstnih naprav, da odkrijejo nenormalno stanje, ki ni odvisno od stanja motorja.

Na primer, vrsta releja, občutljivega na spremembe toka, zazna nenormalno stanje faz samo neposredno med delovanjem motorja. Medtem pa naprava za merjenje napetosti zagotavlja zaščito tik pred zagonom motorja.

Prav tako med prednostmi naprav za merjenje napetosti izstopata preprosta namestitev in nižja cena.

Ta vrsta zaščitnih naprav:

• ne potrebuje dodatnih tokovnih transformatorjev;
• se uporablja neodvisno od obremenitve sistema.

Za njegovo delovanje pa je potrebno le priključiti napetost.

Zaznavanje fazne napake

Fazni izpad je povsem možen zaradi okvare varovalke enega od delov sistema za distribucijo električne energije. Mehanska odpoved stikalne opreme ali prekinitev enega od daljnovodov prav tako povzročita fazni izpad.

Zaščita elektromotorja, organizirana preko nadzornega releja. Ta način omogoča učinkovitejše delovanje motorjev, brez strahu pred hitro okvaro.

Trifazni motor, ki deluje na eni fazi, črpa potreben tok iz preostalih dveh linij. Poskus zagona v enofaznem načinu bo povzročil blokado rotorja in motor se ne bo zagnal.

Čas odziva na enoto toplotne preobremenitve je lahko predolg, da bi zagotovil učinkovito zaščito pred prekomernim segrevanjem. Če za zaščito pred njim ni nameščen toplotni rele, potem ko pride do izpada zaradi pregrevanja, ki je nastalo v navitjih motorja.

Zaščita trifaznega motorja pred faktorjem fazne odpovedi je otežena zaradi dejstva, da neobremenjen trifazni motor, ki deluje na eni od treh faz, generira napetost, imenovano regenerirana (povratna EMF).

Ta nastane znotraj prekinjenega navitja in je praktično enaka velikosti izgubljene dovedene napetosti. Zato releji za merjenje napetosti, ki nadzorujejo le njeno velikost, v takih situacijah ne zagotavljajo popolne zaščite pred faktorjem fazne odpovedi.

Shema priključitve naprave za nadzor faz in napetosti v krmilni tokokrog trifaznega motorja. To je klasična shematska varianta, ki se v praksi uporablja povsod.

Višjo stopnjo zaščite je mogoče doseči z napravo, ki lahko zazna premik faznega kota, ki običajno spremlja izpad faze. V normalnih pogojih trifazna napetost znaša 120 stopinj med fazami. Okvara bo povzročila premik kota od normalnih vrednosti 120 stopinj.

Ugotavljanje faznega reversa

Obrat faze se lahko zgodi:

1. Izvaja se vzdrževanje na motorni opremi.
2. V sistem za distribucijo električne energije so bile vnesene spremembe.
3. Ko obnovitev napajanja povzroči drugačno fazno zaporedje, kot je bilo pred izklopom električne energije.

Zaznavanje obrata faze je pomembno, če lahko motor, ki deluje v nasprotni smeri, poškoduje gnani mehanizem ali, kar je še huje, povzroči fizično škodo servisnemu osebju.

Poleg vsega ostalega uporaba zaščitnih relejev zagotavlja varnost delovnega osebja: 1 – prekinjena faza; 2 – napetost koraka

Pravila obratovanja električnih omrežij zahtevajo uporabo zaščite pred morebitnim obratom faz na vsej opremi, vključno s prevoznimi sredstvi za prevoz osebja (tekoče stopnice, dvigala itd.).

Zaznavanje neravnovesja napetosti

Neravnovesje se običajno pojavi, če imajo vhodne linijske napetosti, ki jih dobavlja elektroenergetsko podjetje, različne ravni. Neravnovesje se lahko pojavi, ko so enofazne obremenitve razsvetljave, električnih vtičnic, enofaznih motorjev in druge opreme priključene na posamezne faze in niso enakomerno porazdeljene.

V katerem koli od teh primerov v sistemu nastane tokovno neravnovesje, ki zmanjša učinkovitost in skrajša življenjsko dobo motorja.

Neravnovesna ali nezadostna napetost, ki se nanaša na trifazni motor, povzroči neravnovesje toka v statorskih navitjih, ki je večkratnik vrednosti neravnovesja medfaznih napetosti. To pa spremlja povečanje segrevanja, kar je glavni vzrok hitrega propadanja izolacije motorja.

Pregorelo navitje statorja motorja – lahko rečemo, običajen pojav tam, kjer ni bilo predvideno vključevanje relejne kontrole v krmilni tokokrog.

Glede na vse opisane tehnične in tehnološke dejavnike postane očitna pomembnost uporabe tega tipa releja, ne le za primere delovanja električnih motorjev, ampak tudi za generatorje, transformatorje in drugo električno opremo.

Kako priključiti kontrolno napravo?

Konstrukcije relejev, ki izvajajo nadzor faz, imajo kljub obsežni paleti izdelkov poenoten ohišje.

Konstrukcijski elementi izdelka

Spojne sponke za priključitev električnih vodnikov so praviloma izvedene na sprednji del ohišja, kar je priročno za izvajanje montažnih del.

Sama naprava je izdelana za namestitev na letev tipa DIN ali preprosto na ravno površino. Vmesnik sponke je običajno standardna zanesljiva spona, namenjena pritrjevanju bakrenih (aluminijastih) vodnikov preseka do 2,5 mm².

Sprednja plošča naprave vsebuje nastavitveni regulator/nastavitvene regulatorje ter svetlobno kontrolno indikacijo. Slednja prikazuje prisotnost/odsotnost napajalne napetosti ter stanje izvršilnega mehanizma.

Med nastavitvenimi elementi potenciometra so lahko indikator napak, indikator priključene obremenitve, potenciometer za izbiro načina, nastavitev ravni asimetrije, regulator padca napetosti, potenciometer za nastavitev časovne zakasnitve.

Priključitev trifazne napetosti se izvaja na delovnih sponkah naprave, označenih z ustreznimi tehničnimi simboli (L1, L2, L3). Montaža ničelnega vodnika na takšnih napravah običajno ni predvidena, vendar je ta trenutek konkretno določen z izvedbo releja – tipom modela.

Za povezavo z krmilnimi vezji se uporablja druga skupina vmesnikov, ki je običajno sestavljena iz vsaj 6 delovnih sponk. Z enim parom kontaktne skupine releja se stika vezje tuljave magnetnega zaganjalnika, prek drugega pa krmilno vezje električne opreme.

Vse je dovolj preprosto. Vendar ima lahko vsak posamezen model releja svoje posebnosti priključitve. Zato je treba pri praktični uporabi naprave vedno upoštevati priloženo dokumentacijo.

Koraki nastavitve pripomočka

Spet glede na izvedbo je lahko konstrukcija izdelka opremljena z različnimi shematskimi možnostmi nastavitve in regulacije. Obstajajo preprosti modeli, ki konstrukcijsko predvidevajo izpeljavo na nadzorno ploščo enega ali dveh potenciometrov. In obstajajo naprave z razširjenimi nastavitvenimi elementi.

Nastavitveni elementi z mikro stikali: 1 – blok mikro stikal; 2, 3, 4 – možnosti nastavitve delovnih napetosti; 5, 6, 7, 8 – možnosti nastavitve funkcij asimetrije/simetrije

Med takšnimi razširjenimi nastavitvenimi elementi so pogosto blokovna mikro stikala, nameščena neposredno na tiskanem vezju pod ohišjem naprave ali v posebni odprti niši. Z nastavitvijo vsakega od njih v eno ali drugo lego se ustvari želena konfiguracija.

Nastavitev se običajno zmanjša na to, da se z vrtenjem potenciometrov ali z razporeditvijo mikro stikal nastavijo nazivne vrednosti zaščite. Na primer, za nadzor stanja kontaktov se raven občutljivosti napetostne razlike (ΔU) običajno nastavi na vrednost 0,5 V.

Če je treba nadzorovati napajalne linije obremenitve, se regulator občutljivosti napetostne razlike (ΔU) nastavi na tako mejno mesto, kjer je označena točka prehoda iz delovnega signala v alarmni z majhnim odstopanjem v smeri nazivne vrednosti.

Praviloma vse podrobnosti nastavitve naprav jasno opisuje spremna dokumentacija.

Označevanje naprave za kontrolo faz

Naprave klasične izvedbe so preprosto označene. Na sprednji ali stranski plošči ohišja je naneseno simbolno-številčno zaporedje ali pa je oznaka navedena v potnem listu.

Različica oznake ene izmed priljubljenih naprav domače proizvodnje. Oznaka je nameščena na sprednji plošči, vendar obstajajo tudi različice z namestitvijo na stranskih stenah.

Tako se naprava ruske proizvodnje za priključitev brez ničelnega vodnika označuje:

EL-13M-15 AC400V

kjer: EL-13M-15 – ime serije, AC400V – dovoljena napetost izmeničnega toka.

Vzorci uvoznih izdelkov imajo nekoliko drugačno oznako.

Na primer, rele serije «PAHA» je označeno z naslednjo kratico:

PAHA B400 A A 3 C

Razlaga je približno takšna:

1. PAHA – ime serije.
2. B400 – standardna napetost 400 V ali priključena od transformatorja.
3. A – nastavitev s potenciometri in mikro stikali.
4. A (E) – tip ohišja za montažo na DIN letev ali v poseben vtič.
5. 3 – velikost ohišja 35 mm.
6. C – konec kodne oznake.

Pri nekaterih modelih se pred točko 2 lahko doda še ena vrednost. Na primer, «400-1» ali «400-2», zaporedje ostalih pa se ne spremeni.

Tako se označujejo aparati za nadzor faz, opremljeni z dodatnim napajalnim vmesnikom za zunanji vir. V prvem primeru je napajalna napetost 10-100 V, v drugem 100-1000 V.

Z načelom delovanja, konstrukcijskimi posebnostmi in namembnostjo stikala za obremenitev seznani naslednji članek, ki ga zelo priporočamo.

Zaključki in koristen video na to temo

Video je posvečen opisu in pregledu posameznega izdelka podjetja EKF. Vendar pa po enakem načelu delujejo praktično vsi proizvedeni aparati za nadzor faz:

Ob vsem raznolikosti naprav na trgu je težko določiti kakršen koli standard označevanja. Če tuji proizvajalci označujejo po enih kanonih, domači pa po drugih. Kljub temu pa je vedno mogoče poseči po referenčnih podatkih, če je potrebno natančno razlaganje lastnosti.

Želite deliti lastne izkušnje pri izbiri in namestitvi napetostnega releja, namenjenega za nadzor faz? Imate koristne informacije, ki bodo koristile obiskovalcem spletnega mesta? Pišite, prosim, komentarje v spodaj nameščenem bloku, objavljajte fotografije na to temo, postavljajte vprašanja.