A fázisok kohéziója. Fázisvezérlő relé. Védőeszköz kiválasztása

Az EL sorozatú fázisvezérlő relék klasszikus hátrányai

"Hírek az elektrotechnikáról" №5(29) 2004

Az elektromos berendezéseknek a hálózat alacsony minőségű feszültségétől való védelmének problémája szinte minden vállalkozásban fennáll, különösen akkor, ha háromfázisú feszültségforrásról dolgozik. Mindhárom fázis feszültségének csökkenése és növekedése mellett jelentős veszélyt jelent az úgynevezett „fázis-kiegyensúlyozatlanság” - az az eset, amikor a fázisok feszültségei eltérő értékűek, ami a motor vagy a transzformátor tekercseinek túlmelegedéséhez, ill. kudarcukat. Nagyon gyakran egy fázisban szünet van.

Sok esetben a berendezés normál működéséhez a tápfeszültség szigorúan meghatározott fázissorára van szükség. Néha az áramkörben bekövetkezett baleset következtében olyan helyzet állhat elő, amikor mindhárom fázis feszültsége 220 V a földhöz viszonyítva, de ezek közül kettő zárva van (a fázisok ún. ). A berendezés ilyen feszültség melletti működése meghibásodásához vezet.

A berendezések ilyen esetek elleni védelmére nagyszámú különböző feszültségfigyelő relét (fázisfigyelő relék, feszültségfigyelők) gyártanak.

A leggyakoribb importált relék az SQZ3, C556, CM-PVN az ABB-től, TPW400VSN4X, TPF400S4X a TeleControltól, EFN, PBN az Entrelectől stb.

A legszélesebb körben használt háztartási fázisvezérlő relék szigetelt nullával rendelkező hálózatokban az EL sorozatú relék - EL-11, EL-12 és EL-13. Körülbelül 30 évvel ezelőtt fejlesztették ki őket a kijevi nonprofit szervezet Rhythm Design Bureau-ja, a Relay and Automation. A sikeresen megválasztott küszöbértékek és a minimális beállítás, valamint az alternatívák teljes hiánya hozzájárult e relék széles körű elterjedéséhez. Szinte változatlan formában a mai napig gyártják.
Egyes gyárak ezeket a reléket eredeti formájukban gyártják, minden előnyükkel és hátrányukkal együtt. Más cégek továbbfejlesztett modelleket kínálnak digitális jelfeldolgozással, további vezérlési funkciókkal, beállításokkal és megnövelt megbízhatósággal.

Az EL relé előnyei

Az EL-11, EL-12 és EL-13 relék a teljes fázisú hálózati feszültség, fázissorrend, feszültségcsökkentés vezérlésére szolgálnak, és használhatók automatikus vezérlő- és védelmi áramkörökben az elfogadhatatlan fázisfeszültség-aszimmetria és kétfázisú működés ellen.

Az orosz piacon az importált készülékek hatalmas választéka ellenére az EL sorozatú relék elsősorban alacsony, 20-25 USD közötti ára miatt továbbra is népszerűek. A külföldi gyártású relé minimális költsége 50 USD, a maximum pedig legfeljebb 250 USD, ami sok orosz ipari vállalkozás pénzügyi instabilitása mellett akadályt jelent az importált termékek felhasználásában.

Ezenkívül egyes idegen relék működéséhez külön tápfeszültségre van szükség (az úgynevezett "üzemi tápfeszültség" feszültség), ami bonyolítja a csatlakozási sémát és korlátozza a hatókört. Ebben az esetben az EL sorozatú relé tápellátása ellenőrzött hálózatról történik.

Egy másik érv a háztartási relék használata mellett az üzemi hőmérséklet-tartomány. Az importált relék esetében ez ritkán van mínusz 25 ° C alatt, a miénknél általában mínusz 40 ° C. Az orosz éghajlati viszonyok között ez fontos tényező.

Nem mindig az importált eszközöket úgy tervezték, hogy zord körülmények között is működjenek. Például nagy nehézségek merülnek fel a hálózati feszültség szabályozása során a metróban és a vasúton. A villamos vonat mozgását a szomszédos villamos hálózatokban a hálózati feszültség nagyszámú nemlineáris torzulása kíséri (1. ábra). A kohászati ​​termelésben sem jobb a helyzet (2. ábra). Előfordultak olyan esetek, amikor a drága importált vezérlőrelék (még a jól ismert cégektől is), amikor ilyen hálózatokban használták, instabillá váltak, vagy egyszerűen megtagadták a működést. Az eredetileg hálózatainkhoz tervezett hazai relék általában stabilabban működnek ilyen körülmények között.

Rizs. egy

Rizs. 2

Az EL relé azonosított hiányosságai

Kezdetben az EL sorozat összes reléjének hátránya volt a nagy hőelvezetés és ennek következtében az alacsony megbízhatóság. A szekrénybe való sűrű beépítés és a rossz szellőzés miatt a relék gyorsan meghibásodtak. Tehát a 380 V feszültségű régi kijevi relék esetében az energiafogyasztás névleges feszültségen körülbelül 5 watt volt. A modern relék körülbelül 3 wattot fogyasztanak, sőt egyesek kevesebb, mint 2 wattot, ami jelentősen megnövelte a megbízhatóságukat.

Az EL sorozat összes analóg jelfeldolgozással rendelkező reléjének másik jelentős hátránya a relé helytelen működése vészhelyzeti üzemmódban. Sajnos ez sok gyártó üzem kísérő dokumentációjában nem tükröződik. Eközben a relék hamis felvételt adnak egy beállított késleltetési időre, amikor alacsony vagy magas feszültséget kapcsolnak rá. Úgy tűnik, ez egy meglehetősen ártalmatlan helyzet. De például egy ilyen relé használatakor egy körkötőgépen elkerülhetetlen a baleset, mert akár egy-két másodperces forgás is elegendő az összes tű eltöréséhez (500-tól 2000 darabig, attól függően gép típusa). Ezért az ilyen gépek üzemeltetésekor a régi módon járnak el: a gép csatlakoztatása vagy a tápkábel javítása után távolítsa el a hajtószíjat, kapcsolja be a motort, és nézze meg, milyen irányba forog. Vegye figyelembe, hogy a digitális jelfeldolgozással rendelkező relék megfosztják ezt a hátrányt.

Íme egy tragikus példa az analóg jelfeldolgozással rendelkező relé hiányára. Egy fa rádőlt egy villanyvezetékre, és elvágott két vezetéket. A vezetékek egymásra estek a földre, a fázisok úgynevezett "betapadása" következett be. Az automatika nem kapcsolta ki a feszültséget, és ennek következtében egy ember meghalt. Az EL-11 relét védőreléként használták. Az üzemeltető szervezet villamossági laboratóriuma, amely az erőátviteli vezetéket irányította, a különböző gyártók EL-11 reléjének összehasonlító vizsgálatait végezte el. A következő eredmények születtek:

• amikor a relé névleges feszültségen volt bekapcsolva, majd a mellékelt dokumentációban meghatározott különféle típusú hálózati feszültség meghibásodások utánzása következett, minden relé pontosan a dokumentációnak megfelelően működött;
• amikor a relé névleges feszültségen van bekapcsolva, majd a fázisok "betapadásának" utánzása következik (ezt a helyzetet a dokumentáció nem írja elő), a relék, kivéve a digitális jelfeldolgozással rendelkező eszközöket, a legtöbb esetben nem kapcsolnak ki , amely tragikus következményekkel járt;
• ha a relé be van kapcsolva fázistöréses feszültségre, vagy a fázissorrend fordított sorrendje, vagy amikor a fázisok „összeragadtak”, vagy ha a feszültség túl alacsony, minden relé, kivéve a Meander CJSC által gyártott relét, kapcsolja be a végrehajtó relét a beállított késleltetési időre, és csak ezután kapcsolja ki a hálózati feszültség hiba észlelésével.

Az EL sorozatú reléház elavult kialakítása, a házöntvény minősége, és néha maga a ház anyaga is sok kívánnivalót hagy maga után. Ezért egyes gyártók más esetekben már elsajátították a relék gyártását, beleértve az importáltakat is.

EL relé alkalmazások

Annak ellenére, hogy az EL sorozat összes reléje teljes fázisú feszültséget vezérel, eltérő alkalmazási területekkel rendelkeznek: az EL-11 a feszültségszint szabályozására szolgál, az EL-12 - a fázissorrend és a feszültség aszimmetria (fázis) szabályozására szolgál. kiegyensúlyozatlanság), EL-13 - feszültség-kiegyensúlyozatlanság szabályozására interleaving vezérlés nélkül. Néhány alkalmazási terület:

Az EL-11 relé a tápegységek, generátorok, valamint az ATS rendszerek vezérlőberendezéseinek védelmére szolgál, stb.

Az EL-12 relé a nem reverzibilis üzemmódban működő nagy teljesítményű aszinkron motorok védelmére szolgál.
Sajnos ennek a relének a dokumentációjában a legtöbb gyártó jelzi azt a válaszküszöböt, amikor az egyik fázis feszültsége a másik kettő névleges feszültségénél csökken, ami nem teszi lehetővé a relé működésének teljes körű megítélését. Kísérletileg kiderült, hogy akkor működik, ha a feszültség aszimmetriája meghaladja a 15-18%-ot.

Amikor valamelyik fázis megszakad, bizonyos típusú motorok feszültséget (ún. regeneratív feszültséget) generálnak a megszakadt fázisra. A feszültség amplitúdója más fázisokon elérheti a feszültség 95%-át (a motor típusától és működési körülményeitől függően). A digitális jelfeldolgozással rendelkező EL-12 relék az aszimmetria megengedett értékét a lineáris feszültség 5-20% -a tartományban állítják be, amely lehetővé teszi a motor leállítását fázishiba esetén. Ebben az esetben a relé nem reagál a szimmetrikus feszültségesésre a motor indításakor. Az ilyen relék másik előnye a minimális kapcsolási küszöb jelenléte. A relé csak akkor kapcsol be, ha a hálózati feszültség legalább a névleges érték 70%-a. Ez különösen igaz a szivattyúmotorokra, kompresszorokra stb., ahol a tengely nyomatéka nem függ a fordulatszámtól.

Az EL-13 relé a fordított üzemmódban működő nagy teljesítményű villanymotorok védelmére szolgál. A szabályozott paraméterek gyakorlatilag megegyeznek az EL-12 paramétereivel, kivéve a fázissorrend-szabályozást.

A relék különböző válaszidőkkel – 0,1 s, 0,15 s és 0,5 s, valamint 0,1 és 10 s közötti késleltetési idővel állnak rendelkezésre. Ezek a relék használhatók a lezuhanó terhelések és a daru gémjei elleni védelemre az ellátó hálózat egy vagy két fázisának megszakadása esetén. Az Emelődaruk Tervezési és Biztonságos Üzemeltetési Szabályzata értelmében ezeket a mechanizmusokat olyan vezérlőberendezésekkel kell felszerelni, amelyek biztosítják a fékezési mód aktiválását áramszünet esetén. Ezeknek a követelményeknek megfelel a kijevi "NPO Relay and Automation" és a Moscow LLC "Relay and Automation" EL-13 reléje, a Szentpétervári CJSC "Plant STS", EL-13M-10- EL-13M. 01 és EL-13M-11-01 „Meander”. Meghosszabbított válaszidővel (0,5 s) relét használnak azokon a darukon, ahol rövid távú áramkimaradás lehetséges, amikor az áramgyűjtő az egyik kocsiból a másikba mozog, hogy megakadályozzák a hamis pozitív eredményeket. Az emberi tényező kiküszöbölésére nem ajánlott állítható válaszidővel rendelkező reléket használni erre a célra.
A relé is módosult a válaszidő beállításával és az EL-13M-5-01 feszültség küszöbértékének beállításával. A válaszidő vezérlő lehetővé teszi a kívánt érték beállítását 0,1 és 10 másodperc között, hogy elkerülje a téves riasztásokat a hálózat rövid távú zavarai esetén.

Az új modellekről

Néhány szó a bővített funkciókészlettel rendelkező EL relé modellekről. A CJSC "Meander" által gyártott összes relé túlfeszültség-szabályozása 1,3 Unom szinten van. Az EL12M-5-01 és EL13M-5-01 relék emellett 0,7 Unom szintű bekapcsolási küszöbértékkel rendelkeznek, hogy megvédjék a villanymotorokat az alacsony feszültségű indítástól, az EL12M-6-01 és EL13M-6-01 relék pedig ismételt bekapcsolás késleltetése is 6 perc. Ezeket a reléket a kompresszorok, hűtők, klímaberendezések stb. motorjainak védelmére tervezték, ahol a gyakori újraindítás nem kívánatos.

Befejezésül a következőket szeretném megjegyezni. Az EL sorozatú relék fejlődése, nevezetesen:

• modern mikrokontrollerek használata analóg-digitális jelfeldolgozással;
• a veleszületett rendellenességek megszabadulása;
• további funkciók és beállítások megjelenése,
• Ezeket a reléket jellemzőik és megbízhatóságuk tekintetében egy szintre állítja a világ vezetőinek vezérlőreléivel, mint az ABB, Siemens, Turk, Crouzet stb.

asztal

Különböző gyártók fázisvezérlő relékének összehasonlító jellemzői

típus relé

Gyártó- hajtás- test

Ellenőrzés adható lineáris feszültség nem, V (feszültség nie táplálás)

Relé aktiválva

(kikapcsol), amikor:

Mini- rossz- nem nap- ryazhe- nie beleértve cheniya

Idő sraba- tyva- nia, tól től

Zade- szomorkodik fordulat- tor- láb beleértve cheniya

Elfogyasztott kibaszott kapott erő- ness, kedd

Spo- zokogás forma- csizma jel- ala

Talán jegyzet- tudás helyette:

asim- metria fázis megerőltetés- zheny

egy- fázis hanyatlás feszültség nia

szimmetria- gazdag hanyatlás fázis feszültség ny

egy- fázis magasabb- kutatóintézetek feszültség nia

fordított váltakozó vaniya fázisok

szikla egy vagy kettőt fázisok

slipa- kutatóintézetek fázisok

100, 110, 220, 380, 400, 415

ana- log- új

100, 110, 220, 380, 400, 415

ana- log- új

100, 110, 220, 380, 400, 415

ana- log- új

EL11 M - 01

100, 110, 220, 380, 400, 415

digitális ro- üvöltés

EL 11 M-5-01

100, 110, 220, 380, 400, 415

szabályozás 0,8–1,1 Uln

digitális ro- üvöltés

SSU31, SSU 33L (Turck), EW 2, F3US (Crouzet), С556, SQZ3 (ABB), SUD140 (Bender), PFS (Entrelec), 3UG3511 (Siemens)

100, 220, 380, 400

< 0,7 - 0,81 Uфн

ana- log- új

100, 110, 220, 380, 400

ana- log- új

100, 110, 220, 380, 400, 415

ana- log- új

100, 110, 220, 380, 400, 415

ana- log- új

100, 110, 220, 380, 400, 415

ana- log- új

100, 110, 220, 380, 400, 415

digitális ro- üvöltés

100, 110, 220, 380, 400, 415

regul. 5-20%

digitális ro- üvöltés

EWA 2, FWA3 (Crouzet), PLR, PLM, DLM (ABB), 3UG 3512/13 (Siemens), PFN, PFS (Entrelec), SUD140, SAD142 (Bender)

EL 12 M-6-01

100, 110, 220, 380, 400, 415

regul. 5-20%

digitális ro- üvöltés

100, 220, 380

ana- log- új

110, 220, 380

ana- log- új

220, 380

ana- log- új

220, 380

ana- log- új

220, 380

ana- log- új

100, 110, 220, 380, 400, 415

digitális ro- üvöltés

100, 110, 220, 380, 400, 415

regul. 5-20%

digitális ro- üvöltés

EWA 2, FWA3 (Crouzet), PLR, PLM, DLM (ABB), SUD140, SAD142 (Bender), PFN, PFS (Entrelec), 3UG 3512/13, 3UG 3063/64 (Siemens)

220, 380

ana- log- új

220, 380

ana- log- új

• névleges feszültség,
• Ufn - fázis névleges feszültség,
• Uln - lineáris névleges feszültség

• * n / n - nem szabványosított,
• ** 380 V-os névleges feszültségű reléhez kísérletileg nyert adatok

Gyártók:

1. "NPO-relék és automatizálás", Kijev
2. CJSC "Plant STS", Szentpétervár
3. Relay and Automation LLC, Moszkva
4. CJSC "Meander", Szentpétervár
5. OJSC VNIIR, Cheboksary

Az EL sorozatú fázisvezérlő relék annak ellenére, hogy mintegy 30 éve fejlesztették őket, megfelelő korszerűsítéssel felvehetik a versenyt a világ vezető gyártóinak reléivel – így vélekedik az előző anyag szerzője. Valentin Sushko, az egyik vezető orosz vállalat alkalmazottja a relégyártás területén, nem ért egyet vele.

Egy időben az EL sorozatú relék fejlesztésekor az volt a feladat, hogy minimális költséggel megszerezzék az eszközök többé-kevésbé elfogadható műszaki jellemzőit. Ezért a legegyszerűbb műszaki megoldásként a relé mérőrészében transzformátor nélküli áramkört alkalmaztak fázisfeszültség egyenirányítással.

Ez okozta a relé műszaki tökéletlenségét a tápfeszültség aszimmetriájának meghatározása szempontjából. A mért szinuszos mennyiségek egyenirányítása kapcsán az amplitúdó aszimmetriáját egyfázisú feszültségeséssel mértük. Ebben az esetben a fázisaszimmetriát nem vettük figyelembe. Ez a tápfeszültség aszimmetriájának meghatározására szolgáló módszer nem ad egyértelmű kapcsolatot a negatív sorrendű feszültség nagyságával, ami az aszinkron motorok túlmelegedéséhez és meghibásodásához vezet. Nem kizárt bizonyos típusú motorok károsodása, figyelembe véve azok terhelési viszonyait, mivel a relé nem működik a tápfeszültség aszimmetria csatornáján keresztül.

Az EL sorozatú relék amplitúdó-aszimmetriájának meghatározása egy másik hátrányt is felvett: nem reagálnak a vészüzemmódokra, amikor nincs amplitúdó-aszimmetria, vagy nem jelentős, de jelentős fázisaszimmetria van, ami nagy értékek megjelenését okozza. negatív sorrendű feszültség, ami a motorok túlmelegedéséhez és meghibásodásához vezet. Az egyik ilyen üzemmód a fázisok úgynevezett „kiragadásának” vészüzemmódja, amikor áramszünet esetén az egyik fázis megszakad és a motor oldaláról egy másik fázisba zár. Ebben az esetben a hálózat egy lineáris feszültségét a motor három fázisára táplálják, amelyek közül kettő zárt egymáshoz.

Üdvözölve a hazai gyártók törekvéseit az EL sorozatú relék korszerűsítésére, nem hagyhatom figyelmen kívül a következő szempontokat.

A feszültség kiegyensúlyozatlanságáról

Az EL-12, EL-13 relék mikroprocesszoros elembázisú műszaki fejlesztései a relé áramkörökből következően, a mérőrészben háromfázisú egyenirányító híd felhasználásával történtek. Így az információfeldolgozás a relében analóg-digitálissá vált skaláris értékekkel végzett műveletekkel, nem pedig vektorokkal, ami nem teszi lehetővé a relé működési algoritmusainak alapvető javítását.

Sajnálatos módon az, hogy E. Vasin anyagában hiányzik a háromfázisú egyenirányító híddal történő feszültség-egyenirányítás utáni információfeldolgozás algoritmusainak részletes leírása, nem teszi lehetővé ezen algoritmusok műszaki tökéletességének objektív értékelését. A relé deklarált műszaki jellemzői bizalmasan elfogadhatók vagy kísérletileg ellenőrizhetők. A táblázat adataiból kiderül, hogy a skaláris jelek digitális feldolgozása lehetővé tette a relé működésének biztosítását fázis „betapadás” esetén, bár ez a probléma analóg elven is megoldható.

A tápfeszültség aszimmetriájának meghatározására szolgáló algoritmus a fenti analóg-digitális információfeldolgozási elvek mellett alapvetően nem javítható.

A fáziskiegyensúlyozatlanság beállításáról

A fáziskiegyensúlyozatlanság zökkenőmentes beállításának bevezetése az EL sorozatú relékben gyakorlatilag keveset tesz, mivel a beállítás „vakon” lesz kiválasztva. A fáziskiegyensúlyozatlanság beállításának megválasztása a hálózat hosszú távú feszültségkiegyensúlyozatlanságáról való lehangolás elvén sem garantálja a védelmet a motor veszélyes túlmelegedése és meghibásodása ellen, figyelembe véve a hosszú távú terhelési módot.
A fejlett reléknél alkalmazott algoritmus nem teszi lehetővé a motorok ismert pszeudo-termikus matematikai modelljeit, amelyek fázisáramok és negatív sorrendű áramok felhasználásán alapulnak a fáziskiegyensúlyozatlanság-beállítások kiszámításához, ahogy azt például a Schneider Electric teszi. Ezeknek a matematikai modelleknek a használata lehetővé teszi a motor fűtési és hűtési időállandóinak (gyártó által megadott vagy kísérletileg beszerzett) kiszámítását, a relé működési beállítását a negatív sorrendű feszültségre, ami veszélyes. a motor túlmelegedése miatt.

Az EL-12M, EL-13M relékben azonban alapvetően lehetetlen meghatározni a negatív sorrendű feszültség nagyságát. Ehhez különböző algoritmusokkal rendelkező relére van szükség a három feszültségvektor információinak feldolgozásához a skalárokról szóló információk feldolgozása helyett. Ennek megfelelően hatékonyabb processzorra és leválasztó háromfázisú transzformátorra lesz szükség. Ugyanakkor a relé ára többszörösére emelkedhet.

Nagy kérdés az orosz piacon az ilyen fejlettebb és egyben drága relék iránti kereslet. Az orosz gazdaság jelenlegi helyzetében a fogyasztó sajnos gyakran a kevésbé fejlett, de olcsóbb műszaki eszközöket részesíti előnyben.

Ezenkívül az oroszországi szabályozási és műszaki bázis állapota az elkövetkező években sem járul hozzá a fejlettebb védelmi relék használatához, mivel az Orosz Föderáció „A műszaki előírásokról” szóló törvényével összhangban minden szabályozási és a műszaki dokumentumok, a műszaki előírások kivételével, nem lesznek kötelezőek, beleértve a nemzeti szabványokat és a PUE-t.
Figyelembe kell venni, hogy a fázisvezérlő relék nem tudják teljes mértékben megvédeni a 0,4 kV-os csatlakozásokat, beleértve a motorokat is, a vész- és rendellenes üzemmódoktól, ezért ezeket áramvédelmi csatlakozásokkal kell kiegészíteni.
A 0,4 kV-os hálózatban még a külföldi gyártók által alkalmazott műszaki megoldások sem biztosítanak a legtöbb esetben motorvédelmet a kiegyensúlyozatlan üzemmódok ellen. A nyugati cégek (Schneider Electric, Moeller és mások) speciális megszakítókat gyártanak a motorok védelmére termoelektromágneses vagy elektronikus kioldással. De ezek a kapcsolók a legjobb esetben is reagálnak a 0,4 kV-os hálózat "tiszta" fáziskiesésére, de nem reagálnak a transzformátor nagyfeszültségű oldalán a csillag-delta és a delta-csillag tekercselés csatlakozási sémájával. valamint az aszimmetrikus rezsimek egyéb eseteiben.

Oroszországban egyáltalán nem gyártanak automatikus kapcsolókat a motorok védelmére, és a motorokat elektrotermikus áramrelék védik a túlterheléstől. Utóbbiak közismert hiányosságai miatt a múlt század 80-as évei óta különféle gyártók gyártanak mikroelektronikus motorvédő reléket, többek között az aszimmetrikus üzemmódok ellen is. Ezeket az elektrotermikus áramrelék mellett vagy helyett használják.

A nagyfeszültségű motorok műszakilag fejlett mikroprocesszoros védelmét nem lehet alkalmazni a 0,4 kV-os motor védelmére az utóbbi magas ára (50-150 ezer rubel/készlet) miatt. Ezért szükség van egy optimális rendszer kidolgozására a 0,4 kV-os kapcsolatok védelmére Oroszországban.

1. Az EL sorozatú fázisvezérlő relé modernizálása mikroprocesszor elembázissal és a skaláris értékekre vonatkozó információk analóg-digitális feldolgozásával nem teszi lehetővé a tápfeszültség aszimmetriája elleni védelem alapvető javítását. A védelmi beállítások nem illeszthetők az aszinkron motor hőkarakterisztikájához, ha a háromfázisú tápfeszültség aszimmetriája miatt a negatív sorrendű feszültség okozta negatív sorrendű áramok túlmelegítik.

2. A tápfeszültség aszimmetriája elleni védelem műszaki javítása csak analóg vagy digitális negatív sorrendű feszültségrelé használatával, vagy a feszültségfigyelőben megfelelő védelmi funkció bevezetésével lehetséges, ahogyan az a 6–35. kV hálózatok. Az ilyen kisfeszültségű fázisvezérlő relék költsége azonban jelentősen megnő az EL sorozat meglévő relékéhez képest, ami megkérdőjelezi az orosz piacon a közeljövőben jelentkező keresletüket.

3. Az EL sorozatú fázisvezérlő relé korszerűsítése analóg-digitális információfeldolgozással hasznosnak tűnik a további funkciók bevezetése szempontjából: túlfeszültség elleni védelem, fázisok „betapadása” elleni védelem, és minimum bevezetése. bekapcsolási feszültség.

Figyelem!

Cégünk az EL sorozatú fázisvezérlő relék analógjait forgalmazza javított jellemzőkkel.

A JSC "VNIIR" vezető kutatója Cheboksaryban, V. Sushko cikkeiben "A teljes védelem drága. A fogyasztó hajlandó fizetni? ("Hírek az elektrotechnikáról" No. 5 (29) 2004) és az "EL sorozatú relék. A veleszületett fejlődési rendellenességek nehezen gyógyíthatók” („Elektrotechnikai Hírek”, 2004. 6 (30) sz.), a szerző egyrészt megkérdőjelezi a mikroprocesszoros technológia kisfeszültség-oldali alkalmazásának célszerűségét, másrészt ennek a technikának a lehetőségét a meghatározásban. az effektív feszültség értéke és áramerőssége. Úgy véli, hogy az analóg technológia módszerei egy ilyen problémát könnyebben és olcsóbban is megoldanak.

Nem értenek vele egyet a Novatek-Electro szakemberei, akik úgy vélik, hogy analóg technológiai módszerekkel szinte lehetetlen megoldani egy ilyen problémát, és nyilvánosságra hozzák eszközeik információfeldolgozó algoritmusait.

Az effektív érték mérésének elve.

Definíció szerint az X2 jel effektív értékének négyzete egyenlő a jel négyzetének átlagos értékével

X2= , (1)

ahol< >átlagolást jelent.

Egy x(t+T)=x(t) periodikus jel esetén a négyzet átlagértékét a T jel periódusára vonatkozó integráció határozza meg.

(2)

A feszültségrelé feladata a feszültség effektív értékének meghatározása, és annak értékétől függően egy bizonyos döntés meghozatala. Az effektív érték meghatározása és a döntéshozatal történhet akár analóg, akár digitális módszerekkel.

Analóg módszerek

a) különböző analóg modulok segítségével kapja meg a kívánt kimeneti jelet a bemeneti jelből.

b) döntsön a kimenő jel értékéről

Digitális módszerek

a) adja meg a jelértékek (számlálások) tömbjét.

b) elvégezni a leolvasások matematikai feldolgozását.

c) képezzen számértéket és döntsön róla.

Az analóg áramköri módszerekkel könnyen integrálhatók az analóg jelek. Az y(t) bemeneti jel birtokában viszonylag könnyen megvalósítható olyan integrátor egy műveleti erősítőn, amely a törvénynek megfelelően jelátalakítást végez.

Egy ilyen integrátor a megfelelő időben elindítható és visszaállítható. Azonban szinte lehetetlen megvalósítani analóg áramköri módszerekkel:

a) a jel négyzetre emelésének művelete, azaz egy olyan csomópont megvalósítása, amelyben a transzformációt végrehajtanák

x(t) > y(t) = x2(t)

b) a négyzetgyök kinyerésének művelete

x(t) > y(t) = vx(t)

Az ilyen műveletek végrehajtásához speciális analóg mikroáramkörökön készült összetett és drága egységek használatára van szükség. Az ilyen analóg jelátalakítók nemlineáris elemeken készülnek, alacsony hőmérséklet-stabilitás, paramétereltolódás jellemzi őket, és a jellemzők időszakos beállítását igénylik.

Vitatható, hogy egyik analóg relé sem határozza meg igazán a feszültség effektív értékét. Általában a jelet egyenirányítják és átlagolják

=∫|x(t)|dt (4)

és az így kapott értéket használjuk az effektív érték helyett az analóg relék döntéseihez.

A modern, beépített ADC-kkel (analóg-digitális konverterekkel) felszerelt mikrokontrollerek segítségével nagy pontossággal lehet meghatározni a jel effektív értékét.

Az effektív feszültségérték meghatározása.

Diszkrét jeleknél vagy folytonos jel diszkrét bemeneténél x(t) helyett x i értékek
a jelet x(t) > xi mintákkal helyettesítjük,

Az integrál helyébe az összeg lép (5)

A bemeneti hálózati feszültség egy rezisztív osztón keresztül jut a mikrokontroller analóg bemenetére. A mikrokontroller az Ui feszültség pillanatnyi leolvasását adja meg 10 kHz-es frekvencián.

Azonnali leolvasások szerint a következő történik:

a jel periódusának (feszültség) követése,

effektív érték meghatározása.

A jel effektív értékének meghatározásához az SUi2 pillanatnyi leolvasások négyzetösszegét halmozzák fel az időszak alatt. A minták értékeit négyzetre emeljük és összegezzük. Az időszak alatt felhalmozott mennyiséget normalizáljuk a vett minták számával SUi2/n, a kapott értékből kivonjuk a négyzetgyököt

Az U számított értéke lineárisan arányos a hálózati feszültség effektív értékével. Meg kell határozni az arányossági együtthatót

a) bemeneti feszültségosztó

b) a belső ADC kapacitása.

c) ADC referenciafeszültség.

Minden készülékhez automatikusan kiválaszt egy X konverziós tényezőt és eltárol a memóriában úgy, hogy a V = U * X érték megfeleljen az effektív feszültség voltban kifejezett értékének.

Így csak a mikrokontrollerek használata teszi lehetővé tömeges, olcsó eszközök létrehozását, amelyek nagy pontossággal mérik az effektív feszültségértékeket.

A hálózati feszültségek effektív értékének mérésének egyik jellemzője az

a) nagy bemeneti jel. A jelet a bemeneti osztó csillapítja, nincs benne elektronikus zaj.

b) kis tartományú jelváltozás. A ~220 V-os hálózatra vonatkozó döntések meghozatalához elegendő a 150-300 V tartományban nagy pontossággal mérni a feszültséget, azaz a bemeneti jel változási tartománya mindössze 2-szerese.

Feszültség esetén a leolvasási négyzetösszeg digitális felhalmozásának módszere lehetővé teszi az effektív érték nagy pontosságú mérését.

Az áram aktuális értékének meghatározása.

Az áramok effektív értékének mérése a következő:

a) kis bemeneti jel.

A jelet különféle érzékelőktől (Hall, áramváltók, söntök) veszik, általában az eszköztől távol, és előzetes erősítést igényel. A jel elektronikus zajt és egyenáram-eltolást tartalmaz;

b) a jelváltozások nagy tartománya. A mért áramértékek a bekapcsolt terheléstől függenek, és 100-1000-szeresek lehetnek.

Az ilyen jelek esetében a minták négyzetösszegének digitális felhalmozási módszere nem biztosítja a szükséges pontosságot. Az áramok effektív értékének mérési feladataihoz az effektív érték meghatározásának módszerét az áramjel egyes felharmonikusainak mérésével alkalmazzuk. A mérés elve az áramleolvasások bemeneti sorozatának konvolúciója a megfelelő referenciaharmonikussal a hálózati feszültség periódusára épített, azaz. szinuszfüggvényt szerkesztünk, melynek periódusa egybeesik a bemeneti feszültség periódusával. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az áram vagy teljesen hiányzik, vagy nincs egyértelműen meghatározott periodicitása, és a hálózati feszültség mindig egyértelműen meghatározott periodicitású.

Az x i bemeneti jel mintái az első harmonikus sin(t i) szinuszával konvolálnak (7)

Hasonlóképpen, a jel konvolúcióra kerül az első harmonikus koszinuszával (8)

A szinusz és a koszinusz közötti különbség jelentése az, hogy ez két egymásra merőleges függvény (9)

Az S1 és C1 értékek arányát a mért áram és feszültség közötti fáziseltolódás határozza meg, amely lehetővé teszi az áramok és feszültségek közötti fáziseltolódások, valamint az áramok közötti fáziseltolások mérését (háromfázisú terhelés esetén) .

A (10) érték lineárisan arányos az áram első felharmonikusának effektív értékével.

Hasonlóképpen konvolúciókat hajtanak végre több referenciaharmonikussal, és meghatározzák a bemeneti jel 3., 5., 7. harmonikusának effektív értékét.

A (11) érték lineárisan arányos az áram effektív értékével.

Az X konverziós tényező automatikusan kiválasztásra kerül a készülékben és eltárolódik a memóriában, így a V = U*X érték az aktuális érték amperben mért értékének felel meg Az elemzésbe bevont harmonikusok száma a készülék képességeitől függ. mikrokontroller az információbeviteli sebesség és a számítások szempontjából. Az olcsó készülékeknél elég a 7. felharmonikusra szorítkozni, hiszen a tapasztalat azt mutatja, hogy a valós áramjeleknél a 7 feletti harmonikusok összteljesítménye nem haladja meg a százalék töredékét és kizárásuk nem befolyásolja az effektív érték meghatározásának pontosságát. és döntéseket hozni.

Az analóg bemenettel rendelkező univerzális mikrokontrollerek használata lehetővé teszi olyan olcsó és megbízható vezérlőeszközök létrehozását, amelyek nagy pontossággal mérik a bemeneti mennyiségek effektív értékeit.

A mikrokontrollerek feszültség- és áramrelékei rendkívül stabilak, hosszú élettartamúak, és nem igényelnek paramétereket a teljes élettartam alatt.

A Schneider Electric nem villanyszerelőink felé mutat.

A fenti cikkek közül a másodikban V. Sushko nemcsak a hazai mikroprocesszoros eszközöket kritizálta, hanem azt is kijelentette, hogy a nyugati gyártók, különösen a Schneider Electric, sokkal tovább mentek a megbízhatóság és a mérési pontosság terén. A valóság azonban teljesen ellentétes képet mutat, és azt állíthatjuk, hogy a jelzett gyártó analóg (küszöb) elemeket használ a mérőkörben, amelyek elvileg nem alkalmasak megbízható mérésekre, különösen problémás hálózatokban.

A Szentpétervári Állami Kommunikációs Egyetem Vasúti Automatizálási és Telemechanikai Tesztközpontja (ITs ZhAT PGUPS) modern elembázison alapuló feszültségrelé beszállítót választott a múlt század 60-as éveiben tanúsított diszkrét eszközök helyettesítésére. Három relégyártót választottak: Meander, Schneider Electric, Novatek-Electro. A teszteket a GOST R 50656-2001 szabvány szerint végezték el, amely szigorúbb vizsgálati paramétereket ír elő, mint az általános ipari eszközök tesztjei. A jelen GOST szerint ezek az eszközök olyan műszaki eszközökre vonatkoznak, amelyek közvetlenül nem befolyásolják a vonatközlekedés biztonságát, és működésük tervezett helyét durva elektromágneses környezet jellemzi. harmadik osztályú jármű ZhATés működnie kell B minőségi feltétellel ha az ebben az osztályban meghatározott súlyossági fokokkal interferenciának vannak kitéve.

A harmadik osztályba tartozó TS ZhAT esetében a következő maximális tesztművelet-paraméterek állnak rendelkezésre:

Elektrosztatikus kisülések a GOST R 51317.4.2-99 szerint

Érintkezőkisülési impulzusfeszültség amplitúdója + 6 kV

Levegő kisülési impulzusfeszültség amplitúdója + 8 kV

Nanoszekundumos impulzuszaj a GOST R 51317.4.4-99 szerint

A zajimpulzus feszültség amplitúdója a teljesítmény- és a testáramkörökben + 2 kV

Az interferencia impulzus feszültségamplitúdója a bemeneti / kimeneti áramkörökben + 1 kV

Mikroszekundumos nagy energiájú impulzuszaj a GOST R 51317.4.5-99 szerint

A "vezeték - föld" feszültségimpulzus amplitúdója + 2 kV

A "huzal - vezeték" feszültségimpulzus amplitúdója + 1 kV

A feszültségimpulzus amplitúdója a bemeneti-kimeneti portokon + 1 kV

A tápfeszültség dinamikus változásai a GOST R 51317.4.11-99 szerint

Tesztfeszültség és az expozíció időtartama:

a tápfeszültség meghibásodása 0,7 Unom 1 másodpercig;

a tápfeszültség megszakítása V 0 Unom feltétellel 1,3 másodpercre;

tápfeszültség túlfeszültség 1,2 Unom 1 s.

Teljesítményfrekvenciás mágneses mező a GOST R 50648-94 szerint

Folyamatos mágneses tér 30 A/m

Rövid távú mágneses tér 300 A/m

Rádiófrekvenciás elektromágneses mező a GOST R 51317.4.3-99 szerint

Térerősség a 80 - 1000 MHz frekvenciasávban 10 V/m

Térerősség a 800-960 MHz és 1,4-2 GHz 30 V/m frekvenciasávban

Vezetett interferencia, amelyet rádiófrekvenciás elektromágneses okoz

mezők a GOST R 51317.4.6-99 szerint

Tesztfeszültség a 0,15 - 80 MHz 10 V frekvenciasávban

Vezetett interferencia a 0 és 150 kHz közötti frekvenciasávban a GOST R 51317.4.16-2000 szerint

Folyamatos zavaró feszültség 50 Hz 30 V frekvencián

Rövid távú zavaró feszültség 50 Hz 100 V frekvencián

Folyamatos zavaró feszültség a 15-150 Hz frekvenciasávban 100-10 1) V

Folyamatos zavaró feszültség a 150-1500 Hz 10 V frekvenciasávban

Folyamatos zavaró feszültség az 1,5-15 kHz 10-100 frekvenciasávban 2) V

Folyamatos zavaró feszültség a 15-150 kHz 100 V frekvenciasávban

Megjegyzések:

A tesztek a következő eredményeket adták:

A Meander által gyártott feszültségrelék az első teszt után (szó szerint) kiégtek,
- a Schneider Electric által gyártott relék egyetlen paraméternél sem adtak megbízható működést,
- A Novatek-Electro relék minden teszten megfeleltek.

Ennek eredményeként a megrendelő ezeket választotta, és most ezek a relék egy komplett vasúti automatizálási berendezés részeként lettek tanúsítva.

Ebben a bejegyzésben megvizsgáljuk, hogyan védheti meg magát túlfeszültségek és túlfeszültségek háromfázisú elektromos hálózatokban 380V.

Már részletesen megvizsgáltam, hogy a feszültségesések hogyan befolyásolják az elektromos vezetékeket és a hozzá csatlakoztatott eszközöket. Hadd emlékeztesselek röviden.

A feszültség megengedhető fölé emelése a háztartási készülékek meghibásodásához vezet - egyszerűen kiég.

A feszültség megengedett szint alá csökkentése veszélyes az elektromos motoros háztartási készülékekre, mivel megnő az indítóáram, ami károsíthatja a tekercseiket.

Ezért az elektromos vezetékek és a hozzá csatlakoztatott elektromos készülékek védelme érdekében feszültségszabályozó reléket alkalmaznak, amelyeket túlfeszültségreléknek, „sorompóknak” vagy maximális és minimális feszültségreléknek is neveznek.

Ezek a relék figyelik a feszültség effektív értékét az elektromos hálózatban, és ha az meghaladja a beállított tartományt, leválasztják a külső táphálózatot a belső hálózatról, védve magát a belső vezetékeket és a hozzá kapcsolódó elektromos készülékeket.

Ebben a cikkben két különböző sémát és két különböző lehetőséget fogunk megvizsgálni a feszültségrelé használatára háromfázisú 380 V-os elektromos hálózatokban, példaként a DigiTOP feszültségrelé használatával.

Ennek a cikknek a célja egy sematikus megoldás bemutatása a háromfázisú elektromos hálózatok túlfeszültség elleni védelmére. Használhat más gyártók relékét is, az elv ugyanaz marad.

A feszültségrelé és az áramkör működési elvének részletes leírását egy cikkben vettem figyelembe. Magához a reléhez részletes utasításokat tölthet le az internetről, itt röviden emlékeztetem, hogy a relének két beállítása van:

- az első, amikor a feszültség meghaladja a maximális értéket, alapértelmezés szerint 250 V;
- a második beállítás, ha a feszültség 170 V alá esik (alapértelmezés szerint).

Ezeket a paramétereket a relé előlapján lehet beállítani a gombokkal.

Amikor a feszültség túllépi ezt a tartományt, a relé kinyitja a tápérintkezőt, és leválasztja a külső elektromos hálózatot a belsőről.

Az újracsatlakozáshoz késleltetési időt is beállíthat. A relé kikapcsolása után a relé áramköre figyeli a feszültségértéket, majd amikor ismét visszatér a működési tartományba, egy időbeli késleltetés után a relé ismét lezárja a tápérintkezőjét, és a külső elektromos hálózatot a belsőre köti.

Azokban a lakásokban és házakban, ahol a vezetékek háromfázisúak, továbbra is főként egyfázisú fogyasztókat használnak - hagyományos háztartási készülékeket és készülékeket.

Fogyasztók fázisonként, hogy lehetőség szerint egyenletes terhelés legyen az egyes fázisokon.

Nézzük mindezt egy konkrét példával.

A háromfázisú feszültség a bevezető megszakítón, háromfázisú villamos energia mérőn keresztül jut a lakás elektromos vezetékeihez.

A fogyasztókat a következő három fázis mindegyikében csoportosítják:

- elektromos tűzhely csatlakozik az LA első fázishoz;
— az egyik helyiség klímaberendezése, mosógépe és konnektorai a második LB fázishoz csatlakoznak;
- az LC harmadik fázisában konyhai konnektorok, másik helyiség aljzatai és világítás be vannak kötve.

Annak érdekében, hogy amikor a feszültségszabályozás kioldásakor a feszültség túllépi a megengedett értéket, akkor az egész lakás ne áramoljon le egyszerre, egy közös helyett három külön feszültségrelé kerül beépítésre minden fázisba.

Ha az egyik fázisban a feszültség túllépi a működési tartományát, a megfelelő relé csak ebben a fázisban kapcsol be és kapcsolja ki a belső vezetékeket. A fennmaradó fázisokban, ha a feszültség a megadott tartományon belül van, a fogyasztók csatlakoztatva maradnak és működőképesek.

A séma részletes, lépésről lépésre történő működéséhez tekintse meg a cikk alján található videót.

Háromfázisú fogyasztók csatlakoztatása esetén kissé eltérő áramkört használnak.

Ehhez egy speciális háromfázisú feszültségrelét használnak, amely lehetővé teszi az egyes fázisok feszültségének szabályozását, a fázissorrendet és a fáziskiegyensúlyozatlanság szabályozását.

A csatlakozási rajz ebben az esetben így fog kinézni.

Mindhárom fázis csatlakozik a feszültségreléhez, és így a relévezérlő minden fázishoz külön szabályozza a feszültséget, a megfelelő fázissorrendet és fáziskiegyensúlyozatlanságot.

A K1 kontaktor a feszültségszabályozó relé tápérintkezőin keresztül csatlakozik. A kontaktor tekercsének egyik vége a nulla vezetékhez, a másik vége a relé tápérintkezőin keresztül az egyik fázishoz csatlakozik. Az LA fázisra vonatkozó tervünkön.

A védőkapcsoló K1.1, K1.2, K1.3 tápfeszültség normál érintkezői külső háromfázisú elektromos hálózatot csatlakoztatnak háromfázisú terheléshez. Ezek lehetnek villanymotorok, erős fűtőtestek, átfolyós vízmelegítők stb.

A feszültségrelé mindhárom fázisban felügyeli az üzemi feszültségek szintjét, és ha azok tűréshatáron belül vannak, akkor a relé tápérintkezőjén keresztül áramot kap a K1. A kontaktor érintkezői zárt állapotban vannak, és a külső hálózat háromfázisú feszültsége a terhelésre kerül.

Ha az egyik fázisban a feszültség túllépi a beállított tartományt, a feszültségrelé kinyitja a tápérintkezőjét, és megvonja a tápfeszültséget a K1 kontaktor tekercsétől. A kontaktor érintkezői kinyílnak, leválasztva a terhelést a külső háromfázisú hálózatról.

Amikor a feszültség visszatér az üzemi tartományba, a feszültségrelé késleltetés után ismét zárja a tápérintkezőjét, és tápfeszültséget ad a kontaktor tekercsének.

A kontaktor érintkezői bezáródnak, és a terhelés újracsatlakozik a hálózathoz.

Ez a séma így működik. A mindennapi életben ezt a sémát ritkán használják, ez inkább ipari lehetőség, leggyakrabban az első sémát használják.

További részletekért lépésről lépésre tekintse meg ezeknek a sémáknak a működését a videóban:

Feszültségszabályozó relé. Túlfeszültség elleni védelem háromfázisú hálózatokban

Anyagok ajánlása

A háromfázisú feszültség minőségének ellenőrzésére és az elektromos berendezések védelmére vészhelyzet esetén fázisvezérlő reléket használnak. Ebben az esetben a vészhelyzetek a következők: fázisszimmetria megsértése, fáziskimaradás, fázissorrend megsértése, valamint a feszültség csökkenése vagy növekedése a beállítási szint alá egy háromfázisú hálózat legalább egyik fázisában. . A rossz minőségű tápellátás elleni védelem mellett az ilyen relék használata nagyban megkönnyíti a beállítási munkát.

A fázisvezérlő relé használata különösen hasznos a berendezések háromfázisú hálózatra történő gyakori újracsatlakoztatása esetén, különösen akkor, ha ez a berendezés szigorú fázisozást, azaz a fázissorrendnek való megfelelést igényel. Egyes gépek motorjainak helyes forgásiránya gyakran függ a fázissorrendtől, és ha ez megsérti, akkor a forgás az ellenkező irányba történik, és ez nemcsak a megfelelő működési mód megsértéséhez vezethet, hanem súlyos károsodáshoz is vezethet. a gép meghibásodása, amely költséges javítást igényel.

Megvéd az ilyen helyzetektől fázisvezérlő relé. A relé áramkör határozza meg a fázissorrendet a bemeneten, és ennek megfelelően a kimeneten lévő érintkezők megfelelően működnek. És ha a fázisok helyes sorrendje megsérül, a gép egyszerűen nem indul el, és sértetlen marad.

Ha valamelyik fázis meghibásodik, valamint ha valamelyik fázis feszültsége a beállítás által beállított érték alá csökken, a relé 1-3 másodpercen belül lekapcsolja a terhelést. Amikor a feszültség visszatér a megadott megengedett értékekre, akkor 5-10 másodperc múlva a terhelés visszakapcsol a hálózatra. A relé automatikusan észleli legalább egy fázis kimeneti feszültségét a megengedett határokon túl, és kikapcsolja a terhelést, majd követi a visszatérést a megengedett szintre, és újra bekapcsolja a terhelést.

Az ilyen relék egyes modelljeiben a ki- és bekapcsolási késleltetési idő állítható, de a feszültség aszimmetria szintjét az összes fázisvezérlő relén manuálisan állítják be. A fázisvezérlő relék kimenetei mind a kontaktorok vagy mágneses indítók tekercseit kapcsolhatják, például a motorok indításához, mind a jelzőlámpát vagy csengőt tartalmazó vezérlőáramkört.

A fázisvezérlő relé működési elve a negatív sorrendű harmonikusok kiválasztásán alapul (a fő egyből kettő többszörösei). A torzításoknál és fázistöréseknél pontosan ilyen harmonikusok jelennek meg a hálózatban. Ezeknek a harmonikusoknak az elkülönítésére negatív sorrendű szűrőket használnak, amelyek a legegyszerűbb esetben passzív analóg szűrők aktív és reaktív elemekkel (RC-láncok), kétkarú típusúak, amelyek kimenetén elektromágneses relék kapcsolnak be. A vezérlő áramkör mikrokontrollerre is felszerelhető.

Az ilyen relék használata a háromfázisú feszültségű hálózatok elektromos berendezéseinek védelmére megmenti az aszinkron motorok tekercseit a kiégéstől, és a drága berendezéseket az idő előtti meghibásodástól. A hűtők, mosógépek, klímaberendezések és egyéb háztartási gépek, amelyek rendelkeznek, könnyen meghibásodhatnak, ha hirtelen leesik a tápfeszültség, így a fázisvezérlő relék nemcsak a nagyvállalatokban, hanem a mindennapi életben is széles körben használatosak.

Egy műszaki helyzet eredménye, amikor a motor állórész-tekercsei a beállított paraméterértékeknél nagyobb áramot vesznek fel, többlethő. Ez a tényező a motorszigetelés minőségének csökkenését okozza. A berendezés tönkremegy.

A termikus túlterhelésrelék válaszideje általában nem elegendő ahhoz, hogy hatékony védelmet nyújtson a nagy áramerősség által keltett hőtöbblet ellen. Ilyen esetekben csak a fázisvezérlő relé tekinthető hatékony védőeszköznek.

Az ilyen típusú elektromos készülékek funkcionalitása sokkal szélesebb, mint a túlmelegedés és a rövidzárlat elleni védelem.

A gyakorlatban feljegyzik a relé hatékony tulajdonságait a túlterhelt fázisok kiválasztásához, amelyek végső soron átfogó védelmet nyújtanak.

Az egyik a sok tervezési lehetőség közül a fázisrelék gyártásában. A különböző esetek és áramkör-konfigurációk ellenére azonban az eszközök funkcionalitása ugyanaz.

A fázisfigyelő eszközöknek köszönhetően a következő előnyök érhetők el:

• a motor élettartamának növekedése;
• költséges javítások vagy motorcsere csökkentése;
• a motorhibák miatti állásidő csökkentése;
• csökkenti az áramütés kockázatát.

Ezenkívül a készülék megbízható védelmet nyújt a tűz és a motor tekercseinek rövidzárlat ellen.

A védőrelék jellemző kialakítása

A háromfázisú rendszerekben való használatra tervezett védelmi eszközöknek két fő típusa létezik - árammérő relék és feszültségmérő relék.

Az eszközök használatának előnyei

Az áramvédő relék túlnyomó oldala a viszonylatban nyilvánvaló. Az ilyen típusú készülékek az EMF (elektromotoros erő) hatásától függetlenül működnek, amely mindig kíséri a motor túlterhelése során fellépő fáziskiesést.

Ezen túlmenően az árammérés elvén működő eszközök képesek észlelni a rendellenes motoros viselkedést. A felügyelet lehetséges az elágazó áramkör vonali oldalán vagy a terhelési oldalon, ahol a relé be van szerelve.

Így néz ki az egyik feszültségszabályozó relé modell. Az ilyen eszközök nemcsak ipari igényekhez, hanem magánháztartásokhoz is használhatók.

A folyamatot a feszültségmérés elve szerint vezérlő eszközök a rendellenes működési állapotok észlelésére korlátozódnak, csak a vezeték azon oldalán, ahol a készülék csatlakozik.

A feszültségérzékeny eszközöknek azonban van egy fontos előnyük is. Ez abban rejlik, hogy az ilyen típusú eszközök képesek olyan rendellenes állapotot észlelni, amely nem függ a motor állapotától.

Például egy olyan típusú relé, amely érzékeny az áramváltozásokra, csak közvetlenül a motor működése közben észleli a fázisok rendellenes állapotát. De a feszültségmérő készülék közvetlenül a motor indítása előtt védelmet nyújt.

Emellett a feszültségmérő készülékek előnyei közül kiemelkedik az egyszerű telepítés és az alacsonyabb ár.

Az ilyen típusú védelmi eszközök:

• nem igényel további áramváltókat;
• rendszerterheléstől függetlenül alkalmazzák.

És ahhoz, hogy működjön, csak csatlakoztatni kell a feszültséget.

Fázishiba észlelése

A fázishiba nagyon lehetséges az áramelosztó rendszer egyik részének biztosítékának meghibásodása miatt. A kapcsolóberendezés mechanikai meghibásodása vagy valamelyik tápvezeték megszakadása szintén fáziskiesést idéz elő.

A motorvédelem vezérlőrelén keresztül szerveződik. Ez a módszer lehetővé teszi a motorok hatékonyabb működtetését anélkül, hogy félne a gyors meghibásodástól.

Az egyik fázison működő háromfázisú motor a maradék két vezetékből veszi fel a szükséges áramot. Ha egyfázisú üzemmódban próbálja elindítani, a forgórész leblokkol, és a motor nem indul el.

Az egységnyi termikus túlterhelésre eső reakcióidő túl hosszú lehet ahhoz, hogy hatékony túlmelegedés elleni védelmet biztosítson. Ha nincs beállítva az ellene való védelemre, akkor a motor tekercseiben megjelent túlmelegedés miatti hiba esetén.

A háromfázisú motorok fáziskimaradási tényezőtől való védelme nehéz, mert egy alulterhelt háromfázisú motor, amely háromból egy fázison működik, regenerált (back EMF) nevű feszültséget generál.

Törött tekercsben van kialakítva, és gyakorlatilag megegyezik a kieső bemeneti feszültség értékével. Ezért a csak a feszültség nagyságát figyelő feszültségérzékelő relék ilyen helyzetekben nem nyújtanak teljes védelmet a fáziskimaradási tényező ellen.

A fázis- és feszültségszabályozó eszköz háromfázisú motorvezérlő áramkörhöz történő csatlakoztatásának sémája. Ez egy klasszikus áramköri változat, a gyakorlatban mindenhol használatos.

Magasabb fokú védelem érhető el olyan eszközzel, amely képes érzékelni a fázisszög-eltolást, amely jellemzően a fáziskiesést kíséri. Normál körülmények között a háromfázisú feszültség 120 fokkal fázison kívül van egymással. Hiba esetén a szög a normálhoz képest 120 fokkal eltolódik.

Fázisfordítás észlelése

Fázisváltás történhet:

1. A motoros berendezéseken karbantartást végeznek.
2. Változások történtek az áramelosztó rendszerben.
3. Amikor a tápellátás helyreállítása más fázissorrendet eredményez, mint az áramszünet előtt.

A fázisfordítás észlelése fontos, ha egy hátramenetben futó motor károsíthatja a hajtott gépet, vagy ami még rosszabb, testi sérülést okozhat a szervizszemélyzetnek.

A védőrelék használata többek között a dolgozó személyzet biztonságának biztosítására szolgál: 1 - megszakadt fázis; 2 - fokozatú feszültség

Az elektromos hálózatok üzemeltetésére vonatkozó szabályok megkövetelik az esetleges fázisfordítás elleni védelem alkalmazását minden berendezésen, beleértve a személyzetet szállító járműveket is (mozgólépcsők, liftek stb.).

Feszültség kiegyensúlyozatlanság észlelése

Kiegyensúlyozatlanság általában akkor fordul elő, ha az elektromos hálózat által táplált bejövő vonal-vonal feszültségek különböző szintűek. Kiegyensúlyozatlanság akkor fordulhat elő, ha a világítás, az elektromos aljzatok, az egyfázisú motorok és más berendezések egyfázisú terhelései külön fázisokra vannak csatlakoztatva, és nincsenek kiegyensúlyozottan elosztva.

Ezen esetek bármelyikében áramkiegyensúlyozatlanság alakul ki a rendszerben, ami csökkenti a hatékonyságot és lerövidíti a motor élettartamát.

A háromfázisú motorra adott kiegyensúlyozatlan vagy elégtelen feszültség az állórész tekercseinek áramkiegyensúlyozatlanságához vezet, amely megegyezik a fázisok közötti feszültség kiegyensúlyozatlanság többszörösével. Ezt a pillanatot viszont a fűtés növekedése kíséri, ami a motorszigetelés gyors tönkremenetelének fő oka.

Az égett motor állórész tekercselése, mondhatni, gyakori jelenség, ahol nem tervezték relévezérlés bevezetését a vezérlőáramkörbe

Az ismertetett összes műszaki és technológiai tényező alapján nyilvánvalóvá válik az ilyen típusú relék alkalmazásának fontossága, és nem csak a villanymotorok, hanem a generátorok, transzformátorok és egyéb elektromos berendezések üzemeltetéséhez is.

Hogyan kell csatlakoztatni a vezérlőkészüléket?

A fázisokat vezérlő relék kialakítása az összes elérhető termékpalettával egységes testet tartalmaz.

A termék szerkezeti elemei

Az elektromos vezetékek csatlakoztatására szolgáló sorkapcsok általában a ház elején találhatók, ami kényelmes a szerelési munkákhoz.

Maga a készülék DIN sínre vagy egyszerűen lapos síkra szerelhető. A sorkapocs interfész általában egy szabványos megbízható bilincs, amelyet legfeljebb 2,5 mm 2 keresztmetszetű réz (alumínium) vezetékek rögzítésére terveztek.

A műszer előlapján található a beállító gomb/ok és a fényvezérlő jelzés. Ez utóbbi mutatja a tápfeszültség meglétét / hiányát, valamint a működtető szerkezet állapotát.

A potenciométer beállítási elemei között lehet riasztásjelző, csatlakoztatott terhelésjelző, üzemmódválasztó potenciométer, aszimmetriaszint-szabályozás, feszültségesés szabályozó, időkésleltetési potenciométer

A háromfázisú feszültség a készülék kezelőkapcsaira csatlakozik, a megfelelő műszaki jelzésekkel (L1, L2, L3) jelölve. A nullavezető felszerelését az ilyen eszközökre általában nem biztosítják, de ezt a pillanatot kifejezetten a relé kialakítása - a modell típusa - határozza meg.

A vezérlőáramkörökhöz való csatlakoztatáshoz egy második interfészcsoportot használnak, amely általában legalább 6 működő terminálból áll. A relé érintkezőcsoportjának egy párja átkapcsolja a mágneses indító tekercs áramkörét, és a második páron keresztül - az elektromos berendezés vezérlőáramkörét.

Minden nagyon egyszerű. Azonban minden egyes relémodellnek megvannak a saját csatlakozási jellemzői. Ezért a készülék gyakorlati használata során mindig a mellékelt dokumentációt kell követnie.

A szerelvény beállításának lépései

Ismételten, változattól függően, a termék kialakítása különféle áramköri beállításokkal és beállítási lehetőségekkel szerelhető fel. Vannak egyszerű modellek, amelyek lehetővé teszik egy vagy két potenciométer konstruktív kimenetét a vezérlőpanelre. És vannak olyan eszközök, amelyek speciális testreszabási elemekkel rendelkeznek.

Mikrokapcsolókkal történő beállítás elemei: 1 – mikrokapcsoló blokk; 2, 3, 4 - az üzemi feszültség beállítási lehetőségei; 5, 6, 7, 8 - az aszimmetria / szimmetria funkciók beállítási lehetőségei

Az ilyen fejlett hangolóelemek között gyakran találhatók blokk-mikrokapcsolók, amelyek közvetlenül a nyomtatott áramköri lapon helyezkednek el a műszerház alatt vagy egy speciális nyílásban. Mindegyikük egyik vagy másik pozícióba állításával létrejön a szükséges konfiguráció.

A beállítás általában a névleges védelmi értékek beállítására vonatkozik a potenciométerek elforgatásával vagy a mikrokapcsolók elhelyezkedésével. Például az érintkezők állapotának figyeléséhez a feszültségkülönbség (ΔU) érzékenységi szintjét általában 0,5 V-ra állítják.

Ha szükséges a terhelésellátó vezetékek vezérlése, a feszültségkülönbség-érzékenység szabályozót (ΔU) olyan határhelyzetbe kell állítani, ahol a munkajelről a vészjelzésre való átmenet pontja kis tűréssel a névleges érték felé van jelölve. .

Általános szabály, hogy az eszközök beállításának minden árnyalatát egyértelműen leírják a kísérő dokumentációban.

A fázisvezérlő berendezés jelölése

A klasszikus eszközöket egyszerűen jelölik. A tok elülső vagy oldalsó paneljén karakter-numerikus sorozatot helyeznek el, vagy a megjelölést fel kell tüntetni az útlevélben.

Jelölési lehetőség az egyik legnépszerűbb háztartási készülékhez. A jelölés az előlapon található, de vannak eltérések az oldalfalakon való elhelyezéstől is

Tehát egy orosz gyártmányú eszköz a semleges vezeték nélküli csatlakoztatáshoz meg van jelölve:

EL-13M-15 AS400V

ahol: EL-13M-15 a sorozat neve, AC400V a megengedett AC feszültség.

Az importált termékek mintáit némileg eltérő címkével látják el.

Például a "PAHA" sorozatú relé a következő rövidítéssel van jelölve:

PAHA B400 A A 3 C

A visszafejtés valahogy így néz ki:

1. PAHA a sorozat neve.
2. B400 - szabványos feszültség 400 V vagy transzformátorról csatlakoztatva.
3. A - beállítás potenciométerekkel és mikrokapcsolókkal.
4. A (E) - háztípus DIN-sínre vagy speciális csatlakozóba szereléshez.
5. 3 - tok mérete 35 mm-ben.
6. C - a kódjelzés vége.

Egyes modelleknél a 2. bekezdés elé még egy érték hozzáadható. Például "400-1" vagy "400-2", és a többi sorrendje nem változik.

Így jelölik a fázisvezérlő eszközöket, amelyek további tápcsatlakozóval vannak ellátva egy külső forrás számára. Az első esetben a tápfeszültség 10-100 V, a másodikban 100-1000 V.

Megismertetni fogja a terheléskapcsoló működési elvével, tervezési jellemzőivel és céljával, melynek elolvasását nagyon ajánljuk.

Következtetések és hasznos videó a témában

A videó az EKF egyetlen termékének leírására és áttekintésére szolgál. Azonban szinte minden gyártott fázisvezérlő eszköz ugyanazon az elven működik:

A piacon kapható eszközök sokfélesége mellett nehéz bármilyen jelölési szabványt meghatározni. Ha a külföldi gyártók egy kánon szerint jelölnek, akkor a hazaiak - mások szerint. Ennek ellenére mindig lehetőség van referencia adatokra hivatkozni, ha a jellemzők pontos értelmezése szükséges.

Egyes technológiai folyamatok magas színvonalú megvalósítását a modern világban nagy pontosságú és drága berendezések biztosítják. Amelynek működése közvetlenül függ a betáplált villamos energia minőségétől és a tápvezetékek állapotától. Sajnos nem minden hazai hálózat képes biztonságos működési módot biztosítani számukra, ami a törés veszélyét okozza. Ennek megakadályozására speciális védőeszközöket használnak - fázisvezérlő relék (RKF).

Lehetővé teszik a terhelés leválasztását a hálózati hibás működés esetén. Minden, ami veszélyt jelenthet a berendezésre, és befolyásolhatja annak munkájának vagy a technológiai folyamatnak a hatékonyságát, azonnali feszültségmentesítés jelzéseként érzékelhető, és a vezérlőrelé kikapcsolja a kapcsolóelemeket.

Kialakítás és működési elv

Rizs. 1. A relé kialakítása a CKF-2BT készülék példáján

Szerkezetileg az eszköz bemeneti és kimeneti érintkezőket, normál tápellátás és vészhelyzet jelzőit, szabályozókat tartalmaz, amelyeket a diagramon a megfelelő számok jelzik (1. ábra):

1. Vészhelyzet jelző;
2. Terhelés csatlakoztatva jelző;
3. Egy potenciométer, amely lehetővé teszi a kívánt üzemmód kiválasztását;
4. Aszimmetria szint szabályozó;
5. Feszültségcsökkentő szabályozó;
6. Potenciométer a kioldási idő beállításához.

Nem minden modell biztosítja a fenti paraméterek teljes beállítási skáláját. Ezek egy adott relé céljától és hatókörétől függenek.

Rizs. 2. Működési vázlat

Normál üzemmódban az E1 EMF-forrásról (2. ábra) érkező tápfeszültség áramkört kap a fogyasztó, legyen szó motorról, szerszámgépről vagy egyéb berendezésről. Az R fázisvezérlő relé a megfelelő kapcsokon keresztül csatlakozik a leágazáshoz, amelyeket az ábrán L1, L2, L3 jelzéssel és N nulla vezetékkel jelöltünk. A készülék belsejében egy logikai áramkör van felszerelve a tranzisztorokon, amely jelet küld a kimeneti érintkezőkről. megtörni az indítótekercset P a kikapcsoláshoz. Szükség esetén a leállási jel konfigurálható mind a fogyasztó feszültségmentesítésére, mind a külső elektromos hálózat leválasztására.

Vészhelyzet esetén - az egyik fázis elvesztése, rövidzárlat, az áramok éles növekedése, a hálózat elektromos paramétereinek harmonikus összetevője megváltozik. Mire reagál a védelmi eszköz, és megfelelő jelet küld a kontaktor tekercsének a tápáramkörökön keresztül a 24. és 21. kapcsokon keresztül, hogy kikapcsoljon.

A fogyasztók áramellátásának gyakorlatában a tápérintkezők működtetése után az ellátó hálózat paramétereinek természetes helyreállítása következhet be, amelyben a fázisok egymáshoz igazodnak. Ebben az esetben a relé visszahelyezi az érintkezőket bekapcsolt helyzetbe, aminek következtében az automatikus visszazárási rendszer megvalósul, és a motor vagy más fogyasztó tekercseinek feszültségellátása folytatódik.

A "Start" és "Stop" gomboknak köszönhetően manuálisan vezérelheti az elektromos készülék tápellátását.

Cél és funkciók

Ezt a technológiát háromfázisú terhelések hálózatában használják. Leginkább szinkron vagy aszinkron villanymotor, háromfázisú nagypontosságú szerszámgépek, technológiai elektronika, szivattyúk védelmére van a kereslet. Ne feledje, hogy a hibás fázissorrend alacsony hatékonyságot, túlmelegedést és csökkent szigetelési szintet eredményez, ami áttöréshez vezethet.

A következő célokra használják:

• Átalakító berendezések kapcsolásához, amelyeknél fontos a fázissorrend betartása: tápegységek, egyenirányítók, inverterek és generátorok;
• (tartalék áramforrások üzembe helyezéséhez) vagy vészvilágítási rendszer csatlakoztatásához;
• Speciális berendezésekhez - szerszámgépek, daruberendezések, amelyek teljesítménye nem haladja meg a 100 kW-ot;
• Háromfázisú, legfeljebb 75 kW teljesítményű motorok elektromos hajtásaihoz.

Ez a készülék nem használható egyfázisú terhelések kapcsolására.

Általánosságban elmondható, hogy a fázisvezérlő relét különféle ipari és háztartási berendezésekhez használják, és kötelező biztosíték azokhoz a vezérlőáramkörökhöz, amelyek a külső vezetékek feszültségértékének és egyéb paramétereinek állandó felügyeletét igénylik.

Háromfázisú hálózatokban a következőket vezérli:

• feszültségszint, amelyet túlnyomó többségben az ebbe az osztályba tartozó berendezésekre alkalmaznak olyan esetekben, amikor azok értéke meghaladja a megállapított határokat;
• fázisforgatás- vészhelyzeti fázistapadás esetén, vagy ha a berendezés tápbemeneteihez képest helytelenül helyezkednek el, átkapcsolást végez;
• fázisvesztés- fáziskimaradás és ezt követő feszültséghiány esetén lekapcsolja a fogyasztót;
• fázis egyensúlyhiány– kapcsolást végez a névleges értékhez viszonyított fázis- vagy lineáris feszültség változása esetén.

A fázisvezérlő relé előnyei

Más vészleállító eszközökhöz képest ezek az elektronikus relék számos jelentős előnnyel rendelkeznek:

• -hez képest nem függ az ellátó hálózat EMF-jének hatásától, mivel működése az áramról van hangolva;
• lehetővé teszi a kóros túlfeszültségek meghatározását nemcsak a háromfázisú táphálózatban, hanem a terhelés oldaláról is, ami lehetővé teszi a védett alkatrészek körének bővítését;
• Ellentétben a relékkel, amelyek az elektromos motorok áramának megváltoztatására szolgálnak, ez a berendezés lehetővé teszi a feszültségparaméter rögzítését is, több paraméter vezérlését biztosítva;
• képes meghatározni a tápfeszültségszintek kiegyensúlyozatlanságát az egyes vezetékek egyenetlen terhelése miatt, ami tele van a motor túlmelegedésével és a szigetelési paraméterek csökkenésével;
• nem igényel további transzformáció kialakítását az üzemi feszültség részéről.

A csak feszültségű reléktől eltérően hatékony védelmet nyújt a hátsó EMF által generált regenerált feszültség ellen. Abban az esetben, ha az egyik fázisfeszültség kiesik, a motor továbbra is elegendő energiát nyer a maradék kettőből. Ebben az esetben a feszültségmentesített fázisban a forgórész forgásából EMF keletkezik, amely vészüzemmódban két fázisból tovább pörög.

Tekintettel arra, hogy a villanymotorok mágneskapcsolói nem nyílnak ki a reléből a művelet során, fennáll annak a veszélye, hogy az elektromos gép tönkremegy annak további meghibásodásával. A felügyeleti relé pedig képes érzékelni a fázisszög eltolódását, ezáltal teljes védelmet nyújt.

Ez a funkció különösen akkor releváns, ha a motor működési módja a fordított forgása esetén károsíthatja a forgó elemet vagy megsértheti a dolgozót. Általában ilyen helyzet áll elő, ha változtatásokat hajtanak végre egy elektromos gép áramkimaradása, a fázisterhelések változása, a fázissorrend és egyebek során.

Műszaki adatok

A fázisvezérlő relé által megvalósított műszaki paraméterek közül ki kell emelni:

• tápfeszültség;
• túlfeszültség szabályozási tartomány;
• feszültségszint-csökkentési tartomány;
• késleltetési korlátok a túlfeszültség utáni bekapcsoláshoz;
• időkésleltetési korlátok a feszültségesés utáni bekapcsoláshoz;
• fáziskimaradás esetén a leállásra fordított idő;
• névleges áram az elektromágneses relé érintkezőin;
• érintkezők száma kapcsolási műveletek elvégzéséhez;
• készülék teljesítménye;
• Éghajlati teljesítmény;
• mechanikai és elektromos tartósság.

A kapcsolási rajz határozza meg a fázissorrendet, így a normál terhelési teljesítmény lehetséges, feltéve, hogy a telepítés és a konfigurálás során ezeket megfelelően betartják. Ebben az esetben lehetőség van a kapcsolási késleltetés beállítására a készülék különféle üzemmódjaihoz. Így a motoroknál az indítás pillanatában lehetőség van a válaszkésleltetési idő 1-3 másodpercre állítására, hogy ellenálljon az indítási áramoknak.

Ugyanez vonatkozik a vészüzem visszaállításának lehetőségére abban az esetben, ha a kapcsolás előtti idő 5 és 10 másodperc között állítható.

A népszerű fázisvezérlő relék áttekintése

• RNPP-311 relé Az ukrán gyártás az egyik legnépszerűbb és legmegfelelőbb hálózat a posztszovjet térben. A rövidítés a feszültség, ferdeség és fázissorrend relé rövidítése. A modern módosítások a szabványos paraméterek mellett a feszültségfrekvencia követésére is képesek.
• OMRON K8AB ez a modell nemcsak a feszültségszint csökkenését, hanem túllépését is szabályozza, ezáltal a korlátozó vagy levezető funkcióit is sokkal hatékonyabban látja el. Számos módosítása van, amelyek a válaszküszöbök és a műszaki paraméterek beállításában különböznek.
• Carlo Gavazzi DPC01 két relével különbözik a készülék kimeneti kapcsain. Számos beállítási ponttal rendelkezik a különböző paraméterekhez, és egy üzemmódkapcsolóval rendelkezik. 7 lehetséges funkciót biztosít késleltetések, intervallumok vagy ciklikus funkciók beállításához.
• EL-11 relé a hazai gyártás szabályozza az elektromos hálózat paramétereit, zárt fűtött és fűtetlen helyiségekben egyaránt használható. Bármilyen helyzetben felszerelhető, de védelmet igényel a közvetlen napfénytől és a légköri nedvességtől.

Tipikus kapcsolási rajzok

A legtöbb esetben a gyártó beállítja az összes szükséges adatot egy adott relé csatlakoztatásának módjáról az egyes eszközök házához. Vegyünk például néhány sémát a jól ismert gyártóktól:

Csatlakozási rajz RKF RNPP-311

A diagram a sorkapocssor csatlakoztatását mutatja az L1, L2, L3 vonal és a nulla nulla megfelelő fázisaihoz. A kimeneten két feszültségben eltérő "Output 1" és "Output 2" vezérlőáramkör lehetséges. szinteket.

Az áramellátás az L1, L2, L3 bemeneti csatornákon és a nulla N-en keresztül történik. A kimenet két lehetőség közül választhat: egy háromfázisú háromvezetékes rendszer és egy háromfázisú négyvezetékes rendszer, a megfelelő kapcsolóval való működéshez.

Az előző opciókkal ellentétben az L1, L2, L3 bemeneti kapcsokat biztosítékok táplálják. A paraméterbeállító blokk lehetővé teszi a megfelelő működési mód és a hozzájuk tartozó leállási határértékek beállítását. Két manuálisan kapcsolt kimenet vezérlőjeleket küld a kapcsolókészülékeknek.

Az utolsó két diagram a másodlagos terhelésleválasztó áramkörök működését mutatja a megfelelő időkésleltetéssel ezeken a kapcsokon. Amint látható, minden csatlakozási sémának azonos komponensei vannak, amelyek az összes olyan hálózati paraméter figyelésére szolgálnak, amelyek a háromfázisú fogyasztók tápellátásának meghibásodását jelezhetik.