Принцип работы и схема подключения реле контроля фаз

Схемы применения и подключения реле контроля фаз и напряжения РНЛ-1

Модель потребляет меньше 2 ВА. После нормализации напряжения контрольное устройство вновь включает подачу электроэнергии через период времени, указанный в заводских настройках.
Преимущества реле контроля фаз В сравнении с другими устройствами аварийных отключений данные электронные реле отличаются рядом весомых преимуществ: в сравнении с реле контроля напряжения не зависит от влияния ЭДС питающей сети, так как его работа отстраивается от тока; позволяет определять аномальные скачки не только в трехфазной сети питания, но и со стороны нагрузки, что позволяет расширить спектр защищаемых компонентов; в отличии от реле, работающих на изменение тока в электродвигателях, данное оборудование позволяет фиксировать еще и параметр напряжения, обеспечивая контроль по нескольким параметрам; способно определить дисбаланс уровней питающих напряжений из-за неравномерности загрузки отдельных линий, что чревато перегревом двигателя и снижением параметров изоляции; не требует формирования дополнительной трансформации со стороны рабочего напряжения

Сгоревшая обмотка статора мотора — можно сказать, обычное явление там, где не предусматривалось внедрение в цепь управления релейного контроля Исходя из всех описанных технических и технологических факторов, становится очевидной важность применения этого типа реле и не только для случаев эксплуатации электрических двигателей, но также для генераторов, трансформаторов и прочего электрооборудования. Если зарубежные производители маркируют по одним канонам, то отечественные — по другим.
В связи с этим, необходим постоянный контроль над состоянием фаз, осуществляемый с помощью трехфазного реле контроля напряжения, установленного в сети

Так выглядит одна из моделей реле контроля напряжения.
На практике применяется для контроля наличия U и правильности симметрии. При выходе за заданные значения какой-либо из фаз, срабатывает реле, отвечающее за данный контур, а остальная нагрузка при условии нахождении в границах нужного диапазона продолжает работать. Следующие две буквы А — регулирование с помощью потенциометра и тип монтажа под дин-рейку.
Обнаружение разворота фазы важно, если двигатель, работающий в обратном направлении, может повредить ведомый механизм или, что еще хуже, — нанести физический вред обслуживающему персоналу. Максимальное напряжение составляет В. Такая ситуация чаще всего возникает из-за ошибки подключения. Число производимых товаров превышает единиц.

Установка коммутирующих устройств на выход реле

Далеко не все модели предоставляют весь комплекс настроек по вышеприведенным параметрам. Установкой каждого из них в то или иное положение создается требуемая конфигурация

Важно учесть, что сфера применения изделия зависит от их типов реле контроля фаз напряжения ЕЛ : 11 и 11 МТ — защита источников питания, участие в системе АВР, питание преобразователей и генераторных установок. Если напряжение основного ввода в норме, то контакт реле KV1

Выявление фазового реверса Выполняется техническое обслуживание на моторном оборудовании.

Подключаемую нагрузку формируют равномерно на каждую из 3-х фаз. Это позволяет легко соединить реле контроля трехфазного напряжения с электрической цепью, соблюдая правила, одинаковые для всех типов этих устройств. Это устройство контролирует трехфазную сеть при обрыве одной и более фаз, неправильном чередование фаз, асимметрии напряжения или перекосе фаз. Яркий пример — компрессор винтового типа, неправильное подключение которого и включение на срок больше пяти секунд приводит к поломке дорогостоящего изделия. Принципиальная схема устройства показана ниже.

Таким образом, контроль происходит автоматически, при аварийной ситуации реле отключает нагрузку, а при восстановлении параметров сети включает напряжение трехфазной сети автоматически. К дополнительным плюсам стоит отнести контроль минимального и максимального U, функцию гистерезиса для 3-фазного тока. Это позволяет значительно увеличить их мощность. Изделия этого предприятия активно применяются как на гражданских объектах, так и в крупных промышленных организациях.
Подключение и работа реле контроля фаз ЕЛ-11Е

Устройство и принцип работы

Большинство приборов данного типа предназначены для крепления в электрические шкафы защищаемого оборудования. На корпусе предусмотрена защелка под монтаж на DIN рейку. Спереди находятся регуляторы для настройки пределов срабатывания.

Принцип работы устройства основан на непрерывном отслеживании состояния сети. Если напряжение или угол между фазами выходят за критический уровень, защитное устройство сформирует отключающий сигнал и выведет оборудование из работы. Отключение производится с задержкой по времени. Его величина также настраивается.

Общая информация по прибору

Функциональность электрических приборов подобного типа существенно шире, нежели только лишь защита от перегрева и КЗ.

На практике отмечены эффективные свойства реле выбора перегруженных фаз, которые в конечном счете обеспечивают комплексную защиту.

Один из многочисленных вариантов конструкторских решений в производстве реле фаз. Однако, несмотря на разнообразие корпусов и схемных конфигураций, функциональность приборов едина

Благодаря устройствам отслеживания состояния фаз достигаются преимущества:

• увеличение срока службы двигателя;
• сокращение дорогостоящего ремонта или замену мотора;
• уменьшение времени простоя из-за дефектов двигателя;
• снижение рисков поражения электрическим током.

Кроме того, приспособление обеспечивает надежную защиту от возгорания и от КЗ обмоток двигателя.

Как работает АВР, принцип работы

Кратковременные простои чаще всего возникают, когда в системе распределения коммунальных услуг существует проблема, которая не может быть быстро устранена. Эти отключения длятся менее четырех часов. Хотя большинство компаний могут пережить кратковременное отключение, они также осознают значительную потерю производительности. Долгосрочные перебои в работе превышают половину рабочего дня и приводят к длительному отключению электроэнергии с потерей данных. Дерегулирование становится растущей тенденцией в мире, вызывая неопределенность в поставках и стоимости электроэнергии, которая не была проблемой в прошлом. Наличие надежного источника энергии является сегодня еще более необходимым, поскольку компьютерные системы очень важны для бизнеса.

Как работает АВР в ВРУ

Принцип действия АВР основан на контроле тока в цепи. Это может быть реализовано с помощью любых реле напряжения либо цифровых логических блоков защиты. Но принцип работы всё равно остаётся таким же. Пример:

Это однолинейная схема, на которой видно, что мониторинг наличия напряжения осуществляется контактором КМ. Оба автомата QS1 и QS2 должны быть включены, при этом катушка КМ получит питание и будет втянута, а её замыкающий контакт в цепи главного ввода тоже замкнут и размыкающий контакт в цепи запасного ввода разомкнут.

Основные виды реле и их назначение

Производители настраивают современные коммутационные устройства таким образом, чтобы срабатывание происходило только при определенных условиях, например, при увеличении силы тока, поступающего на входные клеммы КУ. Ниже мы вкратце рассмотрим основные виды соленоидов и их назначение.

Электромагнитные реле

Электромагнитное реле – это электромеханическое коммутационное устройство, принцип действия которого основан на воздействии магнитного поля, созданного током в статичной обмотке, на якорь. Этот вид КУ разделяется собственно на электромагнитные (нейтральные) устройства, которые реагируют лишь на значение тока, подаваемого на обмотку, и поляризованные, работа которых зависит как от токовой величины, так и от полярности.

Принцип работы электромагнитного соленоида

Используемые в промышленном оборудовании электромагнитные реле находятся на промежуточной позиции между сильноточными устройствами (магнитными пускателями, контакторами и т.д.) и слаботочным оборудованием. Наиболее часто данный вид реле применяется в цепях управления.

Реле переменного тока

Срабатывание этого вида реле, как видно из названия, происходит при подаче на обмотку переменного тока определенной частоты. Данное коммутирующее устройство для переменного тока с контролем перехода фазы через ноль или без такового, представляет собой блок из тиристоров, выпрямительных диодов и управляющих схем. Реле переменного тока могут быть выполнены в виде модулей на основе трансформаторной или оптической развязки. Данные КУ применяются в сетях переменного тока с максимальным напряжением 1,6 кВ и средним током нагрузки до 320 A.

Промежуточное реле 220 В

Иногда работа электросети и приборов не возможна без использования промежуточного реле на 220 В. Обычно КУ данного типа применяется, если необходимо разомкнуть или разомкнуть разнонаправленные контакты цепи. К примеру, если используется осветительный прибор с датчиком движения, то один проводник присоединяется к сенсору, а другой подводит электроэнергию к светильнику.

Реле переменного тока широко применяются в промышленном оборудовании и бытовой технике

Работает это таким образом:

1. подача тока на первое коммутационное устройство;
2. от контактов первого КУ ток поступает на следующее реле, которое имеет более высокие характеристики, чем у предыдущего и способно выдерживать токи с высокими значениями.

С каждым годом реле становятся эффективней и компактней

Функции малогабаритного реле переменного тока с напряжением 220 В весьма разнообразны и широко используются в качестве вспомогательного устройства в самых различных областях. Данный вид КУ применяется в тех случаях, когда основное реле не справляется со своей задачей или же при большом количестве управляемых сетей которые уже не в состоянии обслужить головное устройство.

Промежуточное коммутационное устройство применяется в промышленном и медицинском оборудовании, транспорте, холодильном оборудовании, телевизорах и прочей бытовой технике.

Реле постоянного тока

Реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Отличие между ними состоит в том, что поляризованные КУ постоянного тока чувствительны к полярности подаваемого напряжения. Якорь коммутационного устройства меняет направление движения в зависимости от полюсов питания. Нейтральные электромагнитные реле постоянного тока не зависят от полярности напряжения.

Электромагнитные КУ постоянного тока в основном используют, когда нет возможности подключения к электрической сети переменного тока.

Четырехконтактное автомобильное реле

К недостаткам соленоидов постоянного тока относят необходимость использования блока питания и более высокую стоимость в сравнении с КУ переменного тока.

Данное видео демонстрирует схему подключения и объясняет принцип работы 4 контактного реле:

Watch this video on YouTube

Электронное реле

Электронное реле управления в схеме прибора

Разобравшись с тем, что такое токовое реле, рассмотрим электронный тип этого устройства. Конструкция и принцип действия электронных реле практически те же, что и в электромеханических КУ. Однако, для выполнения необходимых функций в электронном устройстве используется полупроводниковый диод. В современных транспортных средствах большинство функций реле и переключателей выполняют электронные релейные блоки управления и на данный момент невозможно полностью от них отказаться. Так, например, блок электронных реле позволяет контролировать расход энергии, величину напряжения на клеммах аккумуляторных батарей, управлять системой освещения и т.д.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Основными компонентами фазового реле являются:

• блок измерений;
• устройство обработки информации;
• исполнительная (коммутационная) часть.

БЛОК ИЗМЕРЕНИЙ

Эта часть схемы реле осуществляет непрерывный контроль параметров электропитания – фазных токов и напряжений. Для фиксации искажений симметрии трёхфазной питающей системы напряжений устройство содержит фильтр гармонических составляющих обратной последовательности.

Гармонические составляющие или высшие гармоники представляют собой высокочастотные сигналы, сопутствующие основной частоте промышленного тока и кратные ей.

Теоретически кривые каждого из фазных напряжений, вырабатываемых генераторами электростанций должны иметь строго синусоидальную форму. На практике любой источник напряжения даёт некоторые искажения синусоиды.

Свой вклад в дело ухудшения синусоидальности вносят также разнообразные потребители, содержащие нелинейную нагрузку. В результате, питающее напряжение электрической сети никогда не является синусоидальным на 100%.

В соответствии с теоремой Фурье любая сложная периодическая функция может быть представлена суммой простых гармонических функций.

Примечание. Гармонической называют функцию, изменяющуюся по закону синуса или косинуса.

Таким образом, любое отклонение от синусоидальности влечёт за собой появление высших гармоник – слагаемых формулы разложения Фурье. Каждая из функций – слагаемых имеет частоту, в n раз превышающую частоту основной функции, где n – порядковый номер слагаемого.

То есть применительно к системе питания промышленной частоты 50 Гц, 1-я гармоника обладает частотой 50 Гц, 2-я – 100 Гц, 3-я – 150 Гц и так далее. Амплитуда гармоник уменьшается с увеличением их порядкового номера.

Вся совокупность гармоник образует три последовательности фазных чередований:

• составляющие 1, 4, 7, 10 … образуют прямую последовательность;
• 2, 5, 8, 11… — соответствуют обратному фазному чередованию;
• 3, 6, 9, 12… — составляют нулевую последовательность.

Нарушения симметрии системы характеризуются увеличением гармоник обратной последовательности, что и является критерием отклонения от нормы, применяемым в алгоритме контроля при работе реле.

БЛОК ЛОГИКИ

Данные, полученные из блока измерения, подвергаются здесь сравнению с условиями, определёнными выставленными уставками. Блок логики формирует команды, которые передаются исполнительному органу.

Следует заметить, что в схемотехнике реле контроля бывает невозможно выделить компоненты, относящиеся к блокам логики и измерений. В некоторых моделях используются многофункциональные микропроцессорные чипы, объединяющие эти блоки.

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН

Отключение защищаемой электроустановки или части сети производится «сухими» контактами электромагнитного реле или пускателя.

Термин «сухой контакт» является устойчивым жаргонным выражением проектировщиков автоматизированных систем. Выражение заимствовано из жаргона англоязычных коллег путём прямого перевода слов dry contact. Данное выражение никак не связано с отсутствием влаги.

Означает оно то, что контакт не имеет гальванической связи с цепями управления, не заземлён и не подключен к источнику питания.

В различных моделях реле контроля фаз применяются исполнительные органы двух типов, коммутирующие нагрузку непосредственно или воздействуя на промежуточный элемент – магнитный пускатель.

В первом случае устройство имеет три входа для подключения трёхфазного питания и три выхода для непосредственного присоединения к нагрузке. Коммутация нагрузки осуществляется внутри устройства.

При подключении реле контроля фаз второго типа подразумевается использование пускателя. В этих приборах имеются выходы контактов исполнительного реле, предназначенных для работы в цепях отключения. Сухие контакты реле контроля фаз коммутируют катушку пускателя.

Такие комбинации используются для защиты оборудования большой мощности, непосредственная коммутация которого невозможна контактами исполнительного органа.

Схемы подключения магнитного пускателя с катушкой на 220 В

Перед тем, как перейдем к схемам, разберемся с чем и как можно подключать эти устройства. Чаще всего, требуются две кнопки — «пуск» и «стоп». Они могут быть выполнены в отдельных корпусах, а может быть единый корпус. Это так называемый кнопочный пост.

Кнопки могут быть в одном корпусе или в разных

С отдельными кнопками все понятно — у них есть по два контакта. На один подается питание, со второго оно уходит. В посте есть две группы контактов — по два на каждую кнопку: два на пуск, два на стоп, каждая группа со своей стороны. Также обычно имеется клемма для подключения заземления. Тоже ничего сложного.

Подключение пускателя с катушкой 220 В к сети

Собственно, вариантов подключения контакторов много, опишем несколько. Схема подключения магнитного пускателя к однофазной сети более простая, потому начнем с нее — будет проще разобраться дальше.

Питание, в данном случае 220 В, полается на выводы катушки, которые обозначены А1 и А2. Оба эти контакта находятся в верхней части корпуса (смотрите фото).

Сюда можно подать питание для катушки

Если к этим контактам подключить шнур с вилкой (как на фото), устройство будет находится в работе после того, как вилку вставите в розетку. К силовым контактам L1, L2, L3 можно при этом подавать любое напряжение, а снимать его можно будет при срабатывании пускателя с контактов T1, T2 и T3 соответственно. Например, на входы L1 и L2 можно подать постоянное напряжение от аккумулятора, которое будет питать какое-то устройство, которое подключить надо будет к выходам T1 и T2.

Подключение контактора с катушкой на 220 В

При подключении однофазного питания к катушке неважно на какой вывод подавать ноль, а на какой — фазу. Можно провода перекинуть. Даже чаще всего на А2 подают фазу, так как для удобства этот контакт выведен еще на нижней стороне корпуса

И в некоторых случаях удобнее задействовать его, а «ноль» подключить к А1

Даже чаще всего на А2 подают фазу, так как для удобства этот контакт выведен еще на нижней стороне корпуса. И в некоторых случаях удобнее задействовать его, а «ноль» подключить к А1.

Но, как вы понимаете, такая схема подключения магнитного пускателя не особо удобна — можно и напрямую проводники от источника питания подать, встроив обычный рубильник. Но есть гораздо более интересные варианты. Например, подавать питание на катушку можно через реле времени или датчик освещенности, а к контактам подключить линию питания уличного освещения. В этом случае фаза заводится на контакт L1, а ноль можно взять, подключившись к соответствующему разъему выхода катушки (на фото выше это A2).

Схема с кнопками «пуск» и «стоп»

Магнитные пускатели чаще всего ставят для включения электродвигателя. Работать в таком режиме удобнее при наличии кнопок «пуск» и «стоп». Их последовательно включают в цепь подачи фазы на выход магнитной катушки. В этом случае схема выглядит как на рисунке ниже

Обратите внимание, что

Схема включения магнитного пускателя с кнопками

Но при таком способе включения пускатель будет в работе только то время, пока будет удерживаться кнопка «пуск», а это не то, что требуется для длительной работы двигателя. Потому в схему добавляют так называемую цепь самоподхвата. Ее реализуют при помощи вспомогательных контактов на пускателе NO 13 и NO 14, которые подключаются параллельно с пусковой кнопкой.

Схема подключения магнитного пускателя с катушкой на 220 В и цепью самоподхвата

В этом случае после возвращения кнопки ПУСК в исходное состояние, питание продолжает поступать через эти замкнутые контакты, так как магнит уже притянут. И питание поступает до тех пор, пока цепь не будет разорвана нажатием клавиши «стоп» или срабатыванием теплового реле, если такое есть в схеме.

Питание для двигателя или любой другой нагрузки (фаза от 220 В) подается на любой из контактов, обозначенных буквой L, а снимается с расположенного под ним контакта с маркировкой T.

Подробно показано в какой последовательности лучше подключать провода в следующем видео. Вся разница в том, что использованы не две отдельные кнопки, а кнопочный пост или кнопочная станция. Вместо вольтметра можно будет подключить двигатель, насос, освещение, любой прибор, который работает от сети 220 В.

Обзор популярных реле фазного контроля

На рынке представлены десятки моделей от отечественных и зарубежных производителей. Каждая из них обладает своими особенностями и техническими характеристиками. Выбирая РКФ, необходимо учесть, кто и для каких задач его выпускает.

Zamel CKM 01

Трехфазное реле контроля чередования фаз с крепежом на DIN рейку. Обладает компактными размерами. Ширина стандартная для 1 модуля и составляет 17,5 мм. Более подробные характеристики указаны в таблице.

Питающее напряжение	Однофазное 220 или двухфазное 380 В
Максимальное допустимое напряжение для контактов	250 В
Предельная мощность внутреннего реле	2,5 кВА
Выходные контакты	1NO и 1NC
Максимальный коммутируемый ток	10 А
Собственное потребление	34 мА
Класс защиты корпуса от пыли и влаги	IP 20
Габаритные размеры	9х17,5х6,6 см

Устройство Zamel CKM 01 для монтажа на DIN-рейку

РНПП 311

Реле от отечественного производителя «Новатек-электро». Устанавливается в щит на DIN-рейку. Имеет на передней панели минимум регуляторов для настройки, что делает его пригодным для обслуживания даже неподготовленным персоналом.

Номинальное напряжение питания	380 В
Частота питающей сети	45-55 Гц
Собственный потребляемый ток	Не более35 мА
Диапазон регулирования по напряжению	1,05-1,25Umax (для Umin аналогичные значения)
Фиксированная задержка отключения	12 сек
Напряжение катушки пускателя	110-380 В
Критические значения питающего напряжения	80-500 В
Рабочая температура	–25 +40°C
Климатическое исполнение	УХЛ4
Количество циклов переключений при нагрузке 5 А	Не менее100 тыс. раз

Монитор напряжения РНПП-311

ABB 1SVR750488R8300

Компания ABB специализируется на высококлассном электротехническом оборудовании. Качество соответствует цене. Рассматриваемое реле стоит около 11 тыс.

Напряжение питания цепи управления	450 В
Рабочая частота	50-60 Гц
Задержка включения/отключения	0,1-30 сек
Количество переключающих (перекидных) контактов	2
Габаритные размеры	85,6х45х104,8 мм

OMRON K8AB

Компактный прибор, имеющий несколько другое назначение, чем обычное РКФ. OMRON K8AB контролирует не напряжение, а ток. Поэтому для его работы требуется дополнительный трансформатор тока. Производитель позиционирует прибор как идеальное средство для контроля тока в промышленных нагревателях и электродвигателях.

Питающее напряжение (зависит от модификации)	24 Впер./пост. тока или 100-115 В или 200-230 В
Контролируемый ток	2 мА– 200 А
Количество контролируемых фаз	1
Максимальный ток выходного реле	6 А
Гистерезис срабатывания	5-50 %
Модель необходимого для работы реле трансформатора тока	K8AC-CT200L

Carlo Gavazzi DPC01

Мультифункциональное трехфазное РКФ с расширенным перечнем регулировок. Реле данного производителя встречается в промышленном компрессорном оборудовании. На передней панели имеются стандартные регуляторы напряжения и задержки срабатывания. А также индикаторные светодиоды, что облегчает взаимодействие человека с устройством.

Напряжение питания	24 В пост. тока или 230 переменного
Предельный ток выхода	8 А
Регулировка задержки срабатывания	От 0,1 до30 сек
Диапазон регулировки напряжения срабатывания	2-22 %от номинального значения
Количество контролируемых фаз	3
Степень защиты от пыли и влаги	IP 20
Монтаж	На DIN-рейку
Предельное напряжение для контактов выходного реле	550 В

Евроавтоматика ФиФ CKF-318-1

Белорусское реле фазного контроля, зарекомендовавшее себя как простое, дешевое и надежное решение для защиты электродвигателей. Данное РКФ срабатывает на критическое снижение/превышение напряжения и пропажу одной и более питающих фаз. Характеристики в таблице.

Рабочее напряжение	220/380 В
Предельный ток выходного реле	8 А при 250 В
Тип контактов	2NO и 2NC
Цвет индикатора аварии	Красный
Диапазон нижнего предела напряжения	150-210 В
Диапазон верхнего предела напряжения	240-280 В
Гистерезис	5 В
Потребляемая от сети мощность	1,6 Вт

Реле контроля наличия и чередования фаз F&F CKF-318-1