Relé kontroly fáz: princíp činnosti, typy, značenie + ako nastaviť a pripojiť

Výsledkom technickej situácie, keď statorové vinutia motora spotrebúvajú prúd väčší ako stanovené parametrické hodnoty, je nadmerné teplo. Tento faktor spôsobuje zníženie kvality izolácie motora. Zariadenie zlyháva.

Času reakcie tepelných relé preťaženia zvyčajne nestačí na zabezpečenie účinnej ochrany proti nadmernému teplu vytváranému vysokým prúdom. V takýchto prípadoch sa len fázové relé javí ako účinné ochranné zariadenie.

Všeobecné informácie o prístroji

Funkcionalita elektrických prístrojov tohto typu je podstatne širšia, než len ochrana proti prehriatiu a skratu.

V praxi sú zaznamenané účinné vlastnosti relé na výber preťažených fáz, ktoré v konečnom dôsledku zabezpečujú komplexnú ochranu.

Jeden z mnohých variantov konštrukčných riešení pri výrobe fázových relé. Avšak napriek rozmanitosti korpusov a obvodových konfigurácií je funkcionalita prístrojov jednotná.

Vďaka zariadeniam na sledovanie stavu fáz sa dosahujú výhody:

• predĺženie životnosti motora;
• zníženie nákladných opráv alebo výmeny motora;
• zníženie prestojov v dôsledku porúch motora;
• zníženie rizika zásahu elektrickým prúdom.

Okrem toho zariadenie poskytuje spoľahlivú ochranu proti vzniku požiaru a proti skratu vinutí motora.

Typické vyhotovenie ochranných relé

Existujú dva základné typy ochranných prístrojov určených na použitie v trojfázových systémoch – relé na meranie prúdu a na meranie napätia.

Výhody používania zariadení

Výhoda prúdových ochranných relé v porovnaní s relé na kontrolu napätia je zrejmá. Tento typ prístrojov funguje nezávisle od vplyvu EMS (elektromotorickej sily), ktorá nevyhnutne sprevádza fázový výpadok pri preťažení motora.

Okrem toho zariadenia pracujúce na princípe merania prúdu sú schopné určiť anomálne správanie motora. Kontrola je možná buď na strane vedenia v odbočovacom obvode, alebo na strane záťaže, kde je relé nainštalované.

Takto vyzerá jeden z modelov relé kontroly napätia. Podobné zariadenia sa dajú použiť nielen na výrobné potreby, ale aj pre súkromné domácnosti.

Prístroje, ktoré kontrolujú proces na princípe merania napätia, sa obmedzujú na detekciu abnormálnych pracovných podmienok iba na strane vedenia, kde je zariadenie pripojené.

Napriek tomu zariadenia citlivé na zmenu napätia majú tiež dôležitú výhodu. Spočíva v schopnostiach prístrojov tohto typu detekovať abnormálny stav, ktorý nezávisí od stavu motora.

Napríklad typ relé citlivý na zmeny prúdu detekuje abnormálny stav fáz iba priamo počas prevádzky motora. Zariadenie na meranie napätia však poskytuje ochranu priamo pred spustením motora.

Medzi výhody zariadení na meranie napätia patria jednoduchá inštalácia a nižšia cena.

Tento typ ochranných prístrojov:

• nepotrebuje ďalšie transformátory prúdu;
• používa sa nezávisle od zaťaženia systému.

A na jeho prevádzku stačí iba pripojiť napätie.

Detekcia fázového výpadku

Výpadok fázy je celkom možný v dôsledku zlyhania poistky jednej z častí systému distribúcie elektrickej energie. Mechanické zlyhanie spínacieho zariadenia alebo prerušenie jedného z vedení elektrického prenosu tiež spôsobujú výpadok fázy.

Ochrana elektromotora organizovaná cez kontrolné relé. Tento spôsob umožňuje efektívnejšie využívať motory bez obáv z ich rýchleho zlyhania.

Trojfázový motor pracujúci na jednej fáze vyťahuje potrebný prúd zo zvyšných dvoch vedení. Pokus o jeho spustenie v jednofázovom režime povedie k zablokovaniu rotora a motor sa nespustí.

Čas odozvy na jednotku tepelného preťaženia môže byť príliš dlhý na to, aby poskytol účinnú ochranu pred nadmerným zahriatím. Ak na ochranu pred ním nie je nainštalované tepelné relé, potom keď dôjde k poruche v dôsledku prehriatia, ktoré vzniklo vo vinutí motora.

Ochrana trojfázového motora pred faktorom výpadku fázy je sťažená z dôvodu, že nedostatočne zaťažený trojfázový motor pracujúci na jednej fáze z troch generuje napätie nazývané regenerované (spätné EMF).

Vytvára sa vo vnútri prerušenej cievky a prakticky sa rovná veľkosti strateného privádzaného napätia. Preto relé merania napätia, ktoré kontrolujú iba jeho veľkosť, v takýchto situáciách neposkytujú úplnú ochranu pred faktorom výpadku fázy.

Schéma zapojenia prístroja na kontrolu fáz a napätia do riadiaceho obvodu trojfázového motora. Toto je klasický schematický variant, používaný v praxi všade.

Vyšší stupeň ochrany možno dosiahnuť pomocou zariadenia, ktoré dokáže detegovať posun fázového uhla, ktorý zvyčajne sprevádza fázovú poruchu. Za normálnych podmienok je trojfázové napätie 120 stupňov vo fáze voči sebe. Porucha spôsobí posun uhla od normálnych hodnôt 120 stupňov.

Zistenie fázového reverzu

K reverzácii fázy môže dôjsť:

1. Vykonáva sa údržba na motorovom zariadení.
2. V systéme distribúcie elektrickej energie boli vykonané zmeny.
3. Keď obnovenie napájania vedie k inej fázovej postupnosti, než bola pred výpadkom elektriny.

Detekcia reverzácie fázy je dôležitá, ak motor pracujúci v opačnom smere môže poškodiť hnaný mechanizmus alebo, čo je ešte horšie, spôsobiť fyzické zranenie obsluhujúcemu personálu.

Okrem iného, použitie ochranných relé zabezpečuje bezpečnosť pracovného personálu: 1 – prerušená fáza; 2 – krokové napätie

Pravidlá prevádzky elektrických sietí vyžadujú použitie ochrany proti možnej reverzácii fáz na všetkých zariadeniach vrátane dopravných prostriedkov na prepravu osôb (escalátory, výťahy a pod.).

Detekcia nerovnováhy napätia

Nerovnováha sa zvyčajne prejaví, ak vstupné sieťové napätia dodávané elektroenergetickou spoločnosťou majú rôzne úrovne. Nerovnováha môže nastať, keď sú jednofázové záťaže osvetlenia, elektrických vývodov, jednofázových motorov a iných zariadení pripojené na jednotlivé fázy a nie sú rozložené vyváženým spôsobom.

V každom takomto prípade vzniká v systéme nerovnováha prúdu, ktorá znižuje účinnosť a skracuje životnosť motora.

Nevyvážené alebo nedostatočné napätie privedené na trojfázový motor vedie k nerovnováhe prúdu vo vinutí statora, ktorá sa rovná viacnásobku hodnoty nevyváženosti medzi fázovými napätiami. Tento jav je sprevádzaný zvýšením zahrievania, čo je hlavnou príčinou rýchleho zničenia izolácie motora.

Spálené vinutie statora motora – možno povedať, bežný jav tam, kde nebola zabezpečená implementácia reléového riadenia do riadiaceho obvodu.

Na základe všetkých opísaných technických a technologických faktorov je zrejmý význam použitia tohto typu relé, a to nielen pre prípady prevádzky elektrických motorov, ale aj pre generátory, transformátory a iné elektrické zariadenia.

Ako pripojiť kontrolný prístroj?

Konštrukcie relé vykonávajúcich kontrolu fáz majú napriek širokému sortimentu výrobkov unifikované puzdro.

Konštrukčné prvky výrobku

Svorkovnice na pripojenie elektrických vodičov sú spravidla vyvedené na prednú časť telesa, čo je výhodné pre montážne práce.

Samotný prístroj je vyrobený na montáž na lištu typu DIN alebo jednoducho na rovnú plochu. Rozhranie svorkovnice je zvyčajne štandardná spoľahlivá svorka určená na uchytenie medených (hliníkových) vodičov s prierezom do 2,5 mm².

Predný panel prístroja obsahuje regulátor/regulátory nastavenia, ako aj svetelnú kontrolnú indikáciu. Tá indikuje prítomnosť/neprítomnosť napájacieho napätia, ako aj stav výkonného mechanizmu.

Medzi prvkami nastavenia potenciometra môže byť indikátor porúch, indikátor pripojenej záťaže, potenciometer výberu režimu, regulácia úrovne asymetrie, regulátor poklesu napätia, potenciometer nastavenia časového oneskorenia.

Pripojenie trojfázového napätia sa vykonáva na pracovných svorkách zariadenia označených príslušnými technickými symbolmi (L1, L2, L3). Montáž nulového vodiča na takýchto zariadeniach sa zvyčajne nepredpokladá, ale tento moment je konkrétne určený vyhotovením relé — typom modelu.

Na spojenie s riadiacimi obvodmi sa používa druhá skupina rozhrania, ktorá zvyčajne pozostáva najmenej zo 6 pracovných svoriek. Jedným párom kontaktnej skupiny relé sa spína obvod cievky magnetického spúšťača, a cez druhý pár sa spína riadiaci obvod elektrického zariadenia.

Všetko je pomerne jednoduché. Každý jednotlivý model relé však môže mať svoje špecifiká pripojenia. Preto pri používaní zariadenia v praxi by ste sa mali vždy riadiť sprievodnou dokumentáciou.

Kroky nastavenia zariadenia

Opäť v závislosti od vyhotovenia môže byť konštrukcia výrobku vybavená rôznymi obvodovými variantmi nastavenia a regulácie. Existujú jednoduché modely, ktoré konštrukčne zahŕňajú výstup na ovládací panel jedného alebo dvoch potenciometrov. A existujú zariadenia s rozšírenými prvkami nastavenia.

Prvky nastavenia mikrospínačmi: 1 – blok mikrospínačov; 2, 3, 4 – varianty nastavenia pracovných napätí; 5, 6, 7, 8 – varianty nastavenia funkcií asymetrie/symetrie

Medzi takéto rozšírené nastavovacie prvky často patria blokové mikrospínače umiestnené priamo na doske plošných spojov pod krytom prístroja alebo v špeciálnej otvárateľnej priehradke. Nastavením každého z nich do určitej polohy sa vytvára požadovaná konfigurácia.

Nastavenie zvyčajne spočíva v tom, že sa pomocou otáčania potenciometrov alebo umiestnením mikrospínačov nastavia menovité hodnoty ochrany. Napríklad na kontrolu stavu kontaktov sa úroveň citlivosti rozdielu napätí (ΔU) zvyčajne nastavuje na hodnotu 0,5 V.

Ak je potrebné kontrolovať napájacie vedenia záťaže, regulátor citlivosti rozdielu napätí (ΔU) sa nastaví na takú hraničnú polohu, kde sa zaznamenáva bod prechodu od pracovného signálu k havarijnému s malou toleranciou smerom k nominálnej hodnote.

Spravidla všetky nuansy nastavenia prístrojov zrozumiteľne opisuje sprievodná dokumentácia.

Značenie fázového relé

Prístroje klasického prevedenia sa označujú jednoducho. Na prednom alebo bočnom paneli krytu sa nanáša symbolovo-číselná postupnosť alebo sa označenie uvádza v pase.

Variant označenia jedného z populárnych zariadení domácej výroby. Označenie je umiestnené na prednom paneli, ale stretávame sa aj s variantmi umiestnenia na bočných stranách.

Takže zariadenie ruskej výroby na pripojenie bez nulového vodiča sa označuje:

EL-13M-15 AC400V

kde: EL-13M-15 – názov série, AC400V – prípustné napätie striedavého prúdu.

Vzorky importovanej produkcie majú označenie trochu odlišné.

Napríklad relé série «PAHA» je označené nasledujúcou skratkou:

PAHA B400 A A 3 C

Rozlúštenie je približne takéto:

1. PAHA — názov série.
2. B400 – štandardné napätie 400 V alebo pripojené z transformátora.
3. A – regulácia potenciometrami a mikrospínačmi.
4. A (E) – typ krytu na montáž na DIN lištu alebo do špeciálnej zásuvky.
5. 3 – veľkosť krytu v 35 mm.
6. C – koniec kódového označenia.

Na niektorých modeloch sa pred bodom 2 môže pridávať ešte jedna hodnota. Napríklad «400-1» alebo «400-2», pričom postupnosť ostatných sa nemení.

Takto sa označujú prístroje na kontrolu fáz, vybavené dodatočným napájacím rozhraním pre externý zdroj. V prvom prípade je napájacie napätie 10-100 V, v druhom 100-1000 V.

S princípom činnosti, konštrukčnými osobitosťami a účelom vypínača záťaže vás oboznámi nasledujúci článok, ktorý vám veľmi odporúčame prečítať.

Závery a užitočné video k téme

Video je venované opisu a prehľadu jedného konkrétneho výrobku od spoločnosti EKF. Avšak na rovnakom princípe fungujú prakticky všetky vyrábané prístroje na kontrolu fáz:

Pri všetkej rozmanitosti prístrojov na trhu je ťažké určiť nejaký štandard označovania. Ak zahraniční výrobcovia označujú podľa jedných kánonov, tak domáci — podľa iných. Napriek tomu je vždy možnosť obrátiť sa na referenčné údaje, ak je potrebný presný výklad charakteristík.

Chcete sa podeliť o vlastné skúsenosti s výberom a inštaláciou napäťového relé určeného na kontrolu fáz? Máte užitočné informácie, ktoré by sa hodili návštevníkom stránky? Napíšte, prosím, komentáre do bloku nižšie, uverejnite fotografie na tému, pýtajte sa.