Реле выбора фаз для чего нужен

Спасаем оборудование от поломок: реле контроля фаз, его назначение и подключение

В частных секторах, особенно, если разводка питания производилась недостаточно квалифицированными специалистами, часто возникает такая проблема, при которой напряжение на одной фазе значительно ниже, чем показатели по другой. В результате, начинает выходить из строя и оборудование, требующее 380 В, и бытовая техника, работающая от 220 В, которое подключено к слабой фазе. Выходом из сложившейся ситуации может стать установка реле контроля фаз. Что это за оборудование, как оно подключается и для чего служит – вот основные вопросы, которые будут рассмотрены в сегодняшней статье.

Для чего предназначено реле контроля фаз

Это оборудование предназначено для защиты бытовых приборов и оборудования, подключаемого к трёхфазной сети путём контроля наличия напряжения, его симметричностью и правильным чередованием. В зависимости от функционала, реле контроля напряжения может поддерживать заданный диапазон, полностью отключая питание на линии, при его нарушении в сторону повышения или понижения на одной из фаз.

Такое оборудование рационально размещать там, где электроприборы часто переключаются с линии на линию или в случае установки электродвигателей, в которых перекос фаз вызывает повышение температуры и, как следствие, перегрев и сгорание обмоток.

Как устроено реле контроля напряжения, по какому принципу оно работает

Устройство подобного оборудования включает в себя не только микропроцессоры, которые упрощают настройку реле и повышают его надёжность. Также в схеме присутствуют и схемы, которые вычисляют распределение фаз и контролируют срабатывание контактов на выходе в соответствии с заданными параметрами.

Схема реле контроля фаз. Это довольно сложное устройство
ФОТО: 110volt.ru

Индикаторы на лицевой панели (количество зависит от конструктивных особенностей) помогают визуально определить причину отсечки. Что касается принципа работы, то его можно сравнить с объединёнными в одном корпусе несколькими элементами защитной автоматики. К примеру, при исчезновении напряжения на одной из фаз двигатель станка начинает греться. Превышение определённой температуры приводит к срабатыванию теплового реле, производящего отсечку. Однако это уже критические режимы. Реле контроля фаз срабатывает значительно раньше, не позволяя электродвигателю нагреться, что значительно продлевает срок его службы.

Реле контроля фаз требует хорошей вентиляции в распределительном щитке
ФОТО: mastergrad.com

Разделение реле контроля фаз по типам

Выбор типа реле контроля фаз зависит от области его применения. Среди них можно выделить оборудование ЕЛ серий:

ЕЛ11 отечественного производства выглядят довольно грубо
ФОТО: price-altai.ru

Технические характеристики оборудования

При выборе типа реле контроля фаз следует учитывать технические характеристики, которые напрямую зависят от типа оборудования. Имеет смысл подробно разобрать, на что следует обратить особое внимание.

Хотя некоторые зарубежные аналоги нисколько не красивее
ФОТО: aredi.ru

Рабочее напряжение

Наиболее широкий диапазон рабочего напряжения имеет первый тип реле контроля фаз – устройства ЕЛ11 и ЕЛ11МТ. Эти приборы предназначены для оборудования, работающего от сети 100, 110, 220, 380, 400 и 415 В. У реле второго типа (ЕЛ12 и ЕЛ12МТ) диапазон скромнее. Он ограничивается напряжением 100, 200 и 280 В. А самым малым диапазоном обладает ЕЛ13. Это реле рассчитано на рабочее напряжение 220 и 380 В.

ЕЛ12УЗ по внешнему виду практически не отличить от одиннадцатого
ФОТО: directlot.ru

Пределы срабатывания реле контроля фаз

В случае исчезновения одной из фаз, сработает реле любого типа, а вот при падении напряжения отсечка на разных типах будет отличаться по показателям. Устройства серии ЕЛ11 имеют отсечку при 0,7 Uфн, у серии ЕЛ12 и ЕЛ13 этот предел равен 0,5 Uфн.

Неправильная фазировка также может стать причиной отсечки реле контроля фаз, серий ЕЛ11 и ЕЛ12. А вот ЕЛ13 при неправильном подключении фаз, не сработает, это также не стоит упускать из вида.

РНПП-301 выглядят значительно аккуратнее
ФОТО: electrikexpert.ru

Время срабатывания: порог отсечки

При снижении напряжения ниже установленного типом порога, реле контроля фаз может сработать через различный временной промежуток. У моделей ЕЛ11 и 12 он составляет 0,1-10 сек, а у ЕЛ13 – 0,1-0,15 сек.

Рабочая температура и её диапазон

Масса устройств и условия их хранения

Реле контроля фаз DEVOLT 380 кажется слишком громоздким
ФОТО: зелэлектро.рф

Преимущества и недостатки реле контроля фаз российского производства

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

Зарубежный производитель изготавливает более аккуратные модели
ФОТО: electroautomatica.ru

Популярные в России модели реле контроля фаз

То, что оборудование «ЕЛ» среди россиян наиболее популярно, говорить не приходится. Поэтому стоит рассмотреть другие модели, которые наиболее известны в нашей стране. Среди них на первом месте реле контроля фаз Zamel CKM-01.

Zamel CKM-01 выглядит довольно симпатично
ФОТО: electroautomatica.ru

Zamel CKM-01 и его особенности

Это оборудование польского производства имеет на выходе один переключающийся контакт и оснащено индикаторами чередования и ассиметрии фаз. Удивительно то, что столь сложное устройство производитель исхитрился изготовить по простейшей схеме, использовав всего 2 транзистора. В этом можно убедиться, взглянув на фото ниже.

Zamel CKM-01 в разобранном виде
ФОТО: samelectric.ru

Реле отечественного производителя РНПП-311М

Главная особенность устройства – современный компактный корпус и расширенное количество настроек. Интересен вариант питания. Здесь он независим и производится от каждой фазы. Это значит, что если питающая фаза пропала, прибор не отключится, а продолжит работать от другой в штатном режиме.

РНПП-311М не требует настроек потребителем. Заводская отладка близка к идеальной и подойдёт для использования в различных областях. Удобно и наличие индикации по каждой из фаз. Изделие крепится на стандартную DIN-рейку и имеет небольшой вес.

РНПП-311М российского производства уже более аккуратен
ФОТО: tokmart.ru

OMRON K8AB — более функциональное реле контроля фаз

В схему линейки дополнительно включён временной регулятор, который обеспечивает возможность тонкой настройки. Ещё одним «нововведением» можно назвать и то, что реле реагирует не только на падение напряжения, но и на его скачки. На боковой панели расположена временная диаграмма. Сама линейка состоит из четырёх моделей, которые обеспечивают настройки «на любой вкус».

OMRON K8AB с увеличенным функционалом
ФОТО: metzgarmobilemusic.com

Carlo Gavazzi DPC01 и его области применения

Такие реле контроля фаз используются в некоторых схемах питания компрессоров промышленных холодильников. Интересно то, что при исключении реле из схемы, компрессор попросту «отказывается» запускаться. Виной всему низкое качество подаваемого в сеть напряжения. Кстати, это ещё одна причина, по которой не следует недооценивать подобные устройства.

Carlo Gavazzi DPC01 прекрасно подходит для компрессоров промышленных холодильников
ФОТО: usurylawblog.com

Подключение реле контроля фаз

Здесь следует начать с того, что большинство образцов современного оборудования уже оснащается подобными модулями и не требует подключения отдельного реле. Но для более старых приборов и станков такой блок необходим. Для начала предлагаем ознакомиться с некоторыми схемами монтажа реле контроля фаз. Хотя отличия в них незначительны и такие схемы содержатся в технической документации к устройству, рассмотреть их стоит для общего развития.

Что касается настройки оборудования, то о ней говорить смысла нет. Каждая модель имеет свой функционал, а значит, и порядок действий по отладке будет отличаться. Здесь можно лишь дать один совет. Не стоит пренебрегать внимательным изучением инструкций и рекомендаций производителя. Их всегда можно найти в технической документации к устройству.

Заключительная часть

Реле контроля фаз не является обязательным элементом защитной автоматики. Однако, если владелец оборудования не хочет переплачивать за ремонт приборов или и вовсе тратиться на приобретение новых, стоит подумать об установке такого реле. Ведь его стоимость несоизмеримо ниже, чем цена того же промышленного холодильника или, к примеру, рейсмуса. Здесь именно тот случай, когда имеет смысл заплатить небольшую сумму, чтобы впоследствии не отдать в десятки, а то и сотни раз больше. Не нужно приобретать дорогостоящие устройства, достаточно купить реле контроля фаз российского производства и можно не опасаться за падение напряжения или перекосы фаз.

В щитке реле контроля фаз смотрится довольно аккуратно
ФОТО: stroimdom.com.ua

Очень надеемся, что информация, изложенная в сегодняшней статье, будет полезна нашему уважаемому читателю. Возможно, для вас что-то осталось непонятным, или возникли вопросы по ходу прочтения. В таком случае, от вас лишь требуется изложить суть в комментариях ниже. Разъяснения от редакции HouseChief и от других знающих тему читателей не заставят себя долго ждать.

Вы сами используете реле контроля фаз для защиты своего оборудования? Напишите о том, как оно вам помогает. Эта информация будет очень полезна тем, кто только задумался об установки такого элемента защитной автоматики. Если вам понравилась статья, не забудьте её оценить. Напоследок предлагаем вам ознакомиться с коротким видеороликом по сегодняшней теме.

Источник

Что такое реле контроля фаз и как оно работает?

Качественное выполнение тех или иных технологических процессов в современном мире обеспечивается за счет высокоточного и дорогостоящего оборудования. Работа которого напрямую зависит от качества поставляемой электроэнергии и состояния электроснабжающих линий. Увы, далеко не все отечественные сети способны обеспечить безопасный режим работы для них, из-за чего создается угроза поломки. Для предотвращения которой используются специальные защитные устройства – реле контроля фаз (РКФ).

Они позволяют отключить нагрузку в случае каких-либо неисправностей в питающей сети. Все что может нести угрозу для оборудования и влияет на результативность его работы или технологический процесс, воспринимается как сигнал к немедленному обесточиванию и реле контроля переводит коммутирующие элементы в отключенное положение.

Конструкция и принцип работы

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

Далеко не все модели предоставляют весь комплекс настроек по вышеприведенным параметрам. Они зависят от назначения конкретного реле и сферы применения.

Рис. 2. Принципиальная схема работы

В нормальном режиме к цепи питания от источника ЭДС E1 (рисунок 2) подается напряжение к потребителю, будь то двигатель, станок или другое оборудование. Реле контроля фаз R подключается в отпайку через соответствующие клеммы, обозначенные на схеме, как L1, L2, L3 и нулевым проводом N. Внутри устройства собрана логическая схема на транзисторах, которая посылает сигнал с выходных контактов на разрыв катушки пускателя P для отключения. При необходимости сигнал отключения можно настроить как для обесточивания потребителя, так и отключения внешней электрической сети.

В случае аварийной ситуации – пропадания одной из фаз, короткого замыкания, резкого увеличения токов, изменяется гармоническая составляющая электрических параметров сети. На что реагирует устройство защиты и посылает по цепям питания через клеммы 24 и 21 на катушку контактора соответствующий сигнал на отключение.

После срабатывания силовых контактов в практике электроснабжения потребителей может произойти естественное восстановление параметров питающей сети, при которой произойдет выравнивание фаз. При этом реле возвратит контакты во включенное положение, за счет чего реализуется система АПВ и на обмотки двигателя или другого потребителя возобновится подача напряжения.

За счет кнопок «Пуск» и «Стоп» можно осуществлять ручное управление питанием электрического прибора.

Назначение и функции

Данная технология применяется в сети трехфазных нагрузок. Наиболее востребована для защиты электродвигателя синхронного или асинхронного, трехфазных станков высокой точности, технологичной электроники, насосов. Заметьте, что неправильное чередование фаз приведет к низкой эффективности его работы, перегреву и снижению уровня изоляции, что может привести к пробою.

Применяется для следующих целей:

Для коммутации однофазной нагрузки данное устройство не используется.

В целом реле контроля фаз применяется для различного промышленного и бытового оборудования и является обязательным предохранителем для тех схем управления, в которых требуется постоянный мониторинг величины напряжения и других параметров внешних линий.

В трехфазных сетях осуществляет контроль:

Преимущества реле контроля фаз

В сравнении с другими устройствами аварийных отключений данные электронные реле отличаются рядом весомых преимуществ:

В отличии от реле, работающих только по напряжению обеспечивает действующую защиту от регенерированного напряжения, вырабатываемого обратными ЭДС. В случае, когда одно из фазных напряжений пропадает, двигатель продолжает набирать достаточный уровень энергии с остающихся двух. При этом в обесточенной фазе будет генерироваться ЭДС от вращения ротора, который продолжает крутиться от двух фаз в аварийном режиме.

Из-за того, что контакторы электродвигателей не размыкаются от реле при такой работе, возникает риск повреждения электрической машины с ее дальнейшей поломкой. Реле контроля, в свою очередь, способно обнаружить смещение фазового угла, за счет чего обеспечивается полноценная защита.

Такая функция особенно актуальна, когда рабочий режим двигателя, в случае его реверсивного вращения, способен повредить вращаемый элемент или травмировать работника. Как правило, такая ситуация возникает при внесении изменений во время обесточивания электрической машины, смене фазных нагрузок, порядка чередования фаз и прочих.

Технические характеристики

Среди технических параметров, реализуемых реле контроля фаз необходимо выделить:

Схема подключения определяет порядок чередования фаз, поэтому нормальное питание нагрузки возможно при условии их правильного соблюдения на этапе монтажа и настройки. При этом существует возможность регулировки задержки коммутации для различных режимов работы устройства. Таким образом, для двигателей, в момент пуска можно отстроить время задержки срабатывания от 1 до 3 сек, для выдержки пусковых токов.

То же относиться к возможности отстройки аварийного срабатывания в случае перегрузки фаз, где время до коммутации можно регулировать от 5 до 10 сек.

Обзор популярных реле контроля фаз

Типичные схемы подключения

В большинстве случаев, на корпусе каждого устройства производителем устанавливаются все необходимые данные о способе подключения конкретного реле. Для примера заберем несколько схем известных производителей:

Схема подключения РКФ РНПП-311

На схеме показано подключение клеммного ряда к соответствующим фазам линии L1, L2, L3 и нейтрале N. На выходе возможно получить две цепи управления «Выход 1» и «Выход 2», отличающиеся по уровням напряжений.

Схема подключения реле OMRON

Питание осуществляется по вводным каналам L1, L2, L3 и через нейтраль N. На выходе получается два варианта трехфазная трехпроводная система и трехфазная четырехпроводная, для работы с соответствующим коммутатором.

Схема подключения РКФ Carlo Gavazzi

В отличии от предыдущих вариантов клеммы вводов L1, L2, L3 запитываются через предохранители. Блок регулировки параметров позволяет отстраивать соответствующий режим работы и пределы отключения по ним. Два выхода с возможностью ручной коммутации посылают управленческие сигналы на переключение тех или иных устройств.

Последние две схемы демонстрируют работу вторичных цепей отключения нагрузки с соответствующей временной задержкой по этим клеммам. Как видите, все схемы подключения имеют идентичные компоненты, предназначенные для отслеживания всех параметров сети, способных сигнализировать сбой в электроснабжении трехфазных потребителей.

Источник

Принцип работы и виды реле контроля фаз

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

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

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

Что такое переменный ток

Стандартный трехфазный ввод:

С целью понимания необходимости 3 фаз электропитания и соответствующей защиты на линиях, вначале разберем о каком конкретно токе идет речь. В отличие от постоянного, движение электронов в каждой линии переменного тока происходит в соответствии с синусоидальным напряжением поля. В момент, когда оно достигает своего пика, перемещение частиц максимально в канале по направлению к нейтрали или фазового провода с текущим нулевым индексом. Последний становится таким в период, когда мощность поля в нем равна «0». Затем сила, приводящая в движение электроны своего знака, изменяет полярность и продолжает перемещать в канале уже частицы с противоположным зарядом.

Подобное периодическое движение электронов и служит сущностью понятия переменного тока. Его плюсы по сравнению с постоянным:

Пример системы 3 фаз без нейтрали — соединение «звездой»:

Еще один способ подключения трехфазового оборудования без нейтрали (если в его конструкции нагрузка соединена в связку типа «треугольник»). Правда, для названого случая обязателен монтаж с правильным чередованием вводных фаз.

Соединение треугольником потребителей и генераторных мощностей:

Одну из фаз вместе с нейтралью, можно использовать для питания относительно слабого по мощности потребителя, что и делается в отношении жилых помещений. На всю квартиру обычно заводят только одну линию из трех с общим нулем.

Зачем нужно реле контроля фаз

Ранее были описаны плюсы при использовании фазового питание. Есть и минусы:

Именно для целей предотвращения перечисленных факторов, приводящих к выходу из строя конечных потребителей, и применяется реле контроля фаз.

Принцип работы реле

С переменным током и причинами проблем на линии разобрались. Осталось понять, зачем нужно фазное реле и каков принцип его работы.

Одна из производимых промышленностью моделей реле контроля фаз:

Функциональность реле построена на основе размыкания всех трех каналов, участвующих в поставке энергии.

Это для тех случаев, когда происходит:

Выключение в идеале производится не сразу, а через небольшой период времени (в расчете на то, что колебание параметров сети имеет разовый характер и сразу нормализуется). К примеру, такое случается одномоментным образом с подсоединением к линии мощного потребителя. Из-за этого в аппарат защиты обычно встраивается реле времени, контролирующее период срабатывания.

Не все выпускаемые заводами модели оснащены полным функционалом устройства. Некоторые из дешевых реле контроля фаз определяют только один из факторов, требующий действия. Зачастую в них отсутствует и таймер.

При желании можно сделать простой аппарат защиты подключенных многофазных устройств своими руками, используя приведенную схему:

Это наиболее простая конструкция из множества возможных. Тем не менее, свою функцию защиты на базовом уровне она выполняет.

Главное, что нужно помнить о принципе работы реле контроля фаз — оно определяет только состояние входящей линии, а не каналов потребления. То есть, если происходит какая-либо проблема на клиентских устройствах, в отличие от иных автоматов отключения, срабатывания системы защиты ждать не стоит.

Различия моделей

Как было описано ранее, основой различия реле контроля фаз, представленных на рынке, служит ширина возможностей. В настоящем устройстве не сильно важна цифровая составляющая, для наблюдения за характеристиками сети вполне достаточно обычной электронной схемы. А вот возможность установки изначальных параметров срабатывания защиты зачастую необходима.

Таблица нескольких моделей реле контроля фаз:

Примечание: ошибку неправильного чередования фаз автомат отключения может отловить и за счет перекоса напряжения, так что корректный монтаж его в любом виде исполнения к трехфазовой сети обязателен.

В приведенном перечне указаны не все модели, получившие широкое распространенные, но он позволяет сделать прикидку средней цены аппаратов защиты одинаковой функциональности.

Вопрос выбора

Основные характеристики, которыми рекомендуется руководствоваться при выборе реле контроля фаз:

Смонтированное реле контроля фаз в стандартный щиток:

Вторичным условием выбора можно назвать класс защиты устройства — его IP-индекс. Но он важен только при использовании автомата отключения без дополнительного корпуса, при установке непосредственно на улице.

Схемы подключения

Осталось рассмотреть, как подключить реле контроля фаз к существующей линии. Речь идет не о частных бытовых случаях, использующих один канал питания и нейтраль. Монтаж автомата защиты оправдан в отношении ввода ко многим потребителям или организации снабжения энергией мощного оборудования. Он производится согласно следующей схеме:

Само устройство проходное и устанавливается после трехфазовых рубильников, на линию между ними и потребителями. Схема подключения реле контроля фаз достаточно проста, но нуждается в уточнении к каждой модели автомата. Контактные последовательности могут отличаться, хотя метки соединяемых линий обычно нанесены на корпус аппарата. Кроме того, есть реле, оснащенные внутренним контактором. Существуют и модели, для которых обязательно использование отдельного, внешнего. Сами же проводники ввода обычно выполнены в соответствии со следующей цветовой маркировкой:

Реле контроля фаз к конечному устройству зачастую проводится с использованием дополнительных аппаратов защиты, которые контролируют состояние внутренней линии. К примеру, схема подсоединения промышленного насоса:

Есть некоторые реле, содержащие в своей конструкции контактные группы, используемые при состоянии «выключено». То есть, внутреннее устройство автомата, отключая ход энергии по одним входящим каналам, перенаправляет их на другие. Последнее достаточно интересно в плане резервного энергоснабжения оборудования. Например, если на одном вводе возникла проблема, реле перекинет потребителей на иной.

Схема монтажа для использования резервной линии подачи тока:

Для защиты мощного и дорогого оборудования, подключаемого к полноформатному питанию, необходимо использовать реле контроля фаз. Отсекая внешнюю линию энергоснабжения при обнаружении проблем, возникших на каком-либо канале, автомат спасает конечную и сопутствующую технику от выхода из строя. Вместе с этим, если характеристики сети приходят в норму, реле автоматически произведет соединение ввода с потребителями.

Единственный минус подобной защиты — ее направленность на внешние условия. Все, что происходит на линии после реле контроля фаз, никакого влияния на его работу не оказывает. Соответственно и использовать автомат такого типа нужно в совокупности с иными средствами защиты энергосетей.

Видео по теме

Источник