Releu de control al fazelor: principiu de funcționare, tipuri, marcaj + cum să reglați și să conectați

Rezultatul unei situații tehnice în care înfășurările statorice ale motorului consumă un curent mai mare decât valorile parametrice stabilite este căldura excesivă. Acest factor determină scăderea calității izolației motorului. Echipamentul se defectează.

Timpul de reacție al releelor termice de suprasarcină nu este de obicei suficient pentru a asigura o protecție eficientă împotriva căldurii excesive generate de curentul ridicat. În astfel de cazuri, numai releul de control al fazelor pare a fi un dispozitiv de protecție eficient.

Informații generale despre dispozitiv

Funcționalitatea dispozitivelor electrice de acest tip este semnificativ mai largă decât doar protecția împotriva supraîncălzirii și a scurtcircuitului.

În practică, au fost remarcate proprietățile eficiente ale releelor de selecție a fazelor supraîncărcate, care, în cele din urmă, asigură o protecție complexă.

Una dintre numeroasele variante de soluții de proiectare în producția releelor de fază. Cu toate acestea, în ciuda diversității carcaselor și configurațiilor de circuit, funcționalitatea dispozitivelor este unitară.

Datorită dispozitivelor de monitorizare a stării fazelor se obțin următoarele avantaje:

• creșterea duratei de viață a motorului;
• reducerea reparațiilor costisitoare sau a înlocuirii motorului;
• reducerea timpului de nefuncționare din cauza defectelor motorului;
• reducerea riscurilor de electrocutare.

În plus, dispozitivul asigură o protecție fiabilă împotriva incendiilor și a scurtcircuitelor înfășurărilor motorului.

Execuție tipică a releelor de protecție

Există două tipuri principale de dispozitive de protecție destinate utilizării în sisteme trifazate – relee de măsurare a curentului și relee de măsurare a tensiunii.

Avantajele utilizării dispozitivelor

Partea avantajoasă a releelor de protecție de curent față de releele de control al tensiunii este evidentă. Acest tip de dispozitive funcționează independent de influența FEM (forței electromotoare), care însoțește invariabil defecțiunea de fază la suprasarcinile motorului.

În plus, dispozitivele care funcționează pe principiul măsurării curentului sunt capabile să detecteze comportamentul anormal al motorului. Controlul este posibil fie pe partea de linie în circuitul de derivație, fie pe partea de sarcină, unde este instalat releul.

Așa arată unul dintre modelele de releu de control al tensiunii. Astfel de dispozitive pot fi utilizate nu numai pentru nevoi industriale, ci și pentru gospodăriile private.

Dispozitivele care controlează procesul pe baza principiului măsurării tensiunii se limitează la detectarea condițiilor anormale de funcționare doar pe partea liniei unde este conectat dispozitivul.

Cu toate acestea, dispozitivele sensibile la variațiile de tensiune au, de asemenea, un avantaj important. Acesta constă în capacitatea aparatelor de acest tip de a detecta o stare anormală care nu depinde de starea motorului.

De exemplu, un tip de releu sensibil la variațiile de curent detectează starea anormală a fazelor doar direct în timpul funcționării motorului. În schimb, dispozitivul de măsurare a tensiunii asigură protecția imediat înainte de pornirea motorului.

De asemenea, printre avantajele aparatelor de măsurare a tensiunii se numără instalarea simplă și prețul mai mic.

Acest tip de aparate de protecție:

• nu are nevoie de transformatoare de curent suplimentare;
• se aplică independent de sarcina sistemului.

Iar pentru funcționarea sa este necesar doar să se conecteze tensiunea.

Detectarea defecțiunii de fază

Defecțiunea de fază este pe deplin posibilă din cauza defectării unei siguranțe a uneia dintre părțile sistemului de distribuție a energiei electrice. O defecțiune mecanică a echipamentului de comutație sau ruperea uneia dintre liniile de transport a energiei electrice provoacă, de asemenea, o defecțiune de fază.

Protecția motorului electric, organizată printr-un releu de control. Această metodă permite utilizarea mai eficientă a motoarelor, fără teama de a le defecta rapid.

Un motor trifazat care funcționează pe o singură fază extrage curentul necesar din celelalte două linii. Încercarea de a-l porni în regim monofazat va duce la blocarea rotorului, iar motorul nu va porni.

Timpul de reacție la o unitate de suprasarcină termică poate fi prea lung pentru a asigura o protecție eficientă împotriva încălzirii excesive. Dacă pentru protecția împotriva acesteia nu este instalat un releu termic, atunci când apare o defecțiune din cauza supraîncălzirii apărute în înfășurările motorului.

Protecția unui motor trifazat împotriva factorului de defectare a fazei este dificilă din cauza faptului că un motor trifazat subîncărcat, care funcționează pe o singură fază din trei, generează o tensiune numită tensiune regenerată (forță electromotoare inversă).

Aceasta se formează în interiorul înfășurării întrerupte și este practic egală cu valoarea tensiunii de alimentare pierdute. Prin urmare, releele de măsurare a tensiunii, care controlează doar magnitudinea acesteia, nu asigură o protecție completă împotriva factorului de defectare a fazei în astfel de situații.

Schema de conectare a aparatului de control al fazelor și al tensiunii în circuitul de comandă al unui motor trifazat. Aceasta este o variantă clasică de schemă, aplicată în practică pe scară largă.

Un grad mai înalt de protecție poate fi obținut cu ajutorul unui dispozitiv care poate detecta deplasarea unghiului de fază, care în mod normal însoțește o defecțiune de fază. În condiții normale, tensiunea trifazată are un decalaj de 120 de grade între faze. O defecțiune va duce la o deviere a unghiului față de valoarea normală de 120 de grade.

Identificarea inversării de fază

Inversarea de fază poate apărea:

1. Se efectuează întreținere la echipamentele motorizate.
2. Au fost aduse modificări în sistemul de distribuție a energiei electrice.
3. Când restabilirea energiei electrice duce la o altă succesiune de faze decât cea anterioară întreruperii.

Detectarea inversării de fază este importantă dacă un motor care funcționează în sens invers poate deteriora mecanismul acționat sau, și mai grav, poate provoca vătămări fizice personalului de întreținere.

Pe lângă toate celelalte, utilizarea releelor de protecție asigură securitatea personalului de lucru: 1 – fază întreruptă; 2 – tensiune de pas

Regulile de exploatare a rețelelor electrice impun utilizarea protecției împotriva posibilei inversări a fazelor la toate echipamentele, inclusiv la mijloacele de transport pentru personal (scări rulante, ascensoare etc.).

Detectarea dezechilibrului de tensiune

Dezechilibrul apare de obicei atunci când tensiunile de linie furnizate de compania de electricitate au niveluri diferite. Dezechilibrul poate apărea atunci când sarcinile monofazate de iluminat, prize electrice, motoare monofazate și alte echipamente sunt conectate pe faze separate și nu sunt distribuite într-un mod echilibrat.

În oricare dintre aceste cazuri, în sistem se creează un dezechilibru de curent, care reduce eficiența și scurtează durata de viață a motorului.

Tensiunea dezechilibrată sau insuficientă aplicată unui motor trifazat duce la un dezechilibru de curent în înfășurările statorului, egal cu de mai multe ori valoarea de dezechilibru a tensiunilor între faze. Acest fenomen, la rândul său, este însoțit de o creștere a încălzirii, ceea ce reprezintă principala cauză a deteriorării rapide a izolației motorului.

Înfășurarea arsă a statorului motorului – putem spune că este un fenomen obișnuit acolo unde nu s-a prevăzut introducerea controlului prin releu în circuitul de comandă

Pe baza tuturor factorilor tehnici și tehnologici descriși, devine evidentă importanța utilizării acestui tip de releu nu numai în cazurile de exploatare a motoarelor electrice, ci și pentru generatoare, transformatoare și alte echipamente electrice.

Cum se conectează dispozitivul de control?

Construcțiile releelor care efectuează controlul fazelor, în ciuda gamei largi de produse disponibile, au o carcasă unificată.

Elemente constructive ale produsului

Bornele pentru conectarea conductoarelor electrice sunt, de regulă, amplasate pe partea frontală a carcasei, ceea ce este convenabil pentru efectuarea lucrărilor de montaj.

Aparatul în sine este conceput pentru montare pe șină tip DIN sau pe o suprafață plană. Interfața bornei reprezintă, de obicei, o clemă standard fiabilă, destinată fixării conductoarelor din cupru (aluminiu) cu secțiunea de până la 2,5 mm².

Panoul frontal al aparatului conține unul sau mai multe regulatoare de reglaj, precum și o indicație luminoasă de control. Aceasta din urmă indică prezența/absența tensiunii de alimentare, precum și starea mecanismului de acționare.

Printre elementele de reglaj ale potențiometrului se pot număra indicatorul de defecțiuni, indicatorul sarcinii conectate, potențiometrul de selecție a modului, reglajul nivelului de asimetrie, regulatorul căderii de tensiune, potențiometrul de reglaj al întârzierii de timp.

Conectarea tensiunii trifazate se realizează la bornele de lucru ale dispozitivului, marcate cu simbolurile tehnice corespunzătoare (L1, L2, L3). Montarea conductorului de nul pe astfel de dispozitive, de obicei, nu este prevăzută, dar acest aspect este determinat în mod specific de execuția releului — tipul modelului.

Pentru conectarea la circuitele de comandă se utilizează un al doilea grup de interfață, format de obicei din cel puțin 6 borne de lucru. O pereche a grupului de contacte al releului comută circuitul bobinei demarorului magnetic, iar prin cea de-a doua se comută circuitul de comandă al echipamentului electric.

Totul este destul de simplu. Cu toate acestea, fiecare model individual de releu poate avea particularitățile sale de conectare. Prin urmare, atunci când utilizați dispozitivul în practică, trebuie să vă ghidați întotdeauna după documentația însoțitoare.

Pașii de reglare a dispozitivului

Din nou, în funcție de execuție, construcția produsului poate fi echipată cu diferite variante schematice de reglaj și ajustare. Există modele simple, care prevăd constructiv scoaterea pe panoul de comandă a unuia sau a doi potențiometri. Și există dispozitive cu elemente de reglaj extinse.

Elemente de reglaj cu microîntrerupătoare: 1 – bloc de microîntrerupătoare; 2, 3, 4 – variante de setare a tensiunilor de lucru; 5, 6, 7, 8 – variante de setare a funcțiilor de asimetrie/simetrie.

Printre astfel de elemente de reglaj extinse se întâlnesc frecvent microîntrerupătoare bloc, amplasate direct pe placa de circuit imprimat sub carcasa aparatului sau într-un nișă specială care poate fi deschisă. Prin setarea fiecăruia dintre ele într-o anumită poziție se creează configurația dorită.

Reglarea constă, de obicei, în setarea valorilor nominale de protecție prin rotirea potențiometrelor sau prin poziționarea microîntrerupătoarelor. De exemplu, pentru monitorizarea stării contactelor, nivelul de sensibilitate al diferenței de tensiune (ΔU) este de obicei setat la valoarea de 0,5 V.

Dacă este necesar să controlați liniile de alimentare ale sarcinii, regulatorul de sensibilitate a diferenței de tensiune (ΔU) se reglează la o poziție limită în care se observă punctul de tranziție de la semnalul de funcționare la cel de avarie, cu o mică toleranță înspre valoarea nominală.

De regulă, toate nuanțele de reglare a aparatelor sunt descrise clar în documentația însoțitoare.

Marcarea dispozitivului de control al fazelor

Aparatele de execuție clasică se marchează simplu. Pe panoul frontal sau lateral al carcasei se aplică o secvență alfanumerică, sau denumirea este notată în pașaport.

O variantă de marcare a unuia dintre dispozitivele populare de producție autohtonă. Denumirea este plasată pe panoul frontal, dar există și variante cu amplasare pe laterale.

Astfel, dispozitivul de producție rusă pentru conectare fără fir neutru se marchează:

EL-13M-15 AC400V

unde: EL-13M-15 – denumirea seriei, AC400V – tensiunea alternativă admisibilă.

Mostrele de produse importate au o marcare ușor diferită.

De exemplu, releul din seria «PAHA» este marcat cu următoarea abreviere:

PAHA B400 A A 3 C

Decodificarea este aproximativ următoarea:

1. PAHA — denumirea seriei.
2. B400 – tensiunea standard de 400 V sau conectată de la transformator.
3. A – reglarea cu potențiometre și microîntrerupătoare.
4. A (E) – tipul carcasei pentru montaj pe șină DIN sau într-un conector special.
5. 3 – dimensiunea carcasei de 35 mm.
6. C – sfârșitul marcajului de cod.

La unele modele, înainte de punctul 2 se poate adăuga încă o valoare. De exemplu, «400-1» sau «400-2», iar succesiunea celorlalte nu se modifică.

Astfel se marchează aparatele de control al fazelor, dotate cu o interfață de alimentare suplimentară pentru o sursă externă. În primul caz, tensiunea de alimentare este de 10-100 V, în al doilea de 100-1000 V.

Cu principiul de funcționare, particularitățile constructive și destinația întrerupătorului de sarcină vă familiarizează articolul următor, pe care vă sfătuim insistent să-l citiți.

Concluzii și material video util pe această temă

Videoclipul este dedicat descrierii și prezentării unui produs individual al companiei EKF. Cu toate acestea, practic toate aparatele de control al fazelor fabricate funcționează pe același principiu:

Cu toată diversitatea aparatelor de pe piață, este greu de stabilit un standard de marcare. Dacă producătorii străini marchează după unele canoane, cei autohtoni – după altele. Cu toate acestea, există întotdeauna posibilitatea de a consulta datele de referință, dacă este necesară o decodificare exactă a caracteristicilor.

Doriți să împărtășiți propria experiență în alegerea și instalarea unui releu de tensiune destinat controlului fazelor? Dispuneți de informații utile care ar putea fi de folos vizitatorilor site-ului? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos, să publicați fotografii pe temă și să adresați întrebări.