Releu de control al tensiunii: principiu de funcționare, schemă, nuanțe de conectare

Fluctuațiile de tensiune nu sunt deloc o raritate în locuințele autohtone. Acestea apar din cauza uzurii rețelelor electrice, a scurtcircuitelor și a distribuției inegale a sarcinii pe fazele individuale.

Ca urmare, aparatele electrocasnice fie nu primesc suficientă energie electrică, fie se ard din cauza excesului acesteia. Pentru a evita problemele menționate, se recomandă instalarea unui releu de control al tensiunii (RCT).

Vă propunem să înțelegem ce avantaje oferă utilizarea unui astfel de dispozitiv, care sunt diferențele dintre RCT și stabilizator, cum să alegem releul potrivit și cum să realizăm conectarea acestuia.

De ce este necesar un releu de reglare a tensiunii?

Denumirea corectă a dispozitivului în discuție este «releu de control al tensiunii». Dar cuvântul din mijloc din acest termen lipsește adesea în discuțiile dintre electricieni.

În principiu, este același aparat electrotehnic de automatizare de protecție. În plus, acest echipament este adesea numit și «protecție împotriva întreruperii nulului». De ce – va deveni clar mai jos.

Nu confundați automatele RCD și RCT. Primele protejează linia împotriva suprasarcinii și scurtcircuitului, iar cele din urmă împotriva fluctuațiilor de tensiune. Sunt aparate cu destinații funcționale diferite.

Sarcina principală a RCT este deconectarea aparatelor electrice de la rețea atunci când tensiunile sunt prea mari sau prea mici, pentru ca echipamentele conectate la alimentarea electrică să nu se defecteze.

Inscripția «~220 V» este familiară tuturor românilor. La această tensiune alternativă funcționează în casă aparatele electrocasnice conectate la prize. Cu toate acestea, în realitate, tensiunea maximă din rețeaua electrică casnică doar oscilează în jurul acestei valori cu o abatere de +/-10%.

În unele cazuri, fluctuațiile ating valori mari. Voltmetrul poate indica scăderi până la 70 și vârfuri până la 380 V.

Pentru aparatele electrice, atât tensiunea prea scăzută, cât și cea prea ridicată sunt dăunătoare. Dacă compresorul frigiderului „nu primește” suficientă energie electrică, pur și simplu nu va porni. Drept urmare, aparatul se va supraîncălzi și se va strica inevitabil.

La o tensiune scăzută, în majoritatea cazurilor, utilizatorul nici măcar nu poate determina extern dacă echipamentul funcționează corect sau nu în această situație. Vizual, se pot vedea doar becurile incandescente care luminează slab, la care tensiunea furnizată este mai mică decât cea necesară.

Cu creșterile mari de tensiune, totul este mult mai simplu. Dacă la intrarea de alimentare a televizorului, computerului sau cuptorului cu microunde se aplică 300–350 W, atunci, în cel mai bun caz, siguranța se va arde. Și cel mai adesea ele 'se ard' singure. Și bine încă dacă nu apare o aprindere reală a echipamentului și nu se declanșează un incendiu.

Clădirile cu mai multe apartamente sunt de obicei alimentate de la o rețea trifazată de 380 V, iar la apartament merge o instalație monofazată de 220 V de la tabloul electric de pe etaj.

Principalele probleme cu fluctuațiile de tensiune în blocurile înalte apar din cauza ruperii conductorului de nul de lucru. Acest fir este deteriorat din nepăsare de către electricieni în timpul reparațiilor sau pur și simplu se arde de la vechime.

Dacă în casă, pe linia de acces, este instalat un set de protecție necesar de nivel modern, atunci în urma unei astfel de întreruperi, automatizarea RCD se activează. Totul se termină relativ normal.

Cu toate acestea, în fondul locativ vechi, unde nu sunt instalate întrerupătoare automate de protecție, dispariția nulului duce la dezechilibrul fazelor. Și atunci, în unele apartamente tensiunea devine scăzută (50–100 V), iar în altele brusc ridicată (300–350 V).

Ce va ieși la priză la fiecare depinde de sarcina conectată la rețeaua electrică în acel moment specific. Este imposibil de calculat și prevăzut exact dinainte.

În final, la unii tot echipamentul încetează să funcționeze, iar la alții se arde din cauza supratensiunii. Aici este nevoie de un releu de control al tensiunii. La apariția problemelor, acesta va deconecta rețeaua, prevenind defectarea televizoarelor, frigiderelor etc.

În sectorul privat, problema fluctuațiilor de tensiune este oarecum diferită. Dacă vila este situată la o distanță mare de transformatorul stradal, atunci la un consum crescut de energie electrică în casele dinaintea ei, în acest punct extrem, tensiunea poate scădea până la valori critic de mici.

Ca urmare, din lipsa prelungită de 'volți', motoarele electrice din aparatele electrocasnice vor începe inevitabil să se ardă și să se defecteze.

Varietăți ale dispozitivului RCT

Toate modelele de relee care îndeplinesc funcții de regulator de tensiune se împart în monofazate și trifazate.

Releu monofazat. De obicei se instalează în vile și apartamente – nu este necesar mai mult în tablourile de apartament.

În tablourile electrice ale caselor private și ale blocurilor de apartamente se folosesc de obicei relee monofazate în execuție compactă pe șină DIN (+)

Releu trifazat. Astfel de RCT-uri sunt destinate utilizării industriale. Ele sunt adesea folosite în schemele de protecție a mașinilor-unelte trifazate. Mai mult, dacă la intrarea unui astfel de echipament complex este necesar un astfel de trifazat, atunci de multe ori se alege în execuție combinată cu control nu numai după tensiune, ci și după sincronizarea fazelor.

Principalul dezavantaj și, în același timp, avantajul releului trifazat – deconectarea completă a alimentării la ieșire în cazul unui salt de tensiune chiar și într-una dintre liniile de fază la intrare. În industrie, acest lucru este doar benefic. Dar în uz casnic, fluctuațiile de tensiune într-o singură fază nu sunt adesea critice, iar RKN deconectează rețeaua protejată.

În unele cazuri, o astfel de asigurare ultra-fiabilă este necesară. Cu toate acestea, în marea majoritate a situațiilor, este de prisos.

După tipul de execuție și dimensiuni

Întreaga gamă de modele de relee de tensiune se împarte în trei tipuri:

• adaptoare „ștecăr-priză”;
• prelungitoare cu 1-6 prize;
• dispozitive compacte „pachete” pe șină DIN.

Primele două variante sunt utilizate pentru protejarea unui anumit aparat electric sau a unui grup. Ele se conectează la o priză obișnuită din cameră.

A treia variantă este destinată montării în tabloul electric ca parte a sistemului de protecție a rețelei electrice a unui apartament sau a unei case.

Adaptoarele și prelungitoarele regulatoarelor menționate au dimensiuni destul de mari. Producătorii încearcă să le facă cât mai mici, pentru a nu strica interiorul cu aspectul lor.

Dar componentele interne ale releului de tensiune au propriile dimensiuni stricte, iar pe deasupra trebuie să fie aranjate într-un singur corp împreună cu priza și ștecherul. Din punct de vedere al designului, nu ai mult spațiu de manevră.

Releele pe șină DIN pentru montare în tabloul de distribuție au dimensiuni mai compacte, nu au nimic în plus. Conectarea lor la rețea se face prin intermediul conectării firelor și bornelor.

După bază și funcții suplimentare

Logica internă și funcționarea releului de control al tensiunii se bazează pe un microprocesor sau pe un comparator mai simplu. Prima variantă este mai scumpă, dar presupune o reglare mai precisă și mai fină a pragurilor de declanșare ale RKN. Majoritatea dispozitivelor de protecție vândute în prezent sunt construite pe bază de microprocesor.

Pragurile superior (Umax) și inferior (Umin) sunt cei doi parametri reglabili principali ai RKN – dacă tensiunea de intrare depășește intervalul setat, releul deconectează linia de ieșire de la curentul electric (+)

Cel puțin, pe carcasa releului există o pereche de LED-uri prin care se poate determina prezența tensiunii la intrare și la ieșire. Dispozitivele mai avansate sunt dotate cu display-uri care arată limitele admisibile setate și tensiunea existentă în linie.

Reglarea valorilor de prag se realizează cu un potențiometru cu scară gradată sau cu butoane cu afișarea parametrilor pe un panou.

Releul propriu-zis responsabil de comutare în interiorul RCN este realizat după o schemă bistabilă. Această bobină are două stări stabile. Energia se consumă doar pentru comutarea zăvorului. Pentru menținerea contactelor în poziția închisă sau deschisă nu este necesară electricitate.

Pe de o parte, aceasta minimizează consumul de energie, iar pe de altă parte, garantează că bobina nu se va încălzi în timpul funcționării regulatorului.

La alegerea unui releu de tensiune, în parametri trebuie să se țină cont de:

• domeniul de funcționare în volți;
• posibilitățile de setare a pragurilor superior și inferior de declanșare;
• prezența/absența indicatoarelor de nivel al tensiunii;
• timpul de decuplare la declanșarea RCN;
• timpul de întârziere pentru reluarea alimentării cu electricitate;
• puterea maximă comutabilă în kW sau curentul maxim admis în amperi.

În ceea ce privește ultimul parametru, releul trebuie ales cu o rezervă de 20–25%. Dacă nu există un RCN potrivit pentru sarcinile mari existente în linie, atunci se alege un model de putere mică, iar la ieșirea acestuia se conectează un contactor magnetic.

În ceea ce privește setarea pragurilor, situația este următoarea. Dacă acestea sunt stabilite prea rigid, atunci frecvența de declanșare a releului va fi ridicată. Aici va trebui să se facă un compromis.

Reglarea acestor parametri trebuie efectuată astfel încât să asigure nivelul adecvat de protecție, dar să nu permită comutarea prea frecventă a RCN. Pornirile și opririle constante nu vor fi benefice nici pentru echipamentele conectate la rețea, nici pentru regulatorul de tensiune în sine.

În același timp, unele relee nu au deloc posibilitatea de a ajusta singure pragurile. Acestea sunt setate „fix”. De exemplu, valoarea de setare pentru limita inferioară este realizată din fabrică la 170 V, iar pentru cea superioară – la 265 V.

Astfel de RCN-uri sunt mai ieftine, dar trebuie selectate cu mai multă atenție. Ulterior, aceste dispozitive nu vor putea fi reconfigurate, iar în caz de erori de calcul, va trebui să se achiziționeze altele noi pentru a le înlocui pe cele nepotrivite.

Alegerea parametrilor de timp pentru decuplarea și reluarea alimentării liniei la ieșire depinde de sarcina conectată și de particularitățile rețelei specifice (+)

Dacă în rețeaua electrică apar constant căderi de tensiune de scurtă durată (de fracțiuni de secundă) nu foarte puternice, atunci timpul de decuplare pentru pragul inferior este mai bine să fie setat la maxim. Astfel, declanșările vor fi mai puține, iar amenințarea pentru echipamentele alimentate va fi minimă.

Întârzierea la pornire trebuie aleasă în funcție de tipul aparatelor electrice conectate la priză. Dacă echipamentul conectat are un compresor sau un motor electric, atunci timpul de aplicare a tensiunii trebuie mărit la 1–2 minute.

Acest lucru va evita creșterile bruște de tensiune și curent la reluarea alimentării în rețea, ceea ce va proteja frigiderele și aparatele de aer condiționat de defecțiuni.

Iar pentru calculatoare și televizoare, acest parametru poate fi redus chiar și la 10–20 de secunde.

Ce este mai bun: stabilizator vs releu

Adesea, în locul conectării în tablou a unui releu de control al electricității, se recomandă instalarea în casă a unui stabilizator de tensiune. În anumite cazuri, acest lucru se justifică. Cu toate acestea, există o serie de nuanțe de care trebuie să țineți cont atunci când alegeți una sau alta variantă de protecție a aparatelor electrice.

În ceea ce privește funcționalitatea, stabilizatorul nu numai că egalizează tensiunea, dar se și oprește la valori prea mari ale acesteia. Iar releul de tensiune este exclusiv un automat de protecție. Aparent, primul include funcțiile celui de-al doilea.

Dar, în comparație cu RKN, stabilizatorul:

• mai scump și zgomotos;
• mai inert la variații bruște;
• nu are posibilități de reglare a parametrilor;
• ocupă mult mai mult spațiu.

La scăderea tensiunii de intrare, pentru ca la ieșirea stabilizatorului să se obțină valorile necesare, acesta începe să „tragă” mai mult curent din rețea. Iar acesta este un drum direct spre arderea cablajului, dacă acesta nu a fost proiectat inițial pentru așa ceva.

Al doilea dezavantaj principal al stabilizatorului în comparație cu releul de control este incapacitatea acestuia de a intercepta o creștere bruscă de tensiune la întreruperea nulului.

Este suficientă literalmente o jumătate de secundă cu 350–380 V în priză pentru ca toate aparatele din casă să se ardă. Iar majoritatea stabilizatoarelor nu sunt capabile să se adapteze la astfel de modificări și lasă să treacă tensiunea înaltă, deconectându-se abia după 1–2 secunde de la începutul supratensiunii.

Pe lângă stabilizatoare și relee pentru protecția liniei împotriva fluctuațiilor de tensiune în rețea, se pot utiliza și declanșatoare de tensiune maximă și minimă. Dar, în comparație cu RKN, au un timp de reacție mai mare. În plus, ele nu readuc alimentarea în mod automat, iar ca funcționare seamănă mai mult cu un RCD.

După întreruperea alimentării cu energie electrică, aceste declanșatoare vor trebui comutate manual în starea inițială.

Scheme de conectare ale RCT

În tablou, releul de tensiune se instalează întotdeauna după contor, în întreruperea conductorului de fază. Acesta trebuie să controleze și, la nevoie, să întrerupă exact „faza”. Nu poate fi conectat în alt mod.

Cel mai frecvent, pentru consumatorii monofazați se aplică schema standard cu sarcină directă prin releu (+)

Există două scheme principale de conectare a releelor monofazate de reglare a tensiunii de rețea:

• cu sarcină directă prin RKN;
• cu conectarea sarcinii printr-un contactor – cu conectarea unui demaror magnetic.

La montarea tabloului electric în casă, se aplică aproape întotdeauna prima variantă. Există suficiente modele diverse de RKN cu puterea necesară în vânzare. În plus, la nevoie, se pot instala chiar mai multe dintre aceste relee în paralel, conectând la fiecare dintre ele un grup separat de aparate electrice.

Cu montajul este extrem de simplu. Pe carcasa unui releu monofazat standard se află trei borne – „nul” plus fazele „intrare” și „ieșire”. Trebuie doar să nu confundați firele care se conectează.

Concluzii și material video util pe această temă

Pentru a vă fi mai ușor să vă orientați în schemele de conectare și alegerea releului regulator de tensiune potrivit, am realizat o selecție de materiale video cu descrierea tuturor nuanțelor de funcționare a acestui aparat.

Cum să protejați echipamentul de fluctuațiile din rețeaua electrică cu ajutorul RKN:

Setarea releului de tensiune:

Releul de control al tensiunii rețelei este o protecție excelentă împotriva «pierderii nulului» și a fluctuațiilor bruște de tensiune. Conectarea sa nu este dificilă. Trebuie doar să introduceți firele corespunzătoare în borne și să le strângeți.În aproape toate cazurile se aplică o schemă standard cu sarcină directă prin RKN.

Împărtășiți cu cititorii experiența dumneavoastră de conectare și utilizare a releului de tensiune. Vă rugăm, lăsați comentarii, adresați întrebări pe tema articolului și participați la discuții – formularul pentru recenzii se află mai jos.