Какова функция реле фазовой защиты?

Что такое реле фазовой защиты?

А реле защиты фазы — небольшое, но важное устройство, используемое в трехфазных электрических системах. Он следит за каждой фазой электропитания. Когда что-то идет не так, питание отключается для защиты подключенного оборудования.

Трехфазное питание является стандартным способом работы тяжелых машин на заводах и в крупных зданиях. Если одна фаза выпадает, выходит из строя или становится неровной, плохие вещи происходят быстро. Моторы перегреваются. Машины слишком сильно вибрируют. Оборудование может полностью сгореть. Реле фазовой защиты распознает эти проблемы на ранней стадии и предотвращает повреждение до того, как оно станет серьезным.

Что на самом деле делает реле фазовой защиты?

А phase protection relay has several key jobs. Each one targets a different type of power problem. Here is a clear breakdown of each function.

1. Обнаружение недостающей фазы

Иногда одна из трех фаз исчезает. Это может произойти из-за перегоревшего предохранителя или обрыва провода. Когда двигатель теряет одну фазу, он все равно пытается работать на двух других. Это создает огромную нагрузку на эти две фазы. Двигатель может потреблять ток, вдвое превышающий нормальный уровень. Обмотка внутри двигателя очень быстро нагревается. Реле сразу замечает отсутствие фазы и отключает все до того, как двигатель перегорит.

2. Улавливание неравномерного напряжения по фазам

Все три фазы должны иметь одинаковый уровень напряжения. Но иногда они этого не делают. Даже небольшой разрыв имеет значение. А voltage gap of just 2% between phases can push the current gap up to 6–10%. Этот дополнительный ток приводит к нагреванию внутри двигателя. Со временем это сокращает срок службы оборудования. Реле продолжает проверять напряжение на всех трех фазах. Он отключает систему, когда зазор становится слишком большим.

3. Обнаружение неправильного порядка фаз

Трехфазные двигатели вращаются в заданном направлении. Это направление зависит от порядка трех фаз. Если кто-то подключит фазы в неправильном порядке, двигатель начнет вращаться в обратном направлении. Звучит незначительно, но оно может вывести из строя насосы, вентиляторы и лифты за считанные секунды. Реле проверяет порядок фаз перед запуском двигателя. Он блокирует старт, если порядок неправильный.

4. Наблюдение за уровнем напряжения

Слишком низкое напряжение делает двигатели слабыми и медленными. Слишком высокое напряжение быстрее изнашивает изоляцию внутри двигателя. Работа двигателя при напряжении всего на 10 % ниже номинального может снизить его тяговую мощность примерно на 19 %. Реле следит за уровнем напряжения. Он отключает нагрузку, когда напряжение выходит за пределы или ниже безопасного диапазона.

5. Проверка частоты

Электрические сети должны работать на фиксированной частоте — 50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны. Генераторы и слабые сети иногда отклоняются от этой цели. Когда частота меняется слишком сильно, двигатели работают на неправильной скорости. Некоторые реле могут отслеживать частоту. Они отключают питание, если частота выходит за пределы безопасного диапазона.

Типы реле фазовой защиты

Существует несколько типов реле фазовой защиты. Каждый тип создан для разного уровня защиты. В таблице ниже показаны основные типы и где они используются.

Как работает реле фазовой защиты: шаг за шагом

Реле следует четкому процессу каждый раз, когда обнаруживает проблему. Вот как это работает от начала до конца.

1. Читаем фазы: Реле постоянно считывает напряжение на всех трех фазах через свои входные провода.
2. Проверяем данные: Его внутренняя схема или микросхема учитывает величину напряжения, порядок фаз, баланс и частоту.
3. По сравнению с безопасными пределами: Реле проверяет, попадают ли показания в установленный безопасный диапазон.
4. Выявление неисправности: Если какое-либо показание выходит за пределы безопасного диапазона, реле отмечает это как неисправность.
5. Подождите немного (необязательно): Многие реле ждут некоторое время, прежде чем сработать. Это предотвращает ложные срабатывания сигнализации, вызванные короткими перебоями в питании.
6. Принятие мер: Реле размыкает или замыкает свой выходной контакт. Это дает команду контактору или автоматическому выключателю отключить питание.
7. Показываю неисправность: А light or display on the relay shows what went wrong so the operator knows what to fix.

Что проверить перед покупкой реле фазовой защиты

Выбор правильного реле имеет значение. Неправильный выбор может оставить ваше оборудование незащищенным или привести к ложному отключению. Вот основные моменты, которые следует проверить.

• Напряжение питания: Реле должно соответствовать напряжению вашей системы, например 380 В, 400 В или 480 В.
• Частота: Проверьте, работает ли ваша сеть на частоте 50 или 60 Гц, и убедитесь, что реле поддерживает ее.
• Особенности защиты: Решите, от каких неисправностей вам следует защититься: потеря фазы, неправильный порядок, неравномерность напряжения или все они.
• Аdjustable limits: А relay with adjustable trip points gives you more control over how sensitive the protection is.
• Как быстро он реагирует: Некоторому оборудованию требуется, чтобы реле сработало менее чем за 200 миллисекунд. Другие могут подождать немного дольше, чтобы избежать ложных срабатываний.
• Номинал выходного контакта: Выход реле должен быть достаточно сильным, чтобы управлять контактором или выключателем, к которому оно подключено.
• Стиль монтажа: Большинство реле крепятся на стандартную DIN-рейку внутри распределительной коробки. Проверьте, соответствует ли размер вашему пространству.
• Стандарты безопасности: Ищите реле, соответствующие IEC 60255 или аналогичному стандарту. Это подтверждает надежную работу.

Где используются реле фазовой защиты

Реле фазовой защиты используются во многих отраслях промышленности. Они наиболее важны там, где внезапный отказ оборудования может быть опасным или очень дорогостоящим.

Завод Моторс

Большинство заводов используют трехфазные двигатели для работы своих машин. Отказы двигателей являются причиной значительной доли неожиданных остановок на заводах. Фазовые замыкания являются одной из основных причин выхода из строя двигателей. Реле защиты фаз установлены на панелях управления двигателями для защиты каждого двигателя по отдельности.

Аir Conditioning and Cooling Systems

Компрессоры в установках кондиционирования и охлаждения очень чувствительны к проблемам с фазами. Неправильный порядок фаз в спиральном компрессоре может привести к его поломке за считанные секунды. По этой причине реле фазовой защиты являются стандартной частью этих систем.

Водонасосные станции

Водяные насосы должны вращаться в правильном направлении. Из-за обратного порядка фаз насос подает воду в неправильном направлении. Это может привести к быстрому опорожнению системы водоснабжения. Реле защиты фаз предотвращают запуск насоса, если порядок фаз неправильный.

Лифты и подъемные машины

А reversed motor in an elevator is a serious safety risk. Во многих странах закон требует защиты последовательности фаз для всех лифтовых установок. Реле следит за тем, чтобы двигатель всегда вращался в правильном направлении.

Генераторы и солнечные энергетические системы

Резервные генераторы и солнечные системы, питающие трехфазную электроэнергию, иногда могут давать нестабильную мощность. Реле фазовой защиты следят за качеством электроснабжения. Они защищают оборудование, подключенное к этим системам, от плохих условий электропитания.

Как правильно установить реле фазовой защиты

Даже самое лучшее реле не поможет, если оно подключено неправильно. Для правильной установки выполните следующие основные шаги.

• Подключите провода фазового входа реле непосредственно к трем линиям питания (L1, L2, L3) перед выключателем нагрузки.
• Подключите нормально закрытый выход реле последовательно с катушкой контактора. Таким образом, неисправность автоматически отключит питание контактора.
• Убедитесь, что номинальное напряжение реле соответствует напряжению вашей сети. Несоответствие приведет к неверным показаниям или повреждению реле.
• Подключите выход сигнализации к сигнальной лампе или панели управления. Это позволяет операторам узнать, что что-то не так, не отключая при этом всю систему.
• При первой настройке проверьте порядок фаз с помощью инструмента для чередования фаз. Сделайте это перед включением подключенного оборудования.
• Установите реле на DIN-рейку внутри закрытой распределительной коробки, соответствующей условиям помещения.

Почему стоит использовать реле фазовой защиты

Реле защиты фаз стоят недорого. Но устранение проблем, которые они предотвращают, может стоить больших денег. Вот краткий обзор основных преимуществ.

Часто задаваемые вопросы

В1: Какова основная задача реле фазовой защиты?

Его основная задача — постоянно следить за трехфазным питанием. Он отключает питание, когда обнаруживает проблему, например отсутствие фазы, неправильный порядок фаз или неравномерное напряжение. Это защищает двигатели и другое подключенное оборудование от повреждений.

Вопрос 2: Что произойдет с двигателем, если нет реле защиты фазы?

Без реле двигатель продолжает работать даже при проблемах с электропитанием. Он потребляет слишком большой ток. Становится слишком жарко. Внутренняя проводка выходит из строя. Во многих случаях двигатель полностью сгорает уже через несколько минут после возникновения неисправности.

В3: Может ли реле фазовой защиты заменить тепловое реле перегрузки?

Нет. Эти два реле делают разные вещи. Тепловое реле перегрузки защищает двигатель от слишком большого тока, вызванного большой нагрузкой или заклинившим валом. Реле фазовой защиты следит за качеством электропитания. А complete protection setup needs both relays working together.

Вопрос 4: Как реле измеряет дисбаланс напряжения?

Реле считывает напряжение на каждой из трех фаз. Затем он находит среднее значение трех показаний. Он проверяет, насколько далека каждая фаза от этого среднего значения. Если какая-либо фаза отклоняется слишком далеко, реле воспринимает это как дисбаланс и отключает систему. Большинство реле срабатывают, когда зазор превышает заданный уровень — обычно от 3% до 8%.

В5: Можно ли использовать реле защиты фазы в однофазной системе?

Нет. Для правильной работы реле фазовой защиты необходимы все три фазы. Он предназначен только для трехфазных систем. Если вам нужна защита однофазной системы, вам следует использовать реле другого типа, например реле контроля напряжения.

Вопрос 6: Как быстро реле фазовой защиты реагирует на неисправность?

Это зависит от типа неисправности и модели реле. При полностью отсутствующей фазе многие реле срабатывают в пределах от 0,1 до 0,5 секунды . При возникновении неисправностей из-за дисбаланса напряжения или повышенного/пониженного напряжения реле часто сначала выдерживает некоторое время — обычно от 0,1 до 10 секунд. Это короткое ожидание помогает избежать ложных отключений, вызванных кратковременными перебоями в питании.