Przekaźnik kontroli fazy: zasada działania, rodzaje, oznaczenia + sposób regulacji i podłączenia

Skutkiem sytuacji technicznej, w której uzwojenia stojana silnika pobierają prąd większy od zadanych wartości parametrycznych, jest nadmiar ciepła. Czynnik ten powoduje obniżenie jakości izolacji silnika. Sprzęt zawodzi.

Czas reakcji przekaźników przeciążeniowych termicznych jest zwykle niewystarczający, aby zapewnić skuteczną ochronę przed nadmiernym ciepłem generowanym przez duży prąd. W takich przypadkach jedynie przekaźnik kontroli fazy jest postrzegany jako skuteczne urządzenie zabezpieczające.

Ogólne informacje o urządzeniu

Funkcjonalność urządzeń elektrycznych tego typu jest znacznie szersza niż tylko ochrona przed przegrzaniem i zwarciem.

W praktyce zauważono efektywne właściwości przeciążonych przekaźników wyboru fazy, które ostatecznie zapewniają kompleksową ochronę.

Jedna z wielu opcji rozwiązań konstrukcyjnych w produkcji przekaźników fazowych. Jednak pomimo różnorodności obudów i konfiguracji obwodów funkcjonalność urządzeń jest taka sama

Dzięki urządzeniom do śledzenia fazy osiągane są następujące korzyści:

• zwiększenie żywotności silnika;
• ograniczenie kosztownych napraw lub wymiany silnika;
• redukcja przestojów spowodowanych awariami silnika;
• zmniejszając ryzyko porażenia prądem.

Ponadto urządzenie zapewnia niezawodną ochronę przed pożarem i zwarciem uzwojeń silnika.

Typowa konstrukcja przekaźników ochronnych

Istnieją dwa główne typy urządzeń zabezpieczających przeznaczonych do stosowania w systemach trójfazowych – przekaźniki wykrywające prąd i przekaźniki wykrywające napięcie.

Plusy korzystania z urządzeń

Korzystna strona bieżących przekaźników ochronnych w stosunku do przekaźnik kontroli napięcia oczywiste. Urządzenia tego typu działają niezależnie od wpływu pola elektromagnetycznego (siła elektromotoryczna), które niezmiennie towarzyszy zanikowi fazy w przypadku przeciążenia silnika.

Ponadto urządzenia działające na zasadzie pomiaru prądu są w stanie wykryć nieprawidłowe zachowanie silnika. Monitorowanie jest możliwe po stronie linii obwodu odgałęzionego lub po stronie obciążenia, gdzie zainstalowany jest przekaźnik.

Tak wygląda jeden z modeli przekaźników kontroli napięcia. Takie urządzenia mogą być wykorzystywane nie tylko na potrzeby przemysłowe, ale także w prywatnych gospodarstwach domowych

Urządzenia monitorujące proces bazujące na zasadzie pomiaru napięcia ograniczają się do wykrywania nieprawidłowych stanów pracy jedynie po tej stronie linii, do której urządzenie jest podłączone.

Urządzenia wrażliwe na napięcie mają jednak również ważną zaletę. Polega ona na zdolności urządzeń tego typu do wykrycia stanu nietypowego, niezależnego od stanu silnika.

Na przykład przekaźnik wrażliwy na zmiany prądu wykrywa nieprawidłowe stany fazowe tylko bezpośrednio podczas pracy silnika. Ale urządzenie do pomiaru napięcia zapewnia ochronę bezpośrednio przed uruchomieniem silnika.

Do zalet urządzeń do pomiaru napięcia należy również prosta instalacja i niższa cena.

Tego typu urządzenia zabezpieczające:

• nie wymaga dodatkowych przekładników prądowych;
• obowiązuje niezależnie od obciążenia systemu.

A żeby zadziałało wystarczy podłączyć napięcie.

Wykrywanie zaniku fazy

Zanik fazy jest całkiem możliwy z powodu awarii bezpiecznika w jednej z części systemu dystrybucji energii. Awaria mechaniczna urządzeń przełączających lub przerwa w jednej z linii energetycznych powoduje również zanik fazy.

Ochrona silnika zorganizowana poprzez przekaźnik sterujący. Metoda ta pozwala na efektywniejszą eksploatację silników, bez obawy o ich szybką awarię.

Silnik trójfazowy pracujący na jednej fazie pobiera wymagany prąd z pozostałych dwóch linii. Próba uruchomienia go w trybie jednofazowym doprowadzi do zablokowania wirnika i silnik nie uruchomi się.

Czas reakcji na jednostkę przeciążenia termicznego może być zbyt długi, aby zapewnić skuteczną ochronę przed nadmiernym nagrzewaniem. Jeśli nie jest ustawione zabezpieczenie przed tym przekaźnik termiczny, a następnie w przypadku awarii spowodowanej przegrzaniem uzwojeń silnika.

Ochrona silnika trójfazowego przed czynnikiem zaniku fazy jest trudna ze względu na fakt, że niedociążony silnik trójfazowy pracujący na jednej z trzech faz generuje napięcie zwane regenerowanym (wstecznym EMF).

Tworzy się wewnątrz przerwanego uzwojenia i jest prawie równy wartości utraconego napięcia wejściowego. Dlatego też przekaźniki pomiaru napięcia monitorujące w takich sytuacjach jedynie jego wielkość nie zapewniają pełnej ochrony przed zanikiem fazy.

Schemat podłączenia urządzenia monitorującego fazę i napięcie do obwodu sterującego silnika trójfazowego. Jest to klasyczna opcja obwodu stosowana w praktyce wszędzie.

Wyższy stopień ochrony można uzyskać stosując urządzenie wykrywające przesunięcie kąta fazowego, które zwykle towarzyszy zanikowi fazy. W normalnych warunkach napięcie trójfazowe ma względem siebie przesunięcie w fazie o 120 stopni. Awaria spowoduje zmianę kąta z normalnych 120 stopni.

Wykrywanie odwrócenia fazy

Odwrócenie fazy może nastąpić:

1. Konserwacja odbywa się na sprzęcie silnikowym.
2. Wprowadzono zmiany w systemie dystrybucji energii elektrycznej.
3. Po przywróceniu zasilania kolejność faz jest inna niż przed przerwą w dostawie prądu.

Wykrywanie odwrócenia fazy jest ważne, jeśli silnik pracujący wstecz może uszkodzić napędzany mechanizm lub, co gorsza, spowodować obrażenia fizyczne personelu obsługującego.

Między innymi zastosowanie przekaźników ochronnych zapewnia bezpieczeństwo pracującego personelu: 1 – przerwa w fazie; 2 – stopień napięcia

Zasady działania sieci elektrycznych wymagają stosowania zabezpieczeń przed możliwym odwróceniem faz na wszystkich urządzeniach, w tym pojazdach do transportu personelu (schody ruchome, windy itp.).

Wykrywanie asymetrii napięcia

Brak równowagi zwykle występuje, gdy napięcia linii wejściowej dostarczane przez zakład energetyczny są na różnych poziomach. Brak równowagi może wystąpić, gdy jednofazowe obciążenia oświetlenia, gniazdek elektrycznych, silników jednofazowych i innego sprzętu są podłączone do oddzielnych faz i nie są rozmieszczone w sposób zrównoważony.

W każdym z tych przypadków w układzie występuje niezrównoważenie prądów, co zmniejsza wydajność i skraca żywotność silnika.

Niezrównoważone lub niewystarczające napięcie przyłożone do silnika trójfazowego powoduje niezrównoważenie prądu w uzwojeniach stojana równe wielokrotności niezrównoważenia napięcia międzyfazowego. Momentowi temu z kolei towarzyszy wzrost nagrzewania, co jest główną przyczyną szybkiego niszczenia izolacji silnika.

Spalone uzwojenie stojana silnika to, można powiedzieć, częste zjawisko, gdy do obwodu sterującego nie wprowadzono sterowania przekaźnikowego

Biorąc pod uwagę wszystkie opisane czynniki techniczne i technologiczne, oczywiste staje się znaczenie stosowania tego typu przekaźników, nie tylko w przypadku pracy silników elektrycznych, ale także generatorów, transformatorów i innych urządzeń elektrycznych.

Jak podłączyć urządzenie sterujące?

Konstrukcje przekaźników monitorujących fazy, pomimo szerokiej gamy dostępnych produktów, posiadają ujednoliconą obudowę.

Elementy konstrukcyjne produktu

Listwy zaciskowe do podłączenia przewodów elektrycznych zwykle znajdują się w przedniej części obudowy, co jest wygodne podczas prac instalacyjnych.

Samo urządzenie przystosowane jest do montażu na szynie DIN lub po prostu na płaskiej powierzchni. Złącze listwy zaciskowej to zwykle standardowy niezawodny zacisk przeznaczony do mocowania przewodów miedzianych (aluminiowych) o przekroju do 2,5 mm².

Na przednim panelu urządzenia znajduje się pokrętło/kontrolery oraz sygnalizacja świetlna. Ten ostatni pokazuje obecność/brak napięcia zasilającego, a także stan siłownika.

Wśród elementów nastawczych potencjometru może znajdować się sygnalizacja alarmu, wskaźnik podłączonego obciążenia, potencjometr wyboru trybu, regulacja poziomu asymetrii, regulator spadku napięcia, potencjometr regulacji opóźnienia czasowego

Podłączenie napięcia trójfazowego następuje na zaciskach roboczych urządzenia, oznaczonych odpowiednimi symbolami technicznymi (L1, L2, L3). Zwykle nie jest zapewniona instalacja przewodu neutralnego na takich urządzeniach, ale ten punkt jest szczegółowo określony przez konstrukcję przekaźnika - typ modelu.

Do podłączenia obwodów sterujących wykorzystywana jest druga grupa interfejsów, składająca się zazwyczaj z co najmniej 6 zacisków operatorskich. Jedna para grupy styków przekaźnika przełącza obwód cewki rozrusznika magnetycznego, a poprzez drugą - obwód sterujący urządzeń elektrycznych.

Wszystko jest dość proste. Jednakże każdy indywidualny model przekaźnika może mieć własne funkcje połączeń. Dlatego podczas praktycznego użytkowania urządzenia należy zawsze kierować się dołączoną dokumentacją.

Kroki konfiguracji urządzenia

Ponownie, w zależności od projektu, projekt produktu może być wyposażony w różne opcje konfiguracji obwodów i regulacji. Istnieją proste modele, które są przeznaczone do podłączenia jednego lub dwóch potencjometrów do centrali. Istnieją urządzenia z zaawansowanymi elementami dostosowywania.

Elementy nastawcze za pomocą mikroprzełączników: 1 – blok mikroprzełączników; 2, 3, 4 – możliwości ustawienia napięć roboczych; 5, 6, 7, 8 – możliwości ustawienia funkcji asymetrii/symetrii

Wśród takich zaawansowanych elementów tuningowych często można spotkać mikroprzełączniki blokowe, umieszczone bezpośrednio na płytce drukowanej pod korpusem urządzenia lub w specjalnej wnęce otwierającej.Instalując każdy z nich w tej czy innej pozycji, tworzona jest wymagana konfiguracja.

Ustawienie zwykle sprowadza się do ustawienia nominalnych wartości zabezpieczeń poprzez obracanie potencjometrów lub umieszczanie mikroprzełączników. Na przykład, aby monitorować stan styków, poziom czułości na różnicę napięcia (ΔU) zwykle ustawia się na 0,5 V.

W przypadku konieczności sterowania liniami zasilającymi odbiorniki, regulator czułości różnicy napięć (ΔU) ustawia się w taki sposób, aby znajdował się w położeniu granicznym, w którym punkt przejścia od sygnału roboczego do sygnału awaryjnego jest oznaczony z małą tolerancją w stosunku do wartości nominalnej.

Z reguły wszystkie niuanse konfigurowania urządzeń są jasno opisane w dołączonej dokumentacji.

Oznaczenie urządzenia kontroli fazy

Klasyczne urządzenia są oznaczone w prosty sposób. Na przednim lub bocznym panelu obudowy nanoszona jest sekwencja symboliczno-numeryczna lub oznaczenie jest odnotowane w paszporcie.

Możliwość oznakowania jednego z popularnych urządzeń produkcji krajowej. Oznaczenie umieszczono na przedniej ściance, ale zdarzają się też odmiany umieszczone po bokach

Zatem rosyjskie urządzenie do podłączenia bez przewodu neutralnego jest oznaczone:

EL-13M-15 AC400V

gdzie: EL-13M-15 to nazwa serii, AC400V to dopuszczalne napięcie prądu przemiennego.

Próbki produktów importowanych posiadają nieco inne oznaczenia.

Przykładowo przekaźnik serii PAHA oznaczony jest następującym skrótem:

PAHA B400 A A 3 C

Dekodowanie wygląda mniej więcej tak:

1. PAHA to nazwa serii.
2. B400 – napięcie standardowe 400 V lub podłączane z transformatora.
3. A – regulacja potencjometrami i mikroprzełącznikami.
4. A (E) – rodzaj obudowy do montażu na szynie DIN lub w specjalnym złączu.
5. 3 – rozmiar koperty 35 mm.
6. C – koniec oznaczenia kodu.

W niektórych modelach przed punktem 2 można dodać jeszcze jedną wartość. Na przykład „400-1” lub „400-2”, a kolejność pozostałych nie ulega zmianie.

W ten sposób oznacza się urządzenia kontroli fazy wyposażone w dodatkowy interfejs zasilania dla źródła zewnętrznego. W pierwszym przypadku napięcie zasilania wynosi 10-100 V, w drugim 100-1000 V.

Zapozna Cię z zasadą działania, cechami konstrukcyjnymi i przeznaczeniem rozłącznika obciążenia następny artykuł, którą gorąco polecamy przeczytać.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Film poświęcony jest opisowi i recenzji pojedynczego produktu firmy EKF. Jednak prawie wszystkie produkowane urządzenia kontroli fazy działają na tej samej zasadzie:

Przy całej różnorodności urządzeń dostępnych na rynku trudno jest określić jakikolwiek standard etykietowania. Jeśli zagraniczni producenci etykietują według jednego kanonu, to krajowi według innego. Niemniej jednak zawsze można odwołać się do danych referencyjnych, jeśli wymagane jest dokładne dekodowanie charakterystyk.

Czy chciałbyś podzielić się własnym doświadczeniem w doborze i montażu przekaźników napięciowych przeznaczonych do monitorowania faz? Czy masz przydatne informacje, które będą przydatne dla osób odwiedzających witrynę? Prosimy o wpisywanie komentarzy w bloku poniżej, zamieszczanie zdjęć na dany temat i zadawanie pytań.