Как подключить реле контроля фаз к пускателю

Как подключить реле контроля фаз

Многие агрегаты в качестве источника питания используют трехфазный электрический ток.

Это позволяет значительно увеличить их мощность. К таким агрегатам относятся и мощные электродвигатели. В условиях большой нагрузки на сеть, по различным причинам происходят перебои в электропитании. Это может быть отсутствие одной из фаз, их асимметрия, а также обрыв нулевого провода.

В случае возникновения одной из неисправностей электродвигатель неизбежно выйдет из строя, а его ремонт очень трудоемок. Для защиты используется автомат защиты электродвигателей, оно же реле контроля наличия и чередования фаз.

Как установить и подключить реле контроля фаз

Схема самого реле довольно проста. В случае возникновения сбоя в электропитании реле отключает катушку контактора электродвигателя от электропитания.

Реле контроля наличия фаз устанавливается в месте прохождения силового кабеля на вертикальную поверхность путем крепления на четыре шурупа. Порядок проведения монтажных работ и схема подключения:

• Предварительно необходимо разметить, просверлить необходимые отверстия и установить в них дюбеля.
• Реле имеет световую индикацию, поэтому устанавливать его целесообразно в месте, где имеется достаточная видимость при осуществлении работ.
• Подключение осуществлять только после проверки отключения силового кабеля от питания.
• К зажимам 1, 2, 3 подключить к входным зажимам контактора, а нулевой кабель к зажиму 4.
• Цепь управления катушкой контактора подключить к зажиму 8, а одну из фаз к зажиму 7.
• Включить питание и проверить работу реле.

Инструкция по эксплуатации реле контроля фаз определяет три режима работы световой индикации:

• Зеленый светодиод – нормальная работа.
• Красный светодиод – неправильное чередование фаз, в этом случае необходимо поменять местами провода в зажимах 1 и 2.
• Отсутствие горения светодиодов сигнализирует об отсутствии фазы, асимметрии выше установленной или снижения напряжения менее установленного значения.

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):

1. Индикатор аварийной ситуации;
2. Индикатор подключенного питания нагрузки;
3. Потенциометр, позволяющий выбирать нужный режим;
4. Регулятор уровня асимметрии;
5. Регулятор снижения напряжения;
6. Потенциометр, позволяющий регулировать временную уставку срабатывания.

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

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 преобразовательного оборудования, которому важно соблюдение последовательности фаз: источников питания, выпрямителей, инверторов и генераторов;
• Для систем АВР (введения в работу резервных источников питания) или подключения системы аварийного освещения;
• Для специального оборудования – станков, крановых установок, мощность которых составляет не более 100 кВт;
• Для электроприводов трехфазных двигателей, имеющих мощность не более 75 кВт.

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:

• уровня напряжения, реализуемая, в преимущественном большинстве, для оборудования такого класса в случаях, когда его величина выходит за установленные пределы;
• чередования фаз – выполнит коммутацию в случае аварийного слипания фаз или при их неверном расположении относительно питающих вводов оборудования;
• пропадания фазы – производит отключение потребителя в случае обрыва фазы и последующего отсутствия напряжения;
• перекоса фаз – производит коммутацию в случае изменения фазного или линейного напряжения по отношению к номинальному значению.

Преимущества реле контроля фаз

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

• в сравнении с реле контроля напряжения не зависит от влияния ЭДС питающей сети, так как его работа отстраивается от тока;
• позволяет определять аномальные скачки не только в трехфазной сети питания, но и со стороны нагрузки, что позволяет расширить спектр защищаемых компонентов;
• в отличии от реле, работающих на изменение тока в электродвигателях, данное оборудование позволяет фиксировать еще и параметр напряжения, обеспечивая контроль по нескольким параметрам;
• способно определить дисбаланс уровней питающих напряжений из-за неравномерности загрузки отдельных линий, что чревато перегревом двигателя и снижением параметров изоляции;
• не требует формирования дополнительной трансформации со стороны рабочего напряжения.

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:

• питающее напряжение;
• диапазон контроля перенапряжения;
• диапазон снижения уровня напряжения;
• границы временной задержки для включения после скачка напряжения;
• границы временной задержки для включения после падения напряжения;
• время, расходуемое на отключение в случае пропадания фазы;
• номинальный ток на контактах электромагнитного реле;
• количество контактов для совершения коммутационных опраций;
• мощность устройства;
• климатическое исполнение;
• механическая и электрическая износоустойчивость.

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

• Реле РНПП-311 украинского производства является одним из наиболее популярных и подходящих для сетей постсоветского пространства. Аббревиатура расшифровывается как реле напряжения, перекоса и последовательности фаз. Современные модификации, в дополнение к стандартным параметрам способны отслеживать еще и частоту напряжения.
• OMRON K8AB данная модель осуществляет контроль не только за снижением, но и за превышением уровня напряжения, выполняя тем самым функции ограничителя или разрядника, причем, куда более эффективно. Имеет ряд модификаций, отличающихся регулировками порогов срабатывания и техническими параметрами.
• Carlo Gavazzi DPC01 отличается двумя реле на выходных клеммах устройства. Имеет несколько точек регулировки различных параметров, и переключатель режимов. Предоставляет 7 возможных функций по выставлению задержек, интервалов или цикличных функций.
• Реле ЕЛ-11 отечественного производства контролирует параметры электрической сети, может применяться как в закрытых отапливаемых, так и в не отапливаемых помещениях. Устанавливается в любом положении, но требует защиты от прямого попадания на них солнечных лучей и атмосферной влаги.

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:

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.

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.

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.

Использованная литература

• Фигурнов Е. П. «Релейная защита» 2004
• Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
• Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. «Релейная защита электроэнергетических систем» 2002
• А. С. Дорофеюка, А. П. Хечумяна, «Справочник по наладке электроустановок» 1975 г
• Чернобровов Н.В. «Релейная защита», 1974 г.

Как подключить реле контроля наличия и чередования фаз

Благодаря установке реле контроля наличия и чередования фаз, ваше электрооборудование будет надежно защищено от внезапных изменений параметров сети переменного тока.

Оно обеспечивает мгновенное реагирование и отключение при:

• Исчезновении одной из фаз, перекосе, или чередовании
• Недопустимых скачках напряжения
• Нарушении нулевой цепи
• Обрыве питающих линий

Изделие необходимо устанавливать в системе управления работой электродвигателей, силовых трансформаторов и прочих электрических машин.

Информация о реле контроля фаз

Оно изготовлено в полном соответствии с требованиями отечественных и мировых стандартов, предъявляемых к данному виду устройств. Считается многофункциональным прибором, рассчитанным на:

• Быстродействие
• Длительную эксплуатацию
• Возможность контроля и регулирования процесса
• Массовое применение

Состоит из корпуса с наличием элементов индикации работы, настроечных и крепежных винтов. В схеме автомата защиты электродвигателя, используется принцип сравнения выбранных показателей, с характеристиками внешней сети. В случае их совпадения с установленным диапазоном, система замкнута и подача питания разрешена. При превышении, сверх допустимых пределов, происходит аварийное размыкание контактов с отключением нагрузки. После нормализации всех величин, осуществляется автоматическое включение контактной группы.

Правила монтажа реле контроля наличия и чередования фаз

Подключение реле контроля фаз, выполняется на металлическую DIN-рейку, находящуюся в распределительном щите. Предусмотрен монтаж в отдельном коробе. В целях безопасности, следует исключить подачу напряжения и проверить ее отсутствие. Предлагаемая инструкция на устройство контроля фаз и ее установка, считается общей и зависит от конкретной модели.

Заранее очищенные от изоляции концы проводов от 3-х фазной сети, заводятся в посадочные отверстия верхних губок и крепятся винтами. К выходам подсоединяются провода, идущие на кнопочный пост, светодиод, через перемычку с возвратом на одну из фаз. Затем включаем питающее напряжение и проверяем правильность соединения. Если она произведена верно, должен загореться зеленый светодиод и моргать красный. При неправильном монтаже, нужно поменять местами 2 провода на вводе. Настройки регуляторов временной задержки, ассиметричного смещения фаз и напряжения, делаются индивидуально под работающее оборудование. Обязательно не забудьте в схеме подключения реле контроля напряжения питания, заземлить все узлы и элементы электрооборудования.

Схема подключения АВР на контакторах. Реле контроля фаз. Часть 2.

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем знакомиться с работой системы автоматического ввода резерва (АВР). В первой части статьи мы рассмотрели две схемы АВР на одном контакторе, предназначенные для работы в однофазной сети, и которые можно установить в домашнюю электрическую сеть.
В этой части мы разберем схему для трехфазной электрической сети, выполненную на двух контакторах, где в качестве управляющего элемента применено реле контроля фаз (реле контроля трехфазного напряжения).

3. Реле контроля фаз.

В схемах АВР трехфазной сети реле контроля фаз обеспечивает постоянный контроль за питающим напряжением основного ввода. В случае снижения или повышения напряжения на основном вводе, неисправности или обрыва любой из фаз реле производит переключение потребителя на резервный ввод, тем самым, обеспечивая защиту электрооборудования от аварийных режимов электрической сети.

Реле также контролирует порядок чередования фаз (фазировка), что позволяет определить корректность питающего напряжения, приходящего к потребителю. Если чередование фаз питающего ввода дома будет нарушена, например, АСВ вместо АВС, то реле не перейдет в рабочий режим пока ошибка не будет устранена. К тому же эти реле работают в комплекте с электрооборудованием, для которого неправильное чередование фаз может привести к поломке или неправильной работе.

Отечественной промышленностью выпускается достаточное количество различных типов реле для трехфазной и однофазной сети, однако наибольшее применение получили реле серии ЕЛ – ЕЛ11Е, ЕЛ-12Е, ЕЛ-13Е, которые были разработаны для работы в наших электрических сетях, и где каждый тип реле этой серии имеет свою область применения.

Так реле типа ЕЛ-11Е предназначено для контроля уровня напряжения и используется для защиты источников питания, генераторов, а также в качестве приборов контроля в системах АВР.

ЕЛ-12Е служит для контроля порядка чередования фаз и асимметрии напряжения (перекоса фаз) и применяется для защиты мощных асинхронных электродвигателей мощностью до 100 кВт, работающих в нереверсивном режиме.

ЕЛ-13Е контролирует только асимметрию напряжения (перекос фаз) и используется для защиты трехфазных крановых асинхронных электродвигателей мощностью до 75 кВт, работающих в реверсивном режиме.

Реле серии ЕЛ выпускаются с разным временем срабатывания — 0,1; 0,15; 0,5 секунд, а также с регулировкой задержки от 0,1 до 10 секунд, что позволяет избежать ложных срабатываний при наличии кратковременных возмущений в электрической сети.

Практически все реле контроля фаз имеют одинаковое устройство: индикация нормального и аварийного состояния сети, измерительная и силовая часть.

Измерительная часть, как правило, имеет регулируемую уставку нижнего и верхнего порогов напряжения, регулировку задержки срабатывания реле.
Силовая часть представляет собой обычное электромагнитное реле, контакты которого задействуют в схемах управления систем АВР.

4. Схема АВР с применением реле контроля фаз ЕЛ-11Е.

Подключение реле серии ЕЛ очень простое и не представляет особых затруднений: к клеммам L1, L2, L3 подключаются фазы А, В, С соответственно, а через контакты 15-16 и 25-28 напряжение подается в цепь управления катушек контакторов, где в зависимости от состояния электрической сети реле управляет работой контакторов замыканием или размыканием этих контактов.

На рисунке ниже изображена схема АВР, обеспечивающая бесперебойное снабжение трехфазным питающим напряжением потребителей. Схема собрана на двух контакторах КМ1 и КМ2, реле контроля фаз KV1, трехполюсных автоматических выключателей QF1, QF2 и SF1, однополюсного автоматического выключателя SF2 и двух ламп накаливания HL1 и HL2, обеспечивающих индикацию работы АВР.

Рассмотрим работу схемы.
Первым в работу запускаем основной ввод включением автоматических выключателей QF1 и SF1, после чего трехфазное напряжение основного ввода подается на входные клеммы реле L1, L2, L3. Если напряжение основного ввода в норме, то контакт реле KV1.1 замыкается и через него фаза А поступает на левый по схеме вывод катушки контактора КМ1, контактор срабатывает, его силовые контакты КМ1 замыкаются и через них трехфазное сетевое напряжение А3, В3, С3 поступает к потребителю.

Одновременно с этим нормально-замкнутые контакты реле KV1.2 и контактора КМ1.1 размыкаются и разрывают цепь питания катушки КМ2, а нормально-разомкнутый контакт КМ1.2 замыкается и включает лампу HL1, сигнализирующую о работе основного ввода.

Теперь включаем автоматы QF2 и SF2 и запускаем резервный ввод.
Напряжение резервного ввода А2, В2, С2 поступает на верхние клеммы силовых контактов контактора КМ2 и остается там дежурить. Фаза А2 через автомат SF2 поступает на левые по схеме клеммы контактов КМ1.1 и КМ2.2 и также остается на них дежурить. При этом никаких изменений в работе АВР не происходит, так как в данный момент работает основной ввод.

При возникновении аварийной ситуации на основном вводе реле KV1 переключает потребителя на резервный ввод: контакт реле KV1.1 (25-28) размыкается и прекращает подачу питания на катушку контактора КМ1, отчего контактор обесточивается, его силовые контакты КМ1 размыкаются и напряжение основного ввода перестает поступать к потребителю. Об этом также сигнализирует лампа HL1, которая гаснет при размыкании контакта КМ1.2.

Одновременно с этим нормально-замкнутые контакты реле KV1.2 (15-16) и контактора КМ1.1 становятся замкнутыми и через них фаза А2 поступает на катушку контактора КМ2, контактор срабатывает и теперь через его силовые контакты КМ2 трехфазное сетевое напряжение А3, В3, С3 поступает к потребителю.

Также нормально-замкнутый контакт КМ2.1 размыкается и разрывает цепь питания катушки контактора КМ1, а контакт КМ2.2 замыкается и включает лампу HL2, которая сигнализирует о работе резервного ввода.

При восстановлении параметров сетевого напряжения на основном вводе реле контроля фаз автоматически переключит потребителя с резервного ввода на основной.

В рамках этой части статьи мы рассмотрели стандартную схему АВР, реализованную на реле серии ЕЛ. Как уже было сказано выше, отечественной промышленностью выпускается достаточное количество различных типов реле контроля фаз, но принцип построения схем и работа автоматического ввода резерва с использованием подобных реле остается неизменным – будь то трех или четырехпроводная электрическая сеть. Главное надо понимать, что для каждого конкретного случая выбирается конкретный тип реле контроля фаз.

Выражаю благодарность за предоставленную аппаратуру для написания данной статьи интернет-магазину «Электрик-Сантехник» находящемуся по адресу г. Астрахань ул. Адмиралтейская, 53м.

На этом хочу закончить статью о простых системах АВР, выполненных с применением контакторов и реле контроля фаз.
Удачи!

Литература:
Паспорт: реле контроля трехфазного напряжения ЕЛ-11Е, ЕЛ-12Е, ЕЛ-13Е. ТУ 3425-007-49874443-07.