Защита от пропадания фазы в трехфазной сети: Защита трехфазного двигателя от пропадания одной фазы – Tokzamer

ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПРОПАДАНИЯ ФАЗЫ

электроника для дома

 

Мгновенное значение суммарного напряжения трех фаз в любой момент времени равно нулю. Если присоединить к каждому из проводов I, II, и III трехфазной сети конденсаторы (С₁ С₂, С₃ на рис. 1), то общая точка а их соединения не будет иметь напряжения по отношению к нулевому проводу, обычно заземленному.

 

При исчезновении напряжения в одном из проводов между общей точкой а и нулевым проводом (или землей) начинает действовать переменное напряжение, которое и служит для контроля. Без нагрузки между точками а и б это напряжение равно 110 в. В реальной схеме это напряжение несколько меньше и величина его зависит от активного сопротивления цепи контроля и емкостных сопротивлений конденсаторов С₁ С₂ и С₃.

На схеме рис. 2 показано устройство, сигнализирующее о неисправности сети.

Цепь контроля состоит из

электрического звонка (поляризованного или с прерывателем) и неоновой сигнальной лампы. При включении нагрузки переключатели находятся в нижнем по схеме положении. Как только в одном из проводов произойдет обрыв, устройство сигнализирует об аварии. Выключив рубильник, переводят переключатели поочередно, по одному, в верхнее положение, получая сигнал, убеждаются в исправности провода и возвращают переключатели в прежнее положение. Тот из переключателей, перевод которого вверх не вызывает сигнала, находится на неисправном проводе. Как только данный провод будет исправлен — о появлении напряжения в этом проводе известит сигнал, — переключатель переводят вниз и включают нагрузку общим рубильником. Сигнальная схема при этом вновь находится в исходном положении.

Конденсаторы С₁ С₂,С₃ подбираются практически емкостью от 0,01 до 0,05 мкф; величина сопротивления определяется типом имеющейся неоновой лампы.

Если установка, питаемая от сети трехфазного тока, включается электромагнитным контактором, легко осуществить автоматическое выключение установки при неисправности сети.

Как видно из рис. 3, в цепи контроля находится обмотка реле Р. Нормально ток в этой обмотке отсутствует. Ток возникает лишь при обрыве одного из проводов трехфазной сети. При этом реле срабатывает и разрывает своими контактами цепь кнопки «Стоп», контактор К отключает от сети нагрузку, а вместе с этим обесточивает и все цепи контроля. Реле может быть применено любое, так как действие его кратковременное. Во избежание подгорания и «спекания» контактов реле параллельно им подсоединяют искрогасящую цепочку R₂C₄(порядка 70 ом и 0,03 мкф). Действие устройства автоматического выключения проверяется поочереднымвывертыванием предохранителей или удалением плавких вставок.

В случаях, когда желательно получить в цепи контроля не переменное, а постоянное напряжение, например, для длительного удержания якоря реле постоянного

тока, можно применить любой вентиль (рис. 4): селеновые или купроксные шайбы, германиевый диод. Напряжение для цепи диода снимается с делителя R₁ R₂. Соотношение плеч определяется практически. Следует постепенно увеличивать R₂ и уменьшать R₁ до получения надежного срабатывания реле при отключении любого из проводов сети I, II, III или конденсаторов С₁ С₂, С₃.

Не следует устанавливать напряжение на плече R₂ значительно большим, чем это практически необходимо для срабатывания реле, так как надо иметь в виду, что при обрыве не одного, а двух проводов сети напряжение в цепи контроля возрастает вдвое.

Конденсаторы желательно взять с бумажным диэлектриком, испытанные на напряжение 600 в.

Конденсатор С₄ в схеме рис. 4 можно применить электролитический, величина его емкости должна быть достаточной для того, чтобы устранить вибрацию якоря реле, обмотка которого питается током однополупериодного выпрямления. Однако значительное увеличение емкости C₄ может привести к задержке срабатывания реле.

И. Евтушенко

 

Смотрите также другие полезные материалы для электрика

 

 

Защита электрооборудования при работе от однофазной и трёхфазной сети

Проблема защиты различного электрооборудования от «неправильного» напряжения питания существует, практически, на любом предприятии, особенно когда речь идет о дорогостоящих аппаратах. Эта проблема чем-то схожа с выбором страхования, но рано или поздно она может пригодиться.

 

На территории России определены такие параметры качества электроэнергии сети: напряжение 220В±10% *, частота 50Гц±1 Гц (2%), коэффициент КНИ <8% (длительно) и <12% (кратковременно).

 Основные неполадки в электросети: полное исчезновение напряжения, длительные и кратковременные «просадки» и всплески напряжения, высоковольтные импульсные помехи, высокочастотные гармоники (шум), уход частоты.

 

При работе оборудования от однофазной сети 220В, 50Гц основные неполадки сводятся к понижению или превышению напряжения за допустимые значения, а также, наличие различных импульсных помех. Последний фактор мы не рассматриваем в этой статье.

Выход напряжения питания за пределы допустимого может оказаться опасным для работы оборудования – оно просто выйдет из строя. Для защиты оборудования в этих случаях рекомендуется применять реле контроля напряжения, например РКН-1-1-15 АС220В. Это реле позволяет отключить дорогостоящее оборудование при выходе напряжения за допустимые пределы.

Гораздо сложнее обстоит дело при работе оборудования от трёхфазного напряжения. Кроме понижения или повышения напряжения на фазах, существенную роль играет т.н. «перекос фаз» — случай, когда напряжения на фазах имеют разную величину. Большой «перекос фаз» приводит к перегреву обмоток двигателей или трансформаторов и выходу их из строя.

Один из наиболее частых случаев, — это обрыв одной фазы. 
Некоторые типы трёхфазных электродвигателей в случае обрыва одной из фаз переходит в генераторный (тормозной) режим и генерируют на эту фазу т.н. напряжение рекуперации, близкое по фазе и амплитуде сетевому линейному напряжению. В этом режиме через обмотки электродвигателя будут протекать несимметричные токи опасных значений. Напряжение рекуперации может достигать 97% номинального значения. Если реле контроля фаз воспринимают это напряжение как «нормальную» фазу и не отключают питание двигателя, то электродвигатель выходит из строя.

Во многих случаях для нормальной работы оборудования требуется строго определённый порядок чередования фаз питающего напряжения. Иногда, в результате аварии в цепи питания, может возникнуть ситуация, когда все три фазы имеют напряжение 220В относительно «земли», но при этом две из них замкнуты между собой (т.н. «слипание» фаз). Работа оборудования при таком напряжении приведёт к выходу его из строя.

Для защиты оборудования от «неправильного» напряжения питания в мире выпускается большое количество различных реле контроля напряжения (реле контроля фаз). Например: TPW400VSN4X, TPF400S4X (ф. TeleControl), EFN PBN (ф. Entrelec) и др.

Стоимость таких реле составляет 70…250 USD, что часто, является препятствием для их применения. Большая часть этих реле требует для нормальной работы отдельного напряжения питания (т.н. напряжения «оперативного» питания) для питания самого реле, что усложняет схему их подключения. Некоторые типы реле питаются от фазного напряжения и нулевого провода или от двух фаз.

При этом при аварии этих фаз нарушается диаграмма работы реле. 

Среди серийно выпускаемых отечественных разработок можно выделить три наиболее популярных модели реле контроля трёхфазного напряжения: ЕЛ-11, ЕЛ-12 и ЕЛ-13 разработки КБ «Ритм» Киевского «НПО реле и автоматики». Цены на эти реле лежат в пределах 18…22 USD. К достоинствам этих реле можно отнести питание от измеряемого напряжения, причём одновременно от всех трёх фаз, без нуля. Не требуется напряжения оперативного питания. При аварии на любой из фаз диаграмма работы реле не нарушается.

Реле предназначены для контроля снижения напряжения, наличия и порядка чередования фаз в системах трёхфазного напряжения и могут использоваться в схемах автоматического управления и защиты от недопустимой асимметрии фазных напряжений и работы на двух фазах.

Реле имеют разные области применения:
ЕЛ-11 — контроль выходного напряжения преобразователей или контроль напряжения питания различного электрооборудования.
ЕЛ-12 – контроль перекоса фаз напряжения питания мощных асинхронных электродвигателей, работающих в нереверсивном режиме, реле допускают значительное (до 0,5U_{Ф. НОМ.}) синфазное снижение напряжения на время разгона двигателя.
ЕЛ-13 – то же самое, но для двигателей, работающих в реверсивном режиме (не реагируют на изменение порядка чередования фаз).

 

На сегодняшний день реле этих типов (иногда под другими названиями) выпускают, как минимум, четыре предприятия на территории бывшего СССР:

1. «НПО реле и автоматика» (г. Киев, Украина)
2. ЗАО «Завод СТС» (г. Санкт-Петербург, Россия)
3. ОАО «ВНИИР» (г. Чебоксары, Россия).
4. ЗАО «Меандр» (г. Санкт-Петербург, Россия)

Реле производства первых трех предприятий практически полностью идентичны по схемотехнике со всеми их достоинствами и недостатками. Реле производства ОАО «ВНИИР», вдобавок, отличаются от ЕЛ-11, ЕЛ-12 и ЕЛ-13 типом корпусов и названиями — РСН25-27, РСН25М-27М и РОФ11-13. 

Реле производства ЗАО «Меандр» разработаны на базе современного микроконтроллера и являются полными функциональными аналогами киевских реле, но в них добавлен ряд дополнительных функций контроля, а также устранены некоторые недостатки прототипов. Благодаря аналого-цифровой обработке сигналов, почти на порядок повысилась точность и стабильность порогов срабатывания реле во всем диапазоне напряжений.

Добавлены новые функции:

• защита от перенапряжения — реле выключается при напряжении на любой фазе более 30%. 
  функция измерения изоляции обмотки электродвигателя ( РКФ-М08-2-15). При использовании реле для защиты электродвигателя дополнительная клемма Y1 подключается непосредственно к любому выводу обмотки и
• при наличии сопротивления утечки на «землю» менее 500кОм реле не разрешит включить электродвигатель.
• введена дополнительная светодиодная индикация: зелёный светодиод – питание включено и жёлтый – всё в норме, реле включено.

У реле Киевского производства по паспорту точность срабатывания реле нормируется на уровне 0,7±0,05U_Ф.НОМ. (для ЕЛ-12) и 0,6±0,05 U_Ф.НОМ. (для ЕЛ-11 и ЕЛ-13) при нормальном напряжении на двух других фазах UФ = U_Ф.НОМ.

При незначительном изменении напряжения на 2-х других фазах в ту или другую сторону, порог срабатывания реле меняется в значительных пределах (до 50 В). У реле производства ЗАО «Меандр» порог срабатывания во всем допустимом диапазоне напряжений меняется не более чем на 5В.

Значительно снижена потребляемая мощность (до 2.5ВА против 6ВА) — соответственно снизилось тепловыделение реле, что привело к повышению надёжности работы реле при повышенных рабочих температурах.

В 2007г. ЗАО «Меандр» приступило к выпуску новых модификаций реле серии : РКФ-М06-12-15 а также, специализированное реле РКН-1-2-15, предназначенное для защиты компрессорного оборудования от неполадок в сети с задержкой повторного пуска до 6 минут.
Отличие реле РКФ-М06-11-15 от реле ЕЛ-11М других модификаций заключается в наличии дополнительной регулировки порога срабатывания реле по снижению напряжения от 0.8 до 1.1 Uном от номинального значения.

Отличие реле РКФ-М06-12-15 и РКФ-М06-13-15 от реле ЕЛ-12М и ЕЛ-13М заключается в наличии дополнительной регулировки порога срабатывания реле при разбалансе фаз от +5 до –25 % от номинального значения.

* — ГОСТ 29322-92 «Стандартные напряжения»

«Номинальные напряжения уже существующих сетей напряжением 220/380 и 240/415 В должны быть приведены к рекомендуемому значению 230/400 В».

Phase Guard — защита от трехфазных сбоев питания.

Защита фазы

Phase Guard — это устройство контроля баланса фазного напряжения, предназначенное для использования с магнитным управлением для автоматического предотвращения трехфазных двигателей или других оборудование от работы или попытки запуска при разомкнутой фазе или однофазном условия, тем самым устраняя перегорания и последующие простои часто в результате обрыва фазы.

Phase Guard не является тепловым устройством. Работает по принципу фазного напряжения. дисбаланс, который может возникнуть в трехфазной системе. Он также защищает от фазы потеря. Все модели Phase Guard внесены в список Underwriter Laboratories.

Модели

Модель P — стандартно поставляется с включенным реле в нормальных условиях.

Модель PND — Стандартно поставляется с реле, обесточенным в нормальных условиях.

Узнайте больше о различных моделях.

При добавлении функции выбора нормального реле модель блока Phase Guard может быть изменена. изменены в любой момент с использованием программного обеспечения администратора. Функции доступны как во время покупки, так и в качестве обновления позднее.
Прочтите дополнительную информацию о доступных функциях.

Персонализация

Каждый Phase Guard можно настроить в соответствии с потребностями конкретной среды. Программное обеспечение администратора используется для настройки параметров каждого устройство.

Мгновенное развертывание

Помимо изменения настроек, Phase Guard можно обновить. добавлять функции и функциональные возможности в любое время из любого места. Это означает, что вы можете сэкономить деньги на стоимости доставки, купив дополнительных Phase Guard и иметь их под рукой, готовыми к развертыванию в любой момент. Phase Guard можно снять с полки, настроить или модернизировать. а затем ввести непосредственно в использование.

Что посмотреть, как легко модернизировать Phase Guard новыми функциями в полевых условиях?
Подробнее — Как улучшить Phase Guard.

Операция

Phase Guard — это автономное устройство измерения мощности. В обычном режиме входящие фазы трехфазного напряжения, подаваемого на нашу сеть измерения мощности находятся в равновесии. Когда какая-либо фаза становится более чем на 12% неуравновешенной по отношению к другой два (низкий или высокий) или происходит потеря фазы, сенсорная сеть выдаст выходное напряжение для активации транзисторной схемы. Это заставит мастера выходное реле на фазовращателе для срабатывания (отключение или срабатывание в зависимости от модель). Временная задержка примерно на 1 ½ секунды включена для устранения возможность ложного срабатывания.
Различные настройки Phase Guard можно настроить с помощью Программное обеспечение администратора.

Строительство

Электронные компоненты Phase Guard заключены в изолированный кожух из прочного пластиковая конструкция. Весь блок смонтирован на пластиковом основании толщиной 3/8 дюйма.
Базовые размеры 5X7″
Монтажные отверстия 4 ¼ x 6 ¼ дюйма
Phase Guard может быть установлен в любом положении.

Разработано и сделано в Америке.

Приложение

Phase Guard можно использовать для защиты любого трехфазного оборудования с магнитным управлением. которые могут быть повреждены при воздействии на них аномальных фазовых условий, таких как однократное поэтапность. Он предназначен для контроля любой трехфазной линии питания и может использоваться с любой тип исполнительных элементов управления, таких как кнопочные станции, термостаты, датчики давления или поплавковые выключатели. Его также можно использовать в цепи отключения с ручным управлением. пускатели в сочетании с шунтирующими или емкостными расцепителями. Типичные области применения являются следующими:

• Любой трехфазный двигатель.
• Необслуживаемые двигатели, такие как вентиляторы.
• Насосы, холодильное оборудование, кондиционеры, сварочные аппараты, компьютеры.

Гибкость

1. На работу Phase Guard не влияют отклонения от базового напряжения (в пределах допустимые пределы) при условии, что фазные напряжения сбалансированы
2. Его можно использовать с двигателями любой номинальной мощности при заданном напряжении. Доступны стандартные модели для работы на следующих напряжениях: 120, 208, 240, 480, 550, 600 В пер.
3. Защиту фазы можно использовать для защиты отдельных двигателей или группы двигателей. коллективно, когда они питаются от общего контактора или с магнитной защелкой автоматический выключатель. Одно реле Phase Guard можно использовать для защиты оборудования в небольшая установка от однофазной от внешнего источника.
4. Phase Guard включает в себя функцию автоматического сброса, что делает его идеальным для защиты оставленных без присмотра двигателей, приводимых в действие сенсорным управлением. Когда фаза происходит сбой, двигатель отключается от линии, и когда нормальная линия условия восстанавливаются, Phase Guard сбрасывается.
5. Phase Guard легко устанавливается и не требует настройки в полевых условиях.

Установка

Электропроводка всех моделей требует только подключения трехфазного питания к Фазовая защита на L1, L2 и L3. Контакты главного реле (DPDT) предназначены для использование клиентом. Номинальные характеристики контактов (30 ампер при 277 В перем. тока) позволяют использовать различные приложения, либо размыкание, либо замыкание цепи для выполнения желаемого действия по защите трех фазовое оборудование.
См. электрическую схему

Что такое реле контроля трехфазного напряжения?

Трехфазное реле контроля напряжения
Ресурс: https://www.youtube.com/watch?v=f4iYfrLfzsA сильноточные электрические системы. Он контролирует напряжение трех фаз и отключается, если какая-либо из них выходит за пределы заданного диапазона. Это предотвращает повреждение оборудования. Если вы хотите использовать реле контроля трехфазного напряжения, вот что вам нужно знать о его применении и установке.

Что вы узнаете:

• Что такое фазовращатель?
• Что делает фазовый монитор?
• Принцип работы реле контроля фаз
• 3 реле контроля фаз цена и правила установки

Что такое реле контроля фаз?

Трехфазный монитор напряжения, также называемый реле контроля фазы или реле обрыва фазы, представляет собой электрическое устройство, которое используется для защиты оборудования в трехфазной системе.

Трехфазная сеть несет три переменного напряжения одной частоты, но с разными фазами. Эти фазы должны быть сбалансированы, чтобы система функционировала должным образом.

Если одна из фаз в трехфазной системе работает неправильно, это может вызвать дисбаланс в системе. Это может привести к повреждению оборудования и отключению электроэнергии.

Трехфазный монитор напряжения помогает предотвратить это, контролируя напряжения всех трех фаз и отключая, если какое-либо из них выходит за пределы заданного диапазона. Это обеспечивает проверку стабильности системы и предотвращает повреждение оборудования.

Реле контроля фаз Принцип работы

Трехфазное реле контроля работает, постоянно проверяя напряжения всех трех фаз в системе. Если какая-либо из фаз выходит за пределы допустимого диапазона, реле срабатывает и отключает оборудование от источника питания.

Заданные диапазоны напряжения, при которых реле срабатывает, можно настроить в зависимости от потребностей системы. Например, можно настроить фазное реле на срабатывание при падении напряжения любой из фаз ниже 90 % от номинального или выше 110 % от номинального.

Реле контроля фаз также можно настроить на срабатывание, если разность фаз между любыми двумя фазами превышает определенное значение. Это помогает предотвратить повреждение из-за фазового дисбаланса.

При срабатывании реле оно также может послать сигнал на панель сигнализации или контрольную панель, чтобы можно было решить проблему. Давайте теперь посмотрим, почему реле контроля трехфазного напряжения является таким жизненно важным устройством при использовании трехфазной электрической системы.

Установка реле контроля трехфазного напряжения HVAC
Ресурс: https://www.youtube.com/watch?v=Ix-e4Ko1ouw

Функция реле контроля трехфазного трехфазная система. Он помогает предотвратить повреждение от перенапряжения и пониженного напряжения, а также защищает от асимметрии фаз, помимо других функций. Функция трехфазного реле контроля кратко описана ниже.

Реле контроля перенапряжения

Перенапряжение — это когда напряжение в системе превышает максимальное напряжение, которое может выдержать оборудование. Это может повредить оборудование и вызвать перебои в подаче электроэнергии. Устройство контроля фазного напряжения срабатывает, если какая-либо из фаз превышает заданное максимальное напряжение, предотвращая повреждение от перенапряжения.

Реле контроля пониженного напряжения

Трехфазный монитор напряжения срабатывает, если напряжение какой-либо из фаз ниже заданного минимального значения, что предотвращает повреждение от пониженного напряжения. Ситуация пониженного напряжения может возникнуть, когда напряжение в системе падает ниже уровня, необходимого для питания оборудования.

Реле защиты чередования фаз

Неправильная последовательность фаз может привести к вращению нагрузки двигателя в неправильном направлении, среди прочих проблем. Предотвратить это может установка устройства контроля фазного напряжения, срабатывающего при неправильном чередовании фаз.

Реле защиты от перекоса фаз

Перекос фаз может возникнуть, когда одна из фаз в трехфазной системе работает неправильно. Это может привести к повреждению оборудования и отключению электроэнергии. Реле контроля трехфазного напряжения срабатывает, если разность фаз между любыми двумя фазами превышает определенное значение, предотвращая повреждение из-за дисбаланса фаз.

Реле защиты от обрыва фазы

В трехфазной системе потеря одной из фаз может привести к тому, что двигатель не запустится или, если он работает, заглохнет. Такие ситуации могут привести к перегрузке двигателя, что приведет к его повреждению. Трехфазный монитор напряжения может помочь предотвратить это.

Схема трехфазного реле контроля напряжения
Ресурс: https://www.youtube.com/watch?v=JsB2iYnDe1A

Применение трехфазного реле контроля

Трехфазные устройства контроля напряжения используются в различных отраслях промышленности и приложений. Некоторые общие примеры включают в себя:

• Промышленное оборудование
• Системы HVAC
• Насосы и компрессоры
• Двигатели и генераторы
• Солнечные энергетические системы

нарушения напряжения, такие как дисбаланс фаз, чередование фаз и обрыв фазы.

Трехфазное реле контроля Цена

Трехфазное реле контроля напряжения поставляется различными производителями. Цены могут варьироваться от 50 до 500 долларов, в зависимости от требуемых функций и спецификаций.

Как видите, диапазон цен на реле контроля трехфазного напряжения, как правило, выше, чем у реле контроля однофазного напряжения. Это связано с тем, что 3-фазное реле обслуживает нагрузки высокого напряжения и, следовательно, должно иметь соответствующую цену.