Одно- і багатофункціональні пристрої для контролю параметрів електричних мереж.
Працездатність електричних установок стала одним з ключових факторів промислового виробництва. Збої в подачі електроенергії часто є причиною зриву виробництва, впливають на наступні стадії виробничого процесу і приводять до додаткових витрат на дорогий ремонт. Тому дуже важливо контролювати параметри електричних мереж.
Контроль параметрів трифазних електричних мереж може бути реалізований з мінімальними зусиллями і витратами за допомогою електронних реле контролю. Ці прилади завчасно виявляють помилки і дозволяють відключати несправні компоненти, перш ніж відбудеться подальша поломка обладнання.
Трифазні реле контролю АББ
Параметри трифазної мережі
Трифазні реле контролю дозволяють контролювати такі параметри:
Порушення послідовності фаз при роботі двигуна або неправильне підключення фаз до пуску призводить до зміни напрямку обертання підключеного обладнання. Генератори, насоси або вентилятори обертаються в невірному напрямі, що призводить до неправильної роботи обладнання. Своєчасне виявлення помилок в чергуванні фаз має велике значення, особливо для машин з обертовими і рухомими частинами.
Обрив фази може привести до того, що двигуни перестануть запускатися або будуть забирати необхідне ток з інших фаз. Така ситуація призводить до нерівномірних навантажень на обмотку двигуна і може викликати його поломку.
Підвищений і знижений напруга
Підвищена напруга призводить до нагрівання підключеного обладнання. Якщо своєчасно не виявити перенапруження, воно може привести до руйнування обладнання.
Знижена напруга призводить до виникнення невизначеного стану в роботі обладнання. Якщо на котушку контактора подається знижена напруга, контакти можуть призвести до її несумісності перемиканні.
При несиметричному напрузі живлення двигуна частина енергії двигуна перетворюється в реактивну потужність. Продуктивність падає; крім того, двигун піддається підвищеної теплової навантаженні і може вийти з ладу.
Обрив нейтрального проводу
У разі симетричного навантаження в мережі обрив нейтрального проводу не робить ніякого впливу на мережу. При обриві нейтрального проводу в мережі з асиметричною навантаженням в окремих фазах виникають коливання напруги, які можуть завдати значної шкоди підключеному устаткуванню.
приклади використання
Двигун з рекуперацією енергії (двигун, здатний генерувати енергію в мережу).
Обрив фази працюючого трифазного двигуна може бути чітко зафіксовано за допомогою реле контролю асиметрії фаз.
У номінальному режимі, відразу після подачі напруги живлення, реле контролю фіксує правильність чергування фаз L1-L2-L3 і відповідність всіх напруг діапазону Uмін. / Uмакс. Тим самим гарантується відсутність перенапруг, зниженого напруги і обриву фази. Тільки після цього двигун запускається.
При обриві фази (в прикладі, фаза L2, рис. 1.), фазний струм IL2 стає рівним 0, а фазна напруга UL2 зменшується на величину Д1Т. Величина залишкової напруги Ul2 може становити до 95% від номінального, в залежності від типу використовуваного двигуна. Прилади контролю фаз і зниженого напруги контролюють пропажа фаз тільки до 60% від номінальної напруги. Таким чином, обрив фази працюючого двигуна не можна з достатньою впевненістю визначити за допомогою реле контролю фази. Надійне визначення даної несправності може гарантувати тільки контроль асиметрії фаз. При виявленні асиметрії фаз, реле контролю асиметрії відключає двигун, щоб запобігти його пошкодженню (рис. 2).
Мал. 1. Трифазний двигун з рекуперацією і реле контролю перед відключенням через обрив фази: електрична схема, еквівалентна схема двигуна, криві струму і напруги
Мал. 2. Трифазний двигун з обривом фази в L2 після спрацьовування реле контролю: електрична схема, еквівалентна схема двигуна, криві струму і напруги
Виявлення обриву нульового проводу
При симетричному навантаженні обрив нульового проводу не впливає на роботу обладнання, так як фазні струми IL1, IL2 і IL3 рівні за величиною і зрушені відносно один одного на 120 °.
Струм, що протікає через нульовий провід In відповідно до закону Кирхгофа, визначається як сума всіх фазних струмів і в будь-який момент часу дорівнює нулю і контролю обриву нульового проводу не потрібно.
У мережах з несиметричним навантаженням - фазні струми IL1 IL2 і IL3 мають різні значення і різну величину фазної кута, а фазні напруги UL1, UL2 і UL3 щодо Un-однаково. Внаслідок різниці фазних струмів, через нульовий провід протікає компенсуючий струм In. При обриві нульового проводу струм In стає рівним 0, при цьому зсувається нейтральна точка зірки, і, отже, відбувається перерозподіл фазних напруг по окремих фаз (рис. 3). Це означає, що фазна напруга в ланцюзі зі зниженою навантаженням знижується, а в ланцюзі з підвищеним навантаженням - підвищується. Таким чином, в одному з ланцюжків з'являється перенапруження, яке може привести до виходу з ладу підключеного обладнання. В іншому ланцюзі, навпаки, відбувається падіння напруги, яке може привести до різних наслідків в залежності від навантаження. Якщо навантаження - наприклад, працюючий двигун - продовжує споживати з мережі таку ж потужність, яку він споживав до обриву нульового проводу, ток в даному колі підвищується і викликає нагрів навантаження і може привести до її руйнування. У контакторах через падіння напруги можуть виникнути «нестабільні» стану в роботі (довільне включення - виключення). Це призводить до непередбачуваних перемикань підключеного навантаження і виникнення небезпечних ситуацій для обладнання.
Мал. 3. Обрив нейтрального проводу в трифазній мережі
Реле контролю трифазного струму з функцією контролю нульового проводу забезпечують безпечну та надійну захист від обриву нульового проводу. Ці реле підключаються до трьох фаз мережі електроживлення і нульового проводу, як показано на малюнку 4. Усередині реле моделюється з'єднання «зіркою», а навантаження підключається до нульового проводу.
Мал. 4. Підключення трифазного реле контролю нейтрального проводу
При підключенні нульового проводу виникає компенсуючий струм In, який викликає падіння напруги Urn. При обриві нульового проводу струм In дорівнює нулю. Напруга Urn при цьому також дорівнює нулю і вихідне реле повідомляє про обрив нульового проводу.
висновок
Приклади, розглянуті вище, показують доцільність і важливість контролю параметрів в трифазних мережах. При мінімальних витратах забезпечується безпечна робота обладнання, зберігається процес виробництва і запобігають поломки.
Ключові характеристики, які компанія АББ прагне надати всім реле контролю, - це простота в експлуатації і універсальність. При своїх невеликих розмірах багатофункціональні реле мають повний набір функцій і при зміні параметрів процесу реле можна з легкістю переналаштувати, вибравши потрібну опцію.
Одним з таких пристроїв є багатофункціональне реле CM-MPS. Це реле забезпечує контроль всіх параметрів фаз: послідовності фаз, обриву фаз, перепадів напруги і асиметрії. Споживає реле не потрібно додаткових ланцюгів, тому що воно може здійснюватися від контрольованої мережі.
Також в номенклатурі реле компанії АББ є і більш прості пристрої, що контролюють тільки певний параметр, що дозволяє здійснювати економічний контроль трифазних мереж.
Трифазні реле контролю компанії АББ
Трифазні реле контролю компанії АББ забезпечують контроль всіх важливих параметрів трифазних ланцюгів. Вони розпізнають помилки на ранній стадії, допомагаючи уникнути відключення всієї установки. У разі серйозних помилок реле виробляють безпечне відключення підключених пристроїв і двигунів, оберігаючи установку від поломок.
Завдяки цьому, трифазні реле контролю зберігають безпечну роботу устаткування з максимальною експлуатаційною готовністю і є важливим внеском в економіку.