Реле контроля фаз устанавливается в цепи питания ответственных электродвигателей. Его работа незаметна. Но в случае обрыва одной из фаз данное автоматическое устройство спасет дорогостоящий двигатель от сгорания обмоток.
Функционал реле
Реле фазного контроля (РКФ) создано для защиты промышленного и бытового электрооборудования от ненормальных режимов работы питающей сети. Устройство контролируют такие параметры как:
- наличие всех 3 питающих фаз,
- угол сдвига между фазами,
- симметричность напряжений,
- величина напряжения в каждой фазе в отдельности.
Распространенная сфера применения прибора — это защита асинхронных электрических двигателей. Они неспособны работать от 2 фаз. В таком режиме двигатели быстро выходят из строя. С помощью реле контроля реализуется схема, отключающая мотор при пропаже одной из фаз.
Обратите внимание! По своей задаче РКФ напоминает трехфазное реле контроля напряжения. Оба прибора отслеживают вольтаж в сети. Но реле фазного контроля обладает более широким перечнем настроек и возможностей.
Устройство и принцип работы
Большинство приборов данного типа предназначены для крепления в электрические шкафы защищаемого оборудования. На корпусе предусмотрена защелка под монтаж на DIN рейку. Спереди находятся регуляторы для настройки пределов срабатывания.
Принцип работы устройства основан на непрерывном отслеживании состояния сети. Если напряжение или угол между фазами выходят за критический уровень, защитное устройство сформирует отключающий сигнал и выведет оборудование из работы. Отключение производится с задержкой по времени. Его величина также настраивается.
Виды РКФ
Различные модели РКФ имеют отличающиеся технические характеристики. Поэтому каждый из подобных приборов относится к тому или иному типу.
По возможностям настройки реле делятся на 2 категории:
- Регулируемые. Возможно выставить требуемую уставку срабатывания по напряжению и времени (ЕЛ-11, ЕЛ-12, ЕЛ-13, ЕЛ-15).
- Нерегулируемые. Поддерживают только настройки завода изготовителя. Пример подобного устройства — Е-511.
Основные технические параметры
Защитные устройства применяются в широком перечне оборудования. Поэтому их параметры способны заметно отличаться в зависимости от условий работы. Из важнейших технических характеристик реле фазного контроля отмечают следующие:
- рабочее напряжение,
- пределы регулировок срабатывания,
- время задержки срабатывания,
- диапазон рабочих температур,
- условия хранения.
Напряжение питания
Этот параметр выбирается в зависимости от напряжения питания защищаемого оборудования. Если оно работает от 380 В, то подбирается реле с аналогичным значением вольтажа. Помимо этого, распространены РКФ на 110 и 220 В линейного напряжения.
Важно! Линейным напряжением называется потенциал между фазными проводами. Обычно он составляет 380 В. Фазное же напряжение находится между фазным проводом и нейтралью. Обычно это 220 В как в квартирной розетке.
Пределы настроек РКФ
Различные реле фазного контроля обладают отличающимися пределами регулировок. Если оборудование предназначено для работы с точными параметрами питающего напряжения, то можно выбрать реле с узким диапазоном регулирования 0,9-1,1 Uном, которое подходит, например, для электрических двигателей.
Если точность питающего напряжения не принципиальна, то подойдет реле с пределами 0,7-1,3 Uном. Подобные защитные приборы пригодны для трехфазных нагревательных устройств и ТЭНов.
Задержка включения/отключения
Многие промышленные потребители электроэнергии имеют нелинейную пусковую характеристику. В момент включения двигателя или ТЭНа пусковой ток в десятки раз превышает номинальный. Соответственно, при запуске просаживается и напряжение.
Чтобы РКФ не отключало сеть в момент падения напряжения, в алгоритм его работы добавлена задержка срабатывания. При запуске двигателя напряжение снижается ниже допустимого уровня, но реле не отключает питание в течение некоторого времени. Этот параметр можно настроить регулятором на передней панели устройства.
Рабочая температура
Сильная жара или холод пагубно сказываются на электронной схеме РКФ. Ненормальное значение температуры способно привести к дрейфу характеристик внутренних радиокомпонентов устройства, что спровоцирует его ложные срабатывания и отключения. Также резкое охлаждение может вызвать конденсацию паров воды внутри прибора, что выведет его из строя. Поэтому важно соблюдать температурный режим РКФ.
Для примера, устройства серии ЕЛ-11Е, ЕЛ-12Е и ЕЛ-13Е способны работать при температурах от –40 до +80°C. Поэтому их возможно эксплуатировать в условиях не слишком морозных зим.
Требования при хранении
У каждого электронного устройства есть как условия для эксплуатации, так и для хранения. Обычно они похожи. Любое реле фазного контроля должно храниться в заводской упаковке. По возможности необходимо избегать попадания прибора во влажную среду или в условия экстремальных температур. При хранении следует исключить вибрацию и лишнюю транспортировку реле.
Обзор популярных реле фазного контроля
На рынке представлены десятки моделей от отечественных и зарубежных производителей. Каждая из них обладает своими особенностями и техническими характеристиками. Выбирая РКФ, необходимо учесть, кто и для каких задач его выпускает.
Zamel CKM 01
Трехфазное реле контроля чередования фаз с крепежом на DIN рейку. Обладает компактными размерами. Ширина стандартная для 1 модуля и составляет 17,5 мм. Более подробные характеристики указаны в таблице.
| Питающее напряжение | Однофазное 220 или двухфазное 380 В |
|---|---|
| Максимальное допустимое напряжение для контактов | 250 В |
| Предельная мощность внутреннего реле | 2,5 кВА |
| Выходные контакты | 1NO и 1NC |
| Максимальный коммутируемый ток | 10 А |
| Собственное потребление | 34 мА |
| Класс защиты корпуса от пыли и влаги | IP 20 |
| Габаритные размеры | 9х17,5х6,6 см |
РНПП 311
Реле от отечественного производителя «Новатек-электро». Устанавливается в щит на DIN-рейку. Имеет на передней панели минимум регуляторов для настройки, что делает его пригодным для обслуживания даже неподготовленным персоналом.
| Номинальное напряжение питания | 380 В |
|---|---|
| Частота питающей сети | 45-55 Гц |
| Собственный потребляемый ток | Не более35 мА |
| Диапазон регулирования по напряжению | 1,05-1,25Umax (для Umin аналогичные значения) |
| Фиксированная задержка отключения | 12 сек |
| Напряжение катушки пускателя | 110-380 В |
| Критические значения питающего напряжения | 80-500 В |
| Рабочая температура | –25 +40°C |
| Климатическое исполнение | УХЛ4 |
| Количество циклов переключений при нагрузке 5 А | Не менее100 тыс. раз |
ABB 1SVR750488R8300
Компания ABB специализируется на высококлассном электротехническом оборудовании. Качество соответствует цене. Рассматриваемое реле стоит около 11 тыс.
| Напряжение питания цепи управления | 450 В |
|---|---|
| Рабочая частота | 50-60 Гц |
| Задержка включения/отключения | 0,1-30 сек |
| Количество переключающих (перекидных) контактов | 2 |
| Габаритные размеры | 85,6х45х104,8 мм |
OMRON K8AB
Компактный прибор, имеющий несколько другое назначение, чем обычное РКФ. OMRON K8AB контролирует не напряжение, а ток. Поэтому для его работы требуется дополнительный трансформатор тока. Производитель позиционирует прибор как идеальное средство для контроля тока в промышленных нагревателях и электродвигателях.
| Питающее напряжение (зависит от модификации) | 24 Впер./пост. тока или 100-115 В или 200-230 В |
|---|---|
| Контролируемый ток | 2 мА– 200 А |
| Количество контролируемых фаз | 1 |
| Максимальный ток выходного реле | 6 А |
| Гистерезис срабатывания | 5-50 % |
| Модель необходимого для работы реле трансформатора тока | K8AC-CT200L |
Важно! Гистерезис, если говорить простым языком — это задержка переключения. Он позволяет включать и выключать реле при отличающихся значениях тока. Это необходимо, чтобы предотвратить слишком частое переключение и механический износ контактов. Например, реле выключается при 5 А, а включается при 4. Или регулятор температуры выключает обогреватель, когда в комнате 24°C и включает, когда 18°C.
Carlo Gavazzi DPC01
Мультифункциональное трехфазное РКФ с расширенным перечнем регулировок. Реле данного производителя встречается в промышленном компрессорном оборудовании. На передней панели имеются стандартные регуляторы напряжения и задержки срабатывания. А также индикаторные светодиоды, что облегчает взаимодействие человека с устройством.
| Напряжение питания | 24 В пост. тока или 230 переменного |
|---|---|
| Предельный ток выхода | 8 А |
| Регулировка задержки срабатывания | От 0,1 до30 сек |
| Диапазон регулировки напряжения срабатывания | 2-22 %от номинального значения |
| Количество контролируемых фаз | 3 |
| Степень защиты от пыли и влаги | IP 20 |
| Монтаж | На DIN-рейку |
| Предельное напряжение для контактов выходного реле | 550 В |
Евроавтоматика ФиФ CKF-318-1
Белорусское реле фазного контроля, зарекомендовавшее себя как простое, дешевое и надежное решение для защиты электродвигателей. Данное РКФ срабатывает на критическое снижение/превышение напряжения и пропажу одной и более питающих фаз. Характеристики в таблице.
| Рабочее напряжение | 220/380 В |
|---|---|
| Предельный ток выходного реле | 8 А при 250 В |
| Тип контактов | 2NO и 2NC |
| Цвет индикатора аварии | Красный |
| Диапазон нижнего предела напряжения | 150-210 В |
| Диапазон верхнего предела напряжения | 240-280 В |
| Гистерезис | 5 В |
| Потребляемая от сети мощность | 1,6 Вт |
Плюсы и минусы отечественных реле
Разработчикам и наладчикам оборудования периодически приходится выбирать между отечественными и зарубежными производителями автоматики. С одной стороны, все хочется сделать дешевле, а с другой — надежнее. Для правильного выбора необходимо учесть плюсы и минусы каждого из вариантов.
Достоинства российских реле контроля:
- Низкая цена. Импортные РКФ стоят минимум в 2 раза больше.
- Возможность действия устройства при температурах ниже –25°C. У зарубежных такая выносливость встречается реже.
- Российские реле серии ЕЛ не требуют дополнительного питания 24 В. Большинству же зарубежных требуется дополнительный источник напряжения.
Недостатки российских РКФ:
- Высокое тепловыделение. Это указывает на ненадежность силовых контактов или большое потребление тока собственных нужд.
- Некорректность работы аналоговых цепей РКФ. Чувствительность к внешним помехам.
- Устаревший внешний вид. Хотя в последнее десятилетие в плане дизайна отечественной автоматики наблюдается «оттепель».
Схемотехника
В разумных пределах схема подключения РКФ зависит от фантазии разработчика. Стандартное устройство имеет 3 входа для подключения фаз. Обычно они расположены в верхней части прибора. Снизу находится клеммник с 4 выводами — NO и NC контактами реле. К ним подключается какой-либо исполнительный механизм. Например, более мощное реле, контактор или магнитный пускатель. Возможно подключить нагрузку и напрямую, но требуется учесть потребляемый ею ток.
Элементы конструкции реле
Старые советские реле контроля обрыва и чередования фаз фиксировались на монтажном месте с помощью 2 винтов. Современные приборы оснащаются крепежом под DIN-рейку. Такой подход упрощает ремонт и разработку электрических шкафов.
Вторая конструктивная особенность реле фазного контроля — винтовые клеммники для подключения проводов. Подобными контактами оснащается подавляющее большинство устройств защиты.
Регуляторы для настройки
Регуляторы настройки рабочих параметров реле находятся на передней панели. Это позволяет внести изменения, не снимая само устройство с электрического щита. Регуляторы выполнены на основе подстроечных резисторов. Они не выпирают с поверхности прибора. Для их вращения необходимо воспользоваться любой подходящей отверткой.
Некоторые модели реле защиты от перекоса в сети оснащены кнопками и дисплеем. В таких устройствах ничего вращать не требуется. Однако несколько сложнее разобраться в том, что и как регулируется. Особенно без руководства пользователя.
Маркировка назначения выводов
В плане маркировки и обозначения клемм все так же, как и на любых современных устройствах. Буквы на корпусе прибора имеют следующие обозначения:
- L1, L2, L3 — выводы для подключения 3 фаз контролируемой сети,
- NO/NC — контакты выходных реле,
- Umax — максимальный порог напряжения, при котором РКФ отключит защищаемое оборудование,
- Umin — соответственно минимальный порог отключения,
- задержка — время, через которое сработает реле.
Обратите внимание! NC/NO (normal closed / normal open) — нормально закрытые/открытые контакты реле. Данная маркировка применяется во всем современном оборудовании. NC контакты находятся в замкнутом состоянии и накоротко прозваниваются мультиметром, если на катушку реле не подано напряжение. Как если бы оно просто лежало на столе. NO — контакты наоборот. Без напряжения находятся в разомкнутом состоянии.
Итог
На любом промышленном предприятии имеются сотни и тысячи трехфазных асинхронных двигателей. Каким бы современным и надежным не был мотор, если во время работы пропадет одна из питающих его фаз, то он сгорит. Стоимость самых больших и мощных двигателей сопоставима с ценой неплохого автомобиля. Реле контроля стоит гораздо дешевле мотора. Но оно точно спасет его при обрыве фазы. Этим объясняется экономическая целесообразность установки РКФ для защиты двигателя.
Качество напряжения важно не только для асинхронных машин. При коротком замыкании в линии вольтаж в одной из фаз просаживается практически до нуля. Такой режим работы недопустим. РКФ заметит критический перекос напряжения и отключит линию. Тем самым все потребители будут защищены от ненормальных режимов работы и последующих убытков.
С учетом сказанного, РКФ — это далеко не последнее по важности защитное устройство. Оно нисколько не потеряло актуальности с советских времен. Напротив, с развитием и усложнением оборудования реле становится только востребованней, ведь оно позволяет защитить от поломки дорогостоящие электрические машины.