Общие функции реле контроля напряжения, тока и фаз

Опубликовано: 21 сентября 2015 г. в 12:55, 227 просмотровКомментировать

Общие функции реле контроля напряжения

  • Контроль напряжения на понижение
  • Контроль напряжения на превышение
  • Контроль напряжения в окне между Umin и Umax

Общие функции реле контроля тока

  • Контроль силы тока на понижение
  • Контроль силы тока на превышение
  • Контроль силы тока в окне между Umin и Umax

Общие функции реле контроля фаз

  • Контроль асимметрии
  • Контроль обрыва фазы с помощью контроля асимметрии
  • Обнаружение обрыва нейтрали с помощью контроля асимметрии
  • Обнаружение обратного напряжения с помощью контроля асимметрии
  • Контроль чередования фаз

С точки зрения пользователя любая система может обладать лишь двумя типами поведения: ожидаемым и неожиданным. Цель создания любой системы всегда будет находиться в области ожидаемого результата, но что делать с неизбежными проявлениями «тёмной стороны» нашей системы? Разумеется, ловить и превращать неожиданное в ожидаемое. Таким простым способом поведение системы приводится к общему ожидаемому знаменателю и теперь любой результат, будучи ожидаемым, отличается лишь по степеням желательности для потребителя.

Для того чтобы соотнести поведение системы с упомянутыми степенями желательности, нужен контролирующий объект, получающий на вход предлагаемые системой параметры, а на выходе формирующий управляющие инструкции и/или предупредительные сигналы. Надёжность такого объекта, как и вообще сам факт его наличия, повышает качество работы системы в разы и помогает экономить время, деньги, нервы пользователя, а порой, его здоровье и даже жизнь.

Поскольку уважаемый читатель счастливою волею судеб и поисковых сервисов оказался делегирован на сайт www.poligon.info, целиком и полностью посвящённый электротехнической тематике, нам, вероятно, следует перевести наши абстрактные рассуждения в прикладную плоскость, усадить, так сказать, на DIN-рейку полёт нашей фантазии...

Доливо-Добровольский, Михаил Осипович
— выдающийся русский электротехник,
один из создателей техники трёхфазного переменного тока

Прошло вот уже сто с четвертью лет с тех пор как Михаил Осипович Доливо-Добровольский, выдающийся русский электротехник (проживавший, правда, в Германии), «наступая на пятки» самому Николе Тесле, осуществил Лауфен-Франкфуртскую электропередачу (аж на 170 километров), используя 3-фазный генератор и сохранив при этом ~80% произведённой энергии. После такого ошеломительного успеха 3-фазное электричество прочно обосновалось в наших домах и на промышленных объектах. Это обстоятельство неизбежно вызвало множество проблем, требующих безотлагательного решения.

В нашем физическом мире, в отличие от мира холодных абстракций, провода рвутся, дамбы рушатся, столбы падают, электрики выпивают. И на фоне всех этих стихийных бедствий работники как лёгкой, так и тяжёлой промышленности должны ежедневно выдавать всё новые и новые тонны, литры и километры продукции. Здесь-то и приходят на помощь отвлечённые сентенции о «системах» и «контролирующих объектах».

Все нежелательные факторы, которые мы не в состоянии избежать, можно определить несколькими группами однотипной проблематики и заставить систему столь же однотипно на них реагировать. Более того, это уже сделано, давно и не нами, нам остаётся лишь развёрнуто продемонстрировать эти «группы однотипной проблематики» и как хорошая коммерческая организация рекомендовать лучшие способы их устранения.

Читателю очень повезло в том, что наша компания «ПОЛИГОН» является официальным дистрибьютером ведущей австрийской фирмы производителя промышленной автоматики «Tele», которая представляет богатый по функционалу и разнообразию ассортимент релейных устройств. По этой причине, по каждой рассмотренной в этой статье функции реле контроля нами будет предложен набор решений от компании «Tele», разнесённый по технологическим сериям «GAMMA», «ENYA», «KAPPA» и «VEO». Дадим краткое описание каждой из перечисленных серий:

«GAMMA» — Промышленное исполнение (толщина корпуса 22,5мм), функциональность, гальваническое разделение цепей питания и измерения;

«ENYA» — Монтажное исполнение (толщина корпуса 17,5мм), компактность и удобство при монтаже, самопитаемые(от цепи измерения);

«KAPPA» — Промышленное исполнение, встраиваемые реле контроля для традиционной 11-полюсной розетки;

«VEO» — Самая свежая компактная промышленная серия, наиболее надежная, быстрая и точная.

Приступим к рассмотрению функционала, который могут предоставить нам реле контроля напряжения, реле контроля тока и реле контроля фаз. Одна из наиболее часто возникающих проблем в электроснабжении связана с недостаточным напряжением в электросети. Ниже определённого значения наступает унылое выключение устройств, а при возврате напряжения к нормальным показателям в некоторых случаях устройство может просто выйти из строя.

Наиболее чувствительны к понижению напряжения, например, холодильники и кондиционеры. В случае 3-фазного питания весьма нежелательно уменьшение напряжения на фазах, так как это свидетельствует об асимметрии фазных напряжений и, как следствие, приводит к сбою в работе подключенных устройств.

Для защиты от понижения напряжения применяют специальные реле с функцией контроля напряжения на понижение. При уменьшении напряжения ниже допустимого порога Umin, начнётся отсчёт таймера на заданный отрезок времени. Если напряжение останется за это время ниже минимально допустимого, реле перейдёт в выключенное состояние и будет в нём до тех пор, пока напряжение не превысит установленное значение Umax.

В некоторых реле дополнительно реализована опция «защёлки». Если она активирована, то даже после того, как напряжение превысит значение Umax, реле останется в режиме «ВЫКЛ.» и включить его обратно можно будет только посредством ручного выключения и последующего включения питания этого реле.

Рекомендованные устройства с функцией контроля понижения напряжения:

  • Для 1-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G4UF900V01 230V AC,
      • G2UM10VL20 24-240V AC/DC,
      • G2UM300VL10,
      • G2UM300VL20,
      • G2UM500VL10,
      • fG2UM300VL20 24-240V AC/DC
    • Серия «ENYA»:
      • E1UM230V01,
      • E3YM230VS20,
      • E1YM480Y/277VS10,
      • E1YM400VS10
    • Серия «VEO»:
      • V2UM230V10

  • Для 3-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G2PM400VSY20,
      • G2PM400VSY20 24-240V AC/DC,
      • G2PM400VSY10,
      • G2PM230VSY20 24-240V AC/DC,
      • G2PM115VSY20 24-240V AC/DC,
      • G2PM115VSY10,
      • G2YM400VL20,
      • G2PU690VS20,
      • G2PU400VSY10,
      • G2JM5AL20 24-240V AC/DC
    • Серия «ENYA»:
      • E3YF400VT02 HTV 0,85,
      • E3YF400VE20 0,85,
      • E1YF400V01 0,70,
      • E3YM230VS20,
      • E1YM480Y/277VS10,
      • E3YF400VT02 0,85,
      • E1YF400VT01 0,85,
      • E3YF400V02 0,85,
      • E1YF400V01 0,85 (VE10),
      • E1YF400V01 0,85,
      • E3YU400V02,
      • E1YU400V01,
      • E1YM400VS10
    • Серия «KAPPA»:
      • K3YM400VSY20
    • Серия «VEO»:
      • V2PM400Y/230VS10

Есть аналогичные решения и для контроля за силой тока. Логика поведения этих устройств совпадает с описанной выше для реле контроля напряжения. Если обнаруживается уменьшение силы тока ниже заданного порога Umin после определённого времени ожидания произойдёт размыкание контролируемой сети вплоть до восстановления нормальной заданной силы тока. Или не произойдёт, если устройство обладает функцией «защёлки» и она активирована. Тогда возврат к нормальному функционированию станет возможен только после ручного перезапуска реле.

Рекомендованные устройства с функцией контроля понижения силы тока:

  • Для 1-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G2IM5AL10,
      • G2IM10AL10,
      • G2IM5AL20,
      • G2IM5AL20 24-240V AC/DC,
      • G2IM10AL20,
      • G2IM10AL20 24-240V AC/DC,
      • G2IU5A10,
      • G2IU10A10
    • Серия «ENYA»:
      • E1IU500mAAC,
      • E1IM10AACL10 230V AC,
      • E3IM10AL20 230VAC,
      • E1IU5AAC01
    • Серия «VEO»:
      • V4IM100AL20 24-240V AC/DC,
      • V2IM10AL10 24-240V AC/DC
  • Для 3-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G2JM5AL20,
      • G2JM5AL20 24-240V AC/DC

Не менее часто встречается на практике и обратная картина - напряжение в сети оказывается превышенным. Не говоря уже том, что электроприборы просто перегорают, распространяя вокруг волнительные запахи жжёной изоляции, подобные случаи могут представлять непосредственную угрозу для жизни и здоровья человека. Спонтанное повышение фазного напряжения опять же часто является следствием перекоса фаз из-за неравномерной нагрузки на каждой из них, либо обрыва фазы, равно как и обрыва нейтрального проводника, позволяющего компенсировать вышеозначенные фазные перекосы. Из соображений 

предотвращения подобных ужасов были созданы реле с функцией контроля напряжения на превышение.

После того, как напряжение в контролируемой сети превысит заданное значение Umax, таймер начнёт отсчёт времени перед переходом в режим «ВЫКЛ.» и пребудет в этом режиме до тех пор, пока напряжение не упадёт до Umin, после чего ток по контролируемой реле сети будет восстановлен. Но, при активной опции «защёлка», даже в случае полной нормализации напряжения реле останется в режиме «ВЫКЛ.» и будет ожидать прихода электрика для своего полного перезапуска.

Рекомендованные устройства с функцией контроля превышения напряжения:

  • Для 1-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G2UM10VL20 24-240V AC/DC,
      • G2UM300VL10,
      • G2UM300VL20,
      • G2UM300VL20 24-240V AC/DC,
      • G2UM500VL10
  • Для 3-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G2JM5AL20 24-240V AC/DC,
      • G2YM400VL20

В случае превышения силы тока используют реле контроля тока. Зарегистрировав означенное повышение реле запускает таймер, давая току шанс вернуться к заданным значениям. Если этого не происходит, реле выключает сеть наблюдения и ожидает либо возврата к нужным показателям, либо ручного перезапуска в случае активной «защёлки».

Рекомендованные устройства с функцией контроля превышения силы тока:

  • Для 1-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G2IM5AL10,
      • G2IM10AL10,
      • G2IM5AL20,
      • G2IM5AL20 24-240V AC/DC,
      • G2IM10AL20,
      • G2IM10AL20 24-240V AC/DC,
      • G2IO5A10,
      • G2IO10A10
    • Серия «ENYA»:
      • E1IM10AACL10 230V AC,
      • E3IM10AL20 230VAC
    • Серия «VEO»:
      • V4IM100AL20 24-240V AC/DC,
      • V2IM10AL10 24-240V AC/DC
  • Для 3-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G2JM5AL20 24-240V AC/DC,
      • G2JM5AL20

Весьма логичным решением было объединить в одной функции реле контроль за напряжением в заранее определённом промежутке значений от Umin до Umax, или, как выражаются европейские производители электротехнических приборов, «в окне». Обладающие этой способностью реле отслеживают напряжение в подопечной сети в диапазоне от Umin до Umax. При выходе за установленные границы как вверх, так и вниз, запускается таймер, давая время напряжению вернуться в русло. Если это происходит, реле успокаивается, в противном же случае оно переводит наблюдаемую сеть в разомкнутое состояние и восстанавливает соединение лишь после нормализации напряжения в рамках Umin - Umax.

Для этой функции также бывает добавлена опция «защёлки», не позволяющая автоматическое восстановление тока в наблюдаемой цепи при вхождении показателей напряжения в заданный диапазон. Только ручной перезапуск сможет возвратить цепь в исходное замкнутое состояние.

Рекомендованные устройства с функцией контроля напряжения «в окне»:

  • Для 1-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G2PW400VF02,
      • G2UW300V10,
      • G2UM300VL10,
      • G2UM300VL20,
      • G2UM500VL10,
      • G2UM300VL20 24-240V AC/DC
    • Серия «ENYA»:
      • E1UM230V01,
      • E3YM230VS20,
      • E1YM480Y/277VS10,
      • E1YM400VS10
    • Серия «VEO»:
      • V2UM230V10
  • Для 3-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G2PM400VSY20,
      • G2PM400VSY20 24-240V AC/DC,
      • G2PM400VSY10,
      • G2PM230VSY20 24-240V AC/DC,
      • G2PM115VSY20 24-240V AC/DC,
      • G2PM115VSY10,
      • G2PW400V10,
      • G2YM400VL20,
      • G2JM5AL20 24-240V AC/DC,
      • G2PW400VF02
    • Серия «KAPPA»:
      • K3YM400VSY20
    • Серия «ENYA»:
      • E3YM230VS20,
      • E1YM480Y/277VS10,
      • E3YF400VFAL02,
      • E1YM400VS10,
      • V2PM400Y/230VS10

 

В некоторых реле контроля тока также реализована функция контроля в «окне». Механизм обработки отклонений от заданных параметров Umin и Umax идентичен тому, который применяется при контроле в «окне» напряжения. Разумеется, также можно подобрать реле с опцией «защёлки».

Рекомендованные устройства с функцией контроля силы тока в «окне»:

  • Для 1-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G2IW5A10,
      • G2IM5AL10,
      • G2IM10AL10,
      • G2IM5AL20,
      • G2IM5AL20 24-240V AC/DC,
      • G2IM10AL20,
      • G2IM10AL20 24-240V AC/DC,
      • G2IW10A10, G2IW5A10 + TR2-230VAC
    • Серия «ENYA»:
      • E1IM10AACL10 230V AC,
      • E3IM10AL20 230VAC
    • Серия «VEO»:
      • V4IM100AL20 24-240V AC/DC,
      • V2IM10AL10 24-240V AC/DC
  • Для 3-фазных цепей:
    • Серия «GAMMA»:
      • G2JM5AL20,
      • G2JM5AL20 24-240V AC/DC

Понижение или превышение напряжения либо тока в фазах 3-фазной электросети практически всегда является показателем асимметрии фаз, как правило, вызванной неравномерной нагрузкой на разных фазах.

Для компенсации неравномерной нагрузки часто используется специальный проводник, называемый «нейтраль», обрыв которого также часто приводит к образованию асимметрии фаз. Кроме того, обрыв проводника, по которому протекает одна из фаз, можно рассматривать как предельный случай бесконечно большой нагрузки, что также неизбежно вызовет асимметрию фаз. Исходя из вышеизложенного, весьма актуальной становится функция контроля за асимметрией как «корня всех зол».

Реле, реализующие данную функцию, позволяют обработать соотношения напряжений между фазами, а в некоторых устройствах и отношение фаз к нейтрали для того, чтобы сделать компетентное заключение об обрыве фазы или нейтрали. Кроме того, на основании анализа этих соотношений, реле может отследить и обработать также факты наличия обратного напряжения, идущего, например от электромотора, продолжающего работать от двух фаз после обрыва третьей.

Обработка всех этих событий функцией контроля асимметрии фаз предельно проста: при выходе за установленный допустимый порог асимметрии, задаваемый в процентах, реле, отсчитав таймером некий заданный контрольный отрезок времени, переводит контролируемую цепь в разомкнутое состояние и держит его до момента исчезновения проблемы.

Рекомендованные устройства с функцией контроля асимметрии (а также обрыва фаз и нейтрали):

    • Серия «GAMMA»:
      • G2PM400VSY20,
      • G2PM400VSY20 24-240V AC/DC, 
      • G2PM400VSY10,
      • G2PM230VSY20 24-240V AC/DC,
      • G2PM115VSY20 24-240V AC/DC,
      • G2PM115VSY10,
      • G2PF400VS02,
      • G2PF230VS02,
      • G2PF115VS02
    • Серия «ENYA»:
      • E3PF400VSY02,
      • E1PF400VSY01 (VE10),
      • E1PF400VSY01,
      • E1PF400VS01 (VE10),
      • E1PF480Y/277VSY10,
      • E3YM230VS20,
      • E1YM480Y/277VS10,
      • E1YM400VS10
    • Серия «KAPPA»:
      • K3PF400VSY02,
      • K3YM400VSY20
    • Серия «VEO»:
      • V4PF480Y/277VSYTK02,
      • V2PF480Y/277VSY01,
      • V2PM400Y/230VS10

Казалось бы, получив контроль над скачущим вверх-вниз фазным напряжением и силой тока, научившись ловко балансировать на треугольном плотике асимметрии фаз можно было бы и расслабиться, но не забывайте, 3-фазная система электропитания придумана русским человеком, и посему полна нюансов. Один из этих нюансов заключается в том, что для приборов, использующих линейное напряжение, в отличие от фазного, также бывает важен и порядок, в котором подается напряжение с каждой фазы.

По соглашению, действующему в обслуживании 3-фазных сетей, проложенные фазы окрашиваются каждая в свой цвет: первая — в жёлтый, вторая — в зелёный, третья — в красный. Причины такой раскраски, конечно, можно попробовать объяснить сильным литовским лобби в электротехнике, или любовью электромонтёров к музыке регги, но в данный момент это уже не существенно.

Существенно же то, что это обстоятельство (важность последовательности фаз, не раскраска) сподвигло на добавление в арсенал функций реле контроля фаз ещё одной — функции контроля чередования фаз. Реле, снабжённое такой функцией, при обнаружении неправильного чередования фаз незамедлительно размыкает наблюдаемую цепь до полного устранения проблемы.

Рекомендованные устройства с функцией контроля чередования фаз:

    • Серия «GAMMA»:
      • G2PM400VSY20,
      • G2PM400VSY20 24-240V AC/DC,
      • G2PM400VSY10,
      • G2PM230VSY20 24-240V AC/DC,
      • G2PM115VSY20 24-240V AC/DC,
      • G2PM115VSY10,
      • G2PF400VS02,
      • G2PF230VS02,
      • G2PF115VS02,
      • G2PU690VS20,
      • G2PU400VSY10
    • Серия «ENYA»:
      • E3PF400VSY02,
      • E1PF400VSY01 (VE10),
      • E1PFi,
      • E3YM230VS20,
      • E1YM480Y/277VS10,
      • E1YM400VS10
    • Серия «KAPPA»:
      • K3PF400VSY02,
      • K3YM400VSY20
    • Серия «VEO»:
      • V4PF480Y/277VSYTK02,
      • V2PM400Y/230VS10,
      • V2PF480Y/277VSY01

Безусловно, данных, которые можно (и нужно!) проконтролировать, гораздо больше. Это и температура, и мощность двигателя, и даже, уровень жидкости в резервуарах. Их описание выходит за рамки данной статьи, но в том или ином виде может быть обнаружено на сайте www.poligon.info, литературная компонента которого неуклонно растёт. Разумеется, для контроля большинства параметров существуют высокоточные и надёжные автоматизированные решения, поставкой которых вот уже 18 лет на российском рынке занимается компания «ПОЛИГОН», официальный дистрибъютор ряда ведущих производителей релейного оборудования с мировым именем, таких как «Tele», «Graesslin», «Citel», «Benedict», «Sonder», «Comat-Releco», «Emko, «Relequick».

Источник: ООО «ПОЛИГОН»

Информация о компании

ПОЛИГОН, ООО
ООО «ПОЛИГОН» на протяжении 16 лет занимается поставкой низковольтного оборудования и электронных компонентов от ведущих европейских производителей. Электронные компоненты, поставляемые нашей компанией насчитывают более 500 000 наименований от более 4000 производителей. Особым направлением является поставка электротехнических товаров, устройств промышленной автоматизации, молниезащиты, коммутационной аппаратуры, промежуточных реле, компонентов умного дома. Основу этой номенклатуры составляют качественные товары европейского производства. Компания является официальным дистрибьютором TELE (Австрия), RELECO (Испания), Graesslin (Германия), Benedict (Австрия), CITEL (Франция), VEMER (Италия).

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.