В данной статье рассмотрим со всех сторон очень полезное устройство промышленной электроники — реле контроля фаз, другое название — реле контроля напряжения. Из названия можно догадаться, что это за штука — реле, которое контролирует качество трехфазного напряжения и правильность его подключения.
Как всегда в таких статьях, будут теория, схемы, фото, инструкции.
Свою функцию это устройство выполняет нечасто, чуть чаще, чем реле напряжения. Однако, без него бывает, что тратится лишнее время на наладку оборудования. Кроме того, это устройство защитит оборудование от некачественного питания.
Зачем нужно реле контроля фаз
Реле контроля фаз необходимо ставить там, где часто производится переподключение к питающему трехфазному напряжению, а также там, где важна фазировка (правильное чередование фаз).
Например, реле контроля фаз может быть полезно в оборудовании, которое часто переносится с места на место, и в котором критично перепутать фазы. В некоторых устройствах неправильное чередование фаз может привести к неправильному функционированию и поломке. Например, винтовой компрессор, если его включить в неправильном направлении более чем на 5 секунд, может полностью выйти из строя.
Кроме того, при подключении такого оборудования может сложиться ошибочное мнение, что его надо ремонтировать, и ремонтный персонал будет некоторое время чесать репу, пока кто-то не подаст нужную мысль: «А может, фазы перепутаны?». А потом ещё кто-то скажет ещё более нужную мысль: «Надо бы поставить реле контроля фаз…»
Как работает устройство (функции)
Итак, в каждом станке существует правильный порядок фаз, при котором все двигатели при данном подключении крутятся в правильном направлении. Если питающие фазы перепутаны, то всё тоже будет крутиться, но неправильно и, возможно, недолго.
В реле контроля фаз есть схема, которая вычисляет порядок чередования фаз (Phase-sequence), и в соответствии с этим порядком срабатывают выходные контакты. Контакты эти можно подключить куда угодно — в контрольную цепь, к звонку или лампочке, разрывать цепь питания цепь питания всего устройства или катушки контактора двигателя.
Последнее применение рекомендует производитель. Я же рекомендую включать его в аварийную (контрольную) цепь, чтобы весь станок, в котором установлено это реле, не мог запуститься. Естественно, если аварийная цепь выполнена правильно, как я это рекомендую в статье по приведённой ссылке.
Это главное применение.
Другое применение — защита от пропадания фазы (Phase-loss). Или от существенного понижения напряжения на одной из фаз (асимметрия, или перекос фаз) (Three-phase Asymmetry).
Последние две функции в принципе идентичны, весь вопрос только в уровне падения напряжения.
От пропадания фазы для защиты электродвигателей также применяется мотор-автомат или тепловое реле, но они срабатывают по тепловой перегрузке, а это уже критический режим. А реле контроля фаз — электронное устройство, и сработает раньше (1-3 сек), не дав двигателю перегреться. В случае выравнивания фаз включение происходит тоже не сразу, а через необходимое время (5-10 сек).
Уровень напряжения асимметрии можно выставить во всех реле контроля фаз, а вот время включения/выключения, как правило, регулируется лишь в навороченных моделях. Кроме того, для функции обнаружения асимметрии существует такой полезный параметр, как гистерезис, который обеспечивает более «плавную» работу устройства. Он тоже, как правило, не регулируется.
Как работает гистерезис, спросите у того, кто знает что это такое.
Таким образом, можно сказать, что реле контроля фаз — устройство, которое контролирует качество трехфазного питающего напряжения в промышленном оборудовании.
Устройство и модели реле контроля фаз
Пойдём от простого к сложному. В качестве примера рассмотрим сначала реле СКМ-01 производства польской фирмы Zamel.
CKM-01 от Zamel. Краткие характеристики на упаковке
У реле на вход подаётся три фазы (L1, L2, L3) и ноль (N), питание внутренней схемы — от фазы L1. Выходное реле — с одним переключающим контактом. Также имеются два индикатора, которые показывают чередование и асимметрию фаз.
Вот как это реле выглядит в живую:
Реле контроля фаз Замель CKM-01. Внешний вид
Электрическая схема реле CKM-01 Zamel очень простая, собрана всего на двух транзисторах. Внутренности CKM-01 Zamel можно рассмотреть ниже на фото.
Честно говоря, никогда бы не поверил, что такое сравнительно сложное устройство можно собрать всего на 2-х транзисторах!
Zamel CKM-01. Внутреннее устройство
Zamel CKM-01. Внутреннее устройство
Zamel CKM-01. Внутреннее устройство
Инструкцию от производителя можно будет скачать в конце статьи.
Теперь рассмотрим популярную отечественную модель — РНПП-311. Полное название — Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз. Отсюда и аббревиатурное название. Подробнее — в инструкции в конце статьи.
Недавно появилось реле РНПП-311М, у него более современный и компактный корпус и больше настроек.
Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз РНПП-311М
Далее по степени увеличения функциональности.
Более навороченная модель — OMRON K8AB:
Omron K8AB-PA. Внешний вид
Тут уже есть дополнительный регулятор времени срабатывания (реагирования). Также это реле реагирует не только на понижение, но и превышение напряжения на одной из фаз.
Схема собрана на микроконтроллере, как и все модели, которые рассмотрю ниже.
Временная диаграмма и схема, расположенная на боковой стенке этого реле:
Omron K8AB — временные диаграммы, настройка и схема
В линейку реле Omron K8AB входят 4 модели, и они обеспечивают очень расширенные настройки на любой вкус. Инструкция — там же.
Ещё одно реле контроля напряжения, из тех, что мне попадались — Carlo Gavazzi DPC01. Оно участвует в схеме промышленного компрессора-холодильника, про который я писал в статье — про применение Устройства Бесперебойного питания (ИПБ, UPS) или про то, как я спас молоко от прокисания.
Carlo Gavazzi DPC01
На входе — три фазы, на выходе — два реле, контакты которых в данном случае подключались в схему последовательно и рубили цепь питания схемы управления. Кроме четырех регуляторов настроек, под крышкой с сорванной пломбой — ещё переключатели режимов работы.
В той статье я не написал, что пытался запустить этот холодильник, исключив это реле из схемы. Но Carlo Gavazzi оказался прав — компрессор не хотел запускаться при таком плохом качестве напряжения.
Схема подключения реле контроля фаз
Если в оборудовании используются для подключении электродвигателей только частотные преобразователи, то реле контроля фаз не нужно — для частотника всё равно, в каком порядке на него приходят фазы, он всё равно выпрямляет переменное трехфазное напряжение и преобразует его в постоянное.
Однако, я рекомендую ставить такое реле в любой промышленной аппаратуре стоимостью от 1000 долл с трехфазным питанием. Ведь само реле стоит чуть более 1000 руб (отечественные модели), а в случае проблем с питанием сразу даст об этом знать.
Итак, вот несколько схем подключения, которые рекомендуют производители. В принципе, отличий мало.
Схема подключения реле контроля напряжения РНПП-311
Схема подключения реле контроля напряжения от OMRON
Схема подключения реле контроля напряжения от Carlo Gavazzi
Последняя схема ценна и тем, что дано условное графическое обозначение реле контроля напряжения. И контакты реле показаны с задержкой включения!
Справедливости ради стоит сказать, что в современном оборудовании на контроллерах реле контроля фаз как отдельный блок иногда не применяется, а реализовано непосредственно на контроллере.
А теперь, как и было обещано, инструкции:
Zamel CKM-01 manual 1. (извиняюсь за качество, лучше не нашёл)
Zamel CKM-01 manual 2
Дополнительные файлы:
- РНПП-311. Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз / Паспорт, руководство и инструкция по эксплуатации, pdf.
- OMRON K8AB 4 модели, файл собран из четырёх файлов / Реле контроля напряжения, асимметрии и пропадания фаз, pdf.
- Carlo Gavazzi DPC01 / Carlo Gavazzi DPC01 — инструкция от итальянской фирмы, pdf.
Источник: Александр/СамЭлектрик.ру
