Принцип работы реле контроля фаз и схема подключения

Подключение устройства

Практически любой потребитель сможет установить и подключить реле контроля фаз в электрощит. При этом не надо обладать специальными навыками. Клеммы прибора выведены на фронтальную часть корпуса для удобства проведения электромонтажных работ. Клеммы предназначены для медных или алюминиевых проводников, имеющих сечение до 2,5 кв. мм. Защитное устройство устанавливается в распределительном щитке на дин-рейку.

Реле контроля фаз напряжения

Три фазы и ноль необходимо присоединить к клеммам защитного прибора подходящего значения. А контакты данного устройства следует подсоединить к соленоиду электромагнитного пускателя. В случае если прибор находится в работоспособном состоянии, при этом контактор должен быть включен, контактные соединения должны быть в замкнутом положении, а напряжение подается на электроприборы.

Во-первых, необходимо помнить, что данное реле предназначено только для работы в трехфазной сети. При подключении в однофазную сеть устройство сразу сработает и обесточит линию, так как не будет хватать фаз и реле рассмотрит это как обрыв фаз.

Во-вторых, необходимо точно соблюдать последовательность, то есть фазный провод А подключается к клемме А, фазный провод В подсоединяется к клемме В, а С – к С. Если нарушится данный порядок, реле не включится, так как оно рассмотрит это как перекос фаз.

В-третьих, если защитное реле имеет нулевую клемму, то к ней необходимо подключить нейтральный проводник. Если в конструкции не предусмотрена нулевая клемма, то такой прибор предназначен только для работы в трехфазной сети, которая не имеет нулевого провода.

В случае не подключения нейтрального провода к нулевой клемме, устройство не будет работать, так как включится аварийный режим по причине обрыва нулевого провода.

Передняя панель оснащена регуляторами настройки. На ней находятся индикаторы, которые показывают работоспособность прибора.

Параметры трехфазной сети

Трехфазные реле контроля позволяют контролировать следующие параметры:

Последовательность фаз

Нарушение последовательности фаз при работе двигателя или неправильное подключение фаз до пуска приводит к изменению направления вращения подключенного оборудования. Генераторы, насосы или вентиляторы вращаются в неверном направлении, что приводит к неправильной работе оборудования. Своевременное обнаружение ошибок в чередовании фаз имеет большое значение, особенно для машин с вращающимися и движущимися частями.

Обрыв фазы

Обрыв фазы может привести к тому, что двигатели перестанут запускаться или будут забирать необходимый ток из других фаз. Такая ситуация приводит к неравномерным нагрузкам на обмотку двигателя и может вызвать его поломку.

Повышенное и пониженное напряжение

Повышенное напряжение приводит к нагреву подключенного оборудования. Если своевременно не обнаружить перенапряжение, оно может привести к разрушению оборудования.

Пониженное напряжение приводит к возникновению неопределенного состояния в работе оборудования. Если на катушку контактора подается пониженное напряжение, контакты могут неправильно работать при переключении.

Асимметрия

При несимметричном напряжении питания двигателя часть энергии двигателя превращается в реактивную мощность. Производительность падает; кроме того, двигатель подвергается повышенной тепловой нагрузке и может выйти из строя.

Обрыв нейтрального провода

В случае симметричной нагрузки в сети обрыв нейтрального провода не оказывает никакого влияния на сеть. При обрыве нейтрального провода в сети с ассиметричной нагрузкой в отдельных фазах возникают колебания напряжения, способные нанести значительный ущерб подключенному оборудованию.

Принцип работы

Принцип действия прибора заключается в самовозврате: реле отключается, когда срабатывает аварийный сигнал. При поступлении на механизм трехфазного напряжения, происходит проверка всех рабочих и контролируемых параметров.

Если при проверке все параметры оказались в норме, то включается встроенное электромагнитное реле. Если же контроль показал, что хотя бы один из параметров не соответствует норме, то механизм автоматически выключается. Затем после возвращения всех параметров в допустимую норму, устройство без задержек автоматически включается. Если же выключается не одна фаза, а две или три, то приспособление может отключиться без задержек.

Когда возникает какая-либо аварийная ситуация, нагрузка отключается устройством. Аварийные ситуации могут быть различные, например:

• пропала любая фаза;
• выход из дозволенных пределов уровня напряжения (симметричный или несимметричный);
• ошибочное подключение трехфазного питания, как результат – неправильное чередование.

Такой контроль с помощью подобной конструкции позволяет быстро и качественно защитить оборудование от опасных и аварийных режимов питания электрической сети, а также проконтролировать качество потребляемой электроэнергии.

Подключение к сети

Реле, монтируемые в распределительный электрощиток, устанавливаются на DIN-рейку через пускатель или контактор. Провода трёхфазной линии присоединяются к прибору через специальные клеммы. Фазы на клеммах, расположенных вверху, обозначаются буквами A, B, C, нулевой провод обозначается буквой N. Первая нижняя клемма подключается к одному выходу катушки контактора, ко второму подключается нулевой контур, третья соединяется с фазой, идущей в обход реле. Силовая часть подключается следующим образом:

• Подающие фазы соединяются с контактором через клеммы, маркированные буквой L.
• Провода, обеспечивающие нагрузку, присоединяются к выходным клеммам с буквой T.
• Нулевые контуры подключаются к специальной шине, находящейся в распределительном щите.

Соединение всех проводов и клемм должно быть очень плотным и без скруток. Для обеспечения плотного контакта лучше применить специальные наконечники.

После того как все провода будут присоединены, можно включать реле в сеть. При подаче напряжения на дисплее могут появиться разные сигналы:

• Цифры, мигающие красным цветом. Они свидетельствуют об отсутствии нагрузки.
• Прочерки. Сигнализируют о неправильном чередовании фаз или об отсутствии одной из них.
• Моргающий экран. Говорит о том, что подключение к сети произведено с ошибками.

При соблюдении всех требований монтажа, достаточном уровне напряжения и отсутствии большого перекоса фаз через 15 секунд после включения в реле произойдёт замыкание контакта, обеспечивающее питание катушки контактора. После этого напряжение будет поступать к потребителям.

Большинство моделей трехфазного реле оснащаются двумя кнопками, с помощью которых производятся нужные настройки прибора. Для установки верхнего предела отключения нужно воспользоваться кнопкой с треугольником, направленным вершиной вверх. Если нажать и зафиксировать её на несколько секунд, то на экране устройства появятся цифры, изменяя которые легко установить желаемые параметры отключения. Нижний предел устанавливается аналогично кнопкой с треугольником, направленным вниз.

Как подключить реле контроля?

Предлагаем вашему пошаговую инструкцию, как подключить реле. Чаще всего схема подсоединения контактов указана на обратной стороне корпуса реле. Здесь представлена строгая очередность каждого действия.

Подключать к внешнему и внутреннему питанию необходимо при помощи специальных проводников под зажимы. Под них проводят электрический провод площадь сечения которого составляет менее 2,5 мм

В процессе соединения важно соблюдать полярность фаз А,В,С.

Реле помогает зафиксировать разрыв между контактами электросети. Здесь оборудование замещает недостающую мощность. Схема соединения может состоять как из 3-х контактов с нулевой шиной, так и с 4 и проводным нулем. Для жилых помещений используют первый вид схемы.

На выходе присоединяют контакт, конец которого имеет обмотку. Она в свою очередь подсоединена к нулевой шине. Второй конец зафиксирован в области выхода одной из фаз устройства. При соединении необходимо соблюдать особую аккуратность.

Контакты можно подсоединить к напряжению, снятому с контроля на любую другую нагрузку. В основном это электродвигатели и проточные типы нагревателей. Благодаря этому удается компенсировать различие перепадов напряжения в процессе работы промышленного оборудования.

Порядок подключения

Разобраться с порядком подключения реле поможет предварительное ознакомление с особенностями его конструкции. Заметно облегчит этот процесс понимание принципа работы, а также умение настраивать прибор непосредственно перед запуском.

Конструктивные элементы

Конструкция реле контроля напряжения

Корпус реле рассчитан для установки на DIN рейку или на заранее подготовленную ровную поверхность. Вынесенный наружу разъем позволяет подключать его к электросети с помощью типовых зажимов, к которым подводятся медные жилы сечением до 2,5 мм2. На передней панели располагаются органы настройки, а также контрольная лампочка индикации включения прибора.

В рабочей схеме предусмотрены индикаторы аварийной ситуации и подключенной нагрузки, а также переключатели режима, регуляторы асимметрии и задержки по времени. Для подключения устройства используются три клеммы, имеющие обозначение L1, L2 и L3. Подобно автоматам защиты в них не предусмотрено подсоединение нулевого проводника (это справедливо не для всех моделей реле).

На корпусе устройства имеется еще одна контактная группа из 6-ти клемм, используемая для соединения с цепями управления. С этой целью в разводке силового оборудования предусматривается жгут, содержащий соответствующее количество проводов. Одна из контактных групп управляет цепью катушки магнитного пускателя, а вторая – коммутацией подключенного к линии оборудования.

Элементы настройки

Инструкция по подключению и настройке предполагает наличие различных схемных решений самого прибора. В простейших моделях на лицевую панель выводится не более одного или двух регуляторов. Этим они отличаются от образцов с расширенными настройками. В моделях с большим числом регулирующих элементов (их называют мультифункциональными) предусмотрен отдельный блок микропереключателей. Он располагается на печатной плате, размещенной прямо под корпусом прибора или в специальной скрытой нише.

Напоследок – защита при КЗ

Производители рекомендуют использовать специальные предохранители для твердотельных приборов:

• gR – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для защиты полупроводниковых элементов(более быстродействующие , чем gS)
• gS – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для защиты полупроводниковых элементов, при повышенной загрузке линии.
• aR – предохранители для всего диапазона рабочих токов, для защиты полупроводниковых элементов от короткого замыкания.

Такие предохранители стоят дорого (сравнимы со стоимостью самого твердотельного реле), поэтому в большинстве случаев можно использовать защитные автоматы класса В. Чем же они хороши и как они спасут наши твердотельные реле от выгорания при КЗ?

Напомню, в 99% везде встречаются автоматы класса С. Класс D ставят в качестве вводных рубильников и при больших пусковых токах (мощные двигатели, трансформаторы). А класс В – самый чувствительный, срабатывает раньше всех.

Кстати, гуру электрики и электропроводки, cs-cs.net, предлагает дома ставить автоматы только В класса. И некоторые производители – рекомендуют ставить В класс на электроплиты, водонагреватели – туда, где нет двигателей и пусковых токов.

Почему – поясню на графике.

Кривые отключения или токо-временные характеристики

Подробно про выбор защитного автомата рассказано в другой статье.

Но мы вернёмся к нашему трехфазному твердотельному реле Fotek TSR-40AA-H на 40А, про которое я писал выше. Чтобы его гарантированно защитить от КЗ, надо обязательно поставить вот такой автомат:

Автомат с характеристикой В6 (обведено красным)

Он мгновенно сработает при токе 20…30 Ампер и спасет твердотелку. А от перегруза надо будет поставить мотор-автомат на ток 4-6,3 А. И это всё будет питать двигатель на 2,2 кВт, лучше меньше. Либо ТЭН, тогда мотор-автомат не нужен.

Полезные файлы, возможно, написано информативнее, чем у меня:

• Твердотельные реле Фотек• Твердотельные реле – устройство и принцип работы

Технические характеристики

О некоторых технических характеристиках выше уже упоминалось. О них больше говорить не будем. Остальные же обозначим списком.

• Реле работает при частоте тока 45-65 Гц.
• При минимальном напряжении реле срабатывает через 12 секунд.
• Если произошел обрыв фазы, то отключение сети производится через 0,2 миллисекунды.
• То же самое можно сказать и об автоматическом включении.
• Номинальный перекос фаз (величина) – 60 вольт.
• выдерживает нагрузку не больше 3,0 ВА.
• Сила тока на контактах реле – 5 ампер.
• Может эксплуатироваться при температурах от минус 35С до плюс 55С.
• Вес – 200 грамм.
• Габариты: 35х92х58 мм.

Оклеечная гидроизоляция — обсудим все варианты

Интересные факты об Алексее

Для чего предназначено

Применение реле контроля фазового напряжения

Специальные контроллеры фаз востребованы в местах, где требуется часто подключаться к питающей сети и где важно соблюдать их чередование. В качестве примера обычно рассматривается ситуация, когда подключаемое оборудование постоянно переносится с одного места на другое. В этом случае вероятность перепутать фазы линейных напряжений очень велика

В этом случае вероятность перепутать фазы линейных напряжений очень велика.

В некоторых нагрузках неверное их чередование способно привести к неправильной работе устройства и последующей поломке. Любой агрегат, включенный в такую сеть длительное время, с большой вероятностью выйдет из строя. При эксплуатации такого прибора можно легко ошибиться с оценкой его состояния, считая, что устройство нуждается в ремонте.

Нейлер: гвоздезабивной пистолет, характеристики, размеры и виды

Достоинство и недостатки

Рассмотрим достоинства и недостатки на примере ЕЛ реле контроля фаз. Достоинствами такого реле считается в первую очередь ценовая доступность, в отличие от зарубежных аналогов. Также плюсом применения такого реле считается использование в качестве питания напряжения сети самой установки, где устанавливается реле. Зарубежные аналоги же требуют для своего питания отдельные источники, что усложняет схемы управления.

Отечественные реле контроля фаз рассчитаны на работу в сложных условиях, таких как метрополитен и металлургические предприятия. В трехфазной сети таких предприятий и установок возникают сильные искажения, при которых не справляются со своей ролью зарубежные аналоги. Диапазон рабочих температур отечественных реле доходит до -45 °С.

К недостаткам относят повышенное тепловыделение при работе отечественных моделей. В схемах с аналоговой обработкой сигналов ЕЛ реле контроля фаз часто работает со сбоями. Также к недостаткам данной модели можно отнести и устаревший дизайн корпуса, а также качество материала, применяемого при изготовлении.

Реле РКН-3-15-08

Прибор служит для следующих способов контроля:

• напряжения в фазах;
• «слипания» проводников;
• нарушения порядка чередования фаз;
• отклонения напряжения за пределы заданного диапазона.

Пороги срабатывания устанавливаются двумя потенциометрами. Индикация позволяет контролировать напряжение, ошибки сети и срабатывание встроенного электромагнитного реле. Условия эксплуатации – обычные.

Схема подключения трехфазного реле напряжения РКН-3-15-08 практически не отличается от приведенной ранее. Она только имеет более простую настройку. На это реле напряжения трехфазное цена чуть ниже, чем на РНПП-311. Она составляет около 1500 рублей. Разные модификации обоих типов могут значительно отличаться по стоимости, все зависит от функциональности.

Назначение и принцип работы реле контроля фаз

Реле для контроля напряжения фаз следует включать в схемы приборов, которые приходится часто переподключать к питающей трехфазной сети. К примеру, винтовой компрессор, не являющийся стационарным аппаратом, постоянно перемещают с одного места на другое, каждый раз подсоединяя его к линии заново. Если неправильно выполнить действия по его подключению, спутав при этом фазы, пяти секунд после запуска оборудования будет достаточно для того, чтобы произошла серьезная поломка.

Ремонт аппаратуры сопряжен с немалыми затратами, поэтому в таких устройствах контроль напряжения фаз просто необходим.

Есть и другие приборы, которые при неправильном соединении проводов не сгорают, а просто не включаются. В этом случае работники обычно приходят к выводу, что аппарат сломан, начинают его проверять – а прозвонка показывает, что все в порядке. И хорошо, если понимание того, что при подключении были просто перепутаны фазные жилы, придет быстро, иначе рабочее время будет потрачено впустую.

Что такое реле напряжения и как оно настраивается – на следующем видео:

Теперь поговорим о том, как работает реле контроля. Основная задача прибора заключается в защите электрических аппаратов от повреждения в результате воздействия некачественного напряжения

Это очень важно для дорогостоящего оборудования, поэтому электроприборы импортного производства устанавливаются только вместе с контрольным реле. Оно обеспечивает защиту аппаратуры при обрыве фаз, неправильном подсоединении, а также асимметричном напряжении

При соответствии фаз параметрам контрольного прибора релейные контакты включаются, пропуская через контактор в цепь трехфазное напряжение. Если ток хотя бы на одной фазной жиле отсутствует, напряжение в линию пропущено не будет

После восстановления питания на фазном проводе по истечении нескольких секунд произойдет автоматическое включение нагрузки. Итак, как можно убедиться, реле осуществляет автоматический контроль, отключая подачу напряжения в случае аварии и включая нагрузку после нормализации параметров электрической цепи.

Преимущества и недостатки реле контроля фаз российского производства

Многие считают, что при необходимости установки подобного оборудования лучше приобретать импортные модели. Однако здесь именно тот случай, когда можно вспомнить поговорку «где родился, там и пригодился». Конечно, оборудование «ЕЛ» не лишено недостатков, однако и достоинства таких устройств значительны. Попробуем разобраться с этим вопросом, перечислив плюсы и минусы реле «ЕЛ», перед зарубежными аналогами.

Зарубежный производитель изготавливает более аккуратные моделиФОТО: electroautomatica.ru

Достоинства:

• более низкая стоимость. Зарубежные аналоги имеют цену в 2 и более раз выше;
• некоторые из импортных реле требуют отдельного питания;
• диапазон рабочих температур устройств зарубежного производства редко переступает нижнюю границу в -25ºС, что для нашего климата явно недостаточно;
• импортные аналоги не выдерживают работу в тяжёлых условиях метрополитена или сталелитейных производств. Их работа в этих случаях становится нестабильной, что может привести к серьёзной аварии.

Недостатки:

• довольно большое выделение тепла при работе. Особенно это заметно при плотной установке в электрошкафах небольшого объёма;
• нестабильная работа устройств с аналоговой обработкой сигнала при слипании фаз;
• несовершенный, ещё времён Советов дизайн. Хотя некоторые производители уже стараются его улучшить или же переходят на использование корпусов зарубежного производства.

Устройство и модели реле контроля фаз

Zamel CKM-01

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 вживую:

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.

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Инструкцию от производителя можно будет скачать в конце статьи.

РНПП-311

РНПП-311Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз

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.

OMRON K8AB

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.

Carlo Gavazzi DPC01

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.

Цитаты

Транспортировка

Модификации

Существует достаточно широкая модельная линейка этого электронного устройства. И если марка РНПП 331М предназначается для трехфазной сети, то реле напряжения РН 113 для однофазной. Именно его сегодня часто используют электрики, собирая распределительный шкаф для частных домов и квартир, куда входит однофазная линия на 220 вольт.

Этот прибор предназначен для одного – разорвать питающую сеть при скачках напряжения. Конечно, на реле напряжения РН 113, как и на предыдущей модели, можно сделать настройки, выставив минимальный и максимальный показатель. Также здесь выставляется время, после которого устройство должно включиться автоматически при выравнивании до номинальной величины.

По отзывам многих специалистов реле напряжения РН 113 – один из лучших приборов данной модели, используемый в однофазных сетях. В эту же категорию можно отнести реле напряжения РН 111М и РН 116. Кстати, последний может устанавливаться под нагрузку до 3,5 кВт.

Подключить все виды реле несложно. На корпусе есть схемы, в которых разобраться будет не трудно.

Заключение

Примеры, рассмотренные выше, показывают целесообразность и важность контроля параметров в трехфазных сетях. При минимальных затратах обеспечивается безопасная работа оборудования, сохраняется процесс производства и предотвращаются поломки

Ключевые характеристики, которые компания АББ стремится придать всем реле контроля, — это простота в эксплуатации и универсальность. При своих небольших размерах многофункциональные реле имеют полный набор функций и при изменении параметров процесса реле можно с легкостью перенастроить, выбрав необходимую функцию.

Одним из таких устройств является многофункциональное реле CM-MPS. Это реле обеспечивает контроль всех параметров фаз: последовательности фаз, обрыва фаз, перепадов напряжения и асимметрии. Для питания этого реле не требуется дополнительных цепей, т.к. оно может осуществляться от контролируемой сети.

Также в номенклатуре реле компании АББ есть и более простые устройства, контролирующие только определенный параметр, что позволяет осуществлять экономичный контроль трехфазных сетей.