(реле контроля фаз)
Проблема защиты различного электрооборудования от «неправильного» напряжения питания существует, практически, везде, особенно когда речь идет о дорогостоящих аппаратах.
На территории России определены такие параметры качества электроэнергии сети: напряжение 220В±10%, частота 50Гц±1 Гц (2%), коэффициент нелинейных искажений <8% (длительно) и <12% (кратковременно).
Основные неполадки в электросети: полное исчезновение напряжения, длительные и кратковременные «просадки» и всплески напряжения, высоковольтные импульсные помехи, высокочастотные гармоники (шум), уход частоты.
При работе оборудования от однофазной сети 220В, 50Гц основные неполадки сводятся к понижению или превышению напряжения за допустимые значения, а также, наличие различных импульсных помех. Гораздо сложнее обстоит дело при работе оборудования от трёхфазного напряжения. Кроме понижения или повышения напряжения на фазах, существенную роль играет т.н. «перекос фаз» — случай, когда напряжения на фазах имеют разную величину. Большой «перекос фаз» приводит к перегреву обмоток двигателей или трансформаторов и выходу их из строя.
Один из наиболее частых случаев, — это обрыв одной фазы.
Некоторые типы трёхфазных электродвигателей в случае обрыва одной из фаз переходит в генераторный (тормозной) режим и генерируют на эту фазу т.н. напряжение рекуперации, близкое по фазе и амплитуде сетевому линейному напряжению. В этом режиме через обмотки электродвигателя будут протекать несимметричные токи опасных значений. Напряжение рекуперации может достигать 97% номинального значения. Если реле контроля фаз воспринимают это напряжение как «нормальную» фазу и не отключают питание двигателя, то электродвигатель выходит из строя.
Во многих случаях для нормальной работы оборудования требуется строго определённый порядок чередования фаз питающего напряжения. Иногда, в результате аварии в цепи питания, может возникнуть ситуация, когда все три фазы имеют напряжение 220В относительно «земли», но при этом две из них замкнуты между собой (т.н. «слипание» фаз). Работа оборудования при таком напряжении приведёт к выходу его из строя.
Для защиты оборудования от «неправильного» напряжения питания в мире выпускается большое количество различных реле контроля напряжения (реле контроля фаз). Например: TPW400VSN4X, TPF400S4X (ф. TeleControl), EFN PBN (ф. Entrelec) и др.
Стоимость таких реле составляет 70…250 USD, что часто, является препятствием для их применения. Большая часть этих реле требует для нормальной работы отдельного напряжения питания (т.н. напряжения «оперативного» питания) для питания самого реле, что усложняет схему их подключения. Некоторые типы реле питаются от фазного напряжения и нулевого провода или от двух фаз. При этом при аварии этих фаз нарушается диаграмма работы реле.
Среди серийно выпускаемых отечественных разработок можно выделить три наиболее популярных модели реле контроля трёхфазного напряжения: ЕЛ-11, ЕЛ-12 и ЕЛ-13. Цены на эти реле лежат в пределах 18…22 USD. К достоинствам этих реле можно отнести питание от измеряемого напряжения, причём одновременно от всех трёх фаз, без нуля. Не требуется напряжения оперативного питания. При аварии на любой из фаз диаграмма работы реле не нарушается.
Реле предназначены для контроля снижения напряжения, наличия и порядка чередования фаз в системах трёхфазного напряжения и могут использоваться в схемах автоматического управления и защиты от недопустимой асимметрии фазных напряжений и работы на двух фазах.
Реле имеют разные области применения:
- ЕЛ-11 — контроль выходного напряжения преобразователей или контроль напряжения питания различного электрооборудования.
- ЕЛ-12 – контроль перекоса фаз напряжения питания мощных асинхронных электродвигателей, работающих в нереверсивном режиме, реле допускают значительное (до 0,5UФ.НОМ. ) синфазное снижение напряжения на время разгона двигателя.
- ЕЛ-13 – то же самое, но для двигателей, работающих в реверсивном режиме (не реагируют на изменение порядка чередования фаз).
Отличие ЕЛ-11М-1, ЕЛ-12М-1, ЕЛ-13М-1 от аналогов:
- Контроль перенапряжения по любой фазе или по всем фазам сразу на уровне (1.3?0.1) Uф.ном.
- функция измерения изоляции обмотки электродвигателя (ЕЛ-12М-1). При использовании реле для защиты электродвигателя дополнительная клемма Y1 подключается непосредственно к любому выводу обмотки и
- Повышена надежность реле за счет уменьшения тепловыделения (уменьшена мощность потребления с 6ВА до 3ВА).
- при наличии сопротивления утечки на «землю» менее 500кОм реле не разрешит включить электродвигатель.
- Повышена стабильность и точность контроля напряжения: в отличие от аналогов, пороги срабатывания не зависят от напряжения питания в диапазоне допустимых напряжений.
- Введен контроль частоты питающего напряжения с автоматическим определением рабочего диапазона 50 ± 3 Гц или 60 ± 3 Гц.
- введена дополнительная светодиодная индикация: зелёный светодиод – питание включено и жёлтый – всё в норме, реле включено.
В настоящее время существуют новые модификации популярных реле серии ЕЛ: ЕЛ 11М-5, ЕЛ-12М-5, ЕЛ-13М-5, а также, специализированное релеЕЛ-12М-6, предназначенное для защиты компрессорного оборудования от неполадок в сети с задержкой повторного пуска до 6 минут.
Отличие реле ЕЛ-11М-5 от реле ЕЛ-11М других модификаций заключается в наличии дополнительной регулировки порога срабатывания реле по снижению напряжения от +10 до –40 % от номинального значения.
Отличие реле ЕЛ-12М-5 и ЕЛ-13М-5 от реле ЕЛ-12М и ЕЛ-13М других модификаций заключается в наличии дополнительной регулировки порога срабатывания реле при разбалансе фаз от +5 до –40 % от номинального значения.
Защита однофазного оборудования:
«Реле контроля однофазного напряжения»
«Сетевая защита JackGuard»