Как выбрать реле контроля напряжения для защиты электрооборудования на производстве, офисе, в квартире или коттедже
Случай из жизни. На нефтеперекачивающей станции во время работы произошёл кратковременный провал напряжения, всего на несколько миллисекунд. Оборудование на станции включается пускателями разной величины управляемых современным микроконтроллером. Во время кратковременного провала напряжения часть из них успела отключиться, а остальные остались включёнными. Штатное реле контроля напряжения не успело отработать, т.к. предназначено для контроля длительных аварийных ситуаций. В результате, управляющий контроллер не получил информации о провале и “не предпринял никаких действий” по перезапуску оборудования. Создалась аварийная ситуация.
Другой случай. В посёлке ночью случилась авария на подстанции, от которого питается часть посёлка. Напряжение в розетках вместо положенных 220В подскочило до четырёхсот с лишним вольт. В результате почти у половины жителей сгорели холодильники, не говоря уже о перегоревших лампочках.
Третий случай. На одном из городских рынков в мясном ларьке сгорел промышленный холодильник. Выяснилось – ветром оборвало провод одной из фаз. Четвертый случай. Часто, особенно в зимнее время, в жилых многоэтажных домах при отгорании нулевого провода, в части квартир подъезда напряжение резко повышается, а в других квартирах этого подъезда понижается, в результате этого выход бытовой техники гарантирован.
Подобных примеров можно привести много, но что необходимо предпринять, чтобы избежать этого? Рассмотрим несколько случаев:
-
Контроль трёхфазной сети 380В в ГРЩ и системах АВР
|
Для контроля входного трёхфазного напряжения лучше всего использовать устройства, позволяющие не только обнаружить обрыв фазы или неправильный порядок их чередования, но и позволяющие задать границы допустимого напряжения с достаточной точностью. Для сетей с глухо заземлённой нейтралью этим требованиям отвечает реле РКН-3-14-08, РКН-3-19-15. Оно позволяет задать порог срабатывания на снижение до –30% и на перенапряжение до +30%. Для сетей с изолированной нейтралью можно применить реле РКФ-М06-11-15. Оно имеет фиксированный порог срабатывания при перенапряжении в сети +30% и плавно регулируемый порог отключения при снижении напряжения до -20%. |
|
- Оборудование на объекте включается пускателями разной величины
В тех случаях, когда оборудование на объекте включается пускателями разной величины, появляется опасность появления аварийной ситуации при кратковременном провале напряжения питания по одной, двум или трём фазам.
Пускатели разной величины имеют разное время удержания контактов при отключении питания. В зависимости от типа и размера пускателя эти времена лежат в пределах от 10 до 200 миллисекунд. При коротких провалах малогабаритные пускатели успевают отключить нагрузку, а большие – нет. Создаётся аварийная ситуация.
Для исключения подобной ситуации рекомендуется использовать реле коротких провалов типа РКФ-М04-1-15. При обнаружении короткого провала напряжения по любой фазе длительностью более 10мс реле отключается, тем самым, давая сигнал на перезапуск системы.
Для однофазных систем выпускается реле коротких провалов с аналогичными функциями типа РКН-1-3-15.
- Защита мощного асинхронного электродвигателя работающего в нереверсивном режиме
|
Для защиты мощного трёхфазного электродвигателя работающего в нереверсивном режиме контроль чередования фаз, как правило, нужен обязательно. Контроль обрыва фаз нужен обязательно. Контроль симметричного снижения напряжения, не нужен, т.к. во время пуска возможен провал напряжения всех трёх фаз на время разгона двигателя вплоть до половины номинального значения напряжения питания. Контролировать асимметрию фаз, нужно, причём с регулировкой в широком пределе. Во первых, при большой асимметрии фаз двигатель перегревается и может выйти из строя, во вторых, при обрыве одной из фаз некоторые типы двигателей генерируют напряжение (т.н. напряжение рекуперации) на оборванную фазу по амплитуде достигающей 95% от напряжения на других фазах. В этом случае необходимо применить реле контролирующее чередование фаз, допускающее большое синфазное снижение напряжение на фазах и контролирующее асимметрию фаз с плавной регулировкой допустимой асимметрии в пределах 5-25%. Это реле позволит остановить двигатель при обрыве фазы и наличии большого напряжения рекуперации и, при этом, не будет реагировать на симметричное проседание напряжения при включении двигателя. Этим требованиям отвечает реле РКФ-М06-12-15(08). Один из вариантов схемы подключения реле показан на рисунке 2.
Внимание - реле ЕЛ-12М-15(08) и ЕЛ-13М-15(08) производства ООО Меандр, а также ЕЛ-12 и ЕЛ-13 других производителей не имеют плавной регулировки разбаланса фаз. У них фиксированный уровень допустимого разбаланса фаз около 30%, что не позволит остановить двигатель при оборванной фазе и наличии напряжения рекуперации более 70%. |
|
- Защита мощного асинхронного электродвигателя работающего в реверсивном режиме
Для защиты электродвигателя работающего в реверсивном режиме контроль чередования фаз не нужен. Остальные требования те же самые. Этим требованиям отвечает реле РКФ-М06-13М-08. Регулятор времени реакции позволяет, также как у РКФ-М06-11-15(08) и РКФ-М06-12М-15(08), установить желаемое значение от 0.1 до 10 секунд во избежание ложных срабатываний при наличии кратковременных возмущений в сети.
- Защита от падения груза и стрелы на подъёмных кранах при обрыве одной или двух фаз питающей сети
В соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов» эти механизмы должны быть оснащены устройствами контроля, обеспечивающими включение режима торможения при аварии питающей сети. Этим требованиям отвечает реле ЕЛ-13М-15(08). В отличие от других модификаций этого реле, оно выпускается в двух модификациях: - ЕЛ-13М-15(08) имеет фиксированное время срабатывания 0.15с и ЕЛ-13М-1-08 - 0.5с. Реле со временем срабатывания 0.5с применяется на кранах, где возможно кратковременное пропадание питающего напряжения при переходе токосъёмника с одного троллея на другой для исключения ложных срабатываний
ВНИМАНИЕ - Реле ЕЛ11 и ЕЛ12 старых разработок (аналоговые схемы) имеют очень существенный недостаток. При подаче заведомо «неправильного» напряжения (с оборванной фазой, неправильном порядке чередования фаз, «слипании» фаз) реле включаются на установленное время реакции, показывая, что всё в порядке. Реле ЕЛ11 при слипании фаз остаётся включённым - всё в порядке. Трагический случай из жизни: - Дерево упало на ЛЭП и оборвало два провода. Провода упали на землю друг на друга, произошло т.н. «слипание» фаз. Автоматика не отключила напряжение, линия остались под током и, как результат, трагический несчастный случай. В качестве защитного реле было применено реле ЕЛ11. При разборе причины неотключения линии при аварии был обнаружен этот недостаток. При проверке нескольких аналогичных реле разных производителей реле этот дефект подтвердился у всех, имеющихся в наличии реле, кроме реле ЕЛ11М и ЕЛ12М.
При разработке реле, мы учли недостатки прототипов. Ни одно из наших реле не имеет этих недостатков.
-
Питание от однофазной сети 220В квартиры, загородного дома и пр.
При аварийных ситуациях в электросети жилых домов, квартир, учреждений вместо 220 вольт может случиться сильно пониженное напряжение от нормы (50-180 В) или сильно повышенное напряжение от нормы (260-380 В). |
 |
Явление перенапряжения в основном связано с обрывом общих питающих нулевых проводников, когда питающее напряжение делится между потребителями неравномерно.
Обрыв нулевых проводников может произойти: при перегрузке электрической сети (с каждым годом энергоёмкость жилья неуклонно возрастает); при неблагоприятных погодных условиях, там, где питание
сделано воздушной линией (ветер, упавшее дерево – основная причина обрыва проводов); при коротких замыканиях в электрической сети; при плохом контакте в местах соединения нулевых проводников; при старой, ветхой электропроводке внутридомовой сети.
|
|
При питании от однофазной сети 220В, самый простой способ избежать неприятностей, связанных со скачками напряжения, установить сразу после электросчётчика реле контроля напряжения, например типа РКН-1-1-15 и пускатель с катушкой на переменное напряжение 220В и с рабочим током контактов достаточным для питания всех электропотребителей. (см. рис. 3 и таблицу). На реле нужно установить пороги срабатывания и время задержки. Так если защищаемое оборудование имеет допуск по напряжению питания 220В +10%/-20%, то на реле соответственно устанавливаете эти пороги. |
Время срабатывания можно установить максимальным—10 секунд. При любой перегрузке за это время оборудование не успеет выйти из строя. При выходе напряжения за установленные пределы на время более 10 секунд - реле отключит пускатель. При восстановлении напряжения сети до допустимого значения реле автоматически включит пускатель. Само реле может длительное время находится под напряжением, вплоть до 400В без повреждений, но даже если оно не выдержит перенапряжения и сгорит - всё электрооборудование останется в целости и сохранности.
С июня месяца 2008г. ООО МЕАНДР начал выпуск устройство защиты для квартир УЗМ-40, УЗМ-30, оно не требует установки дополнительно контактора.
А что будет, если параметры сети восстановятся через несколько секунд? - ничего страшного, реле включит пускатель и в доме снова будет свет. Но хорошо ли это? В каждом доме есть холодильник, а то и кондиционер. В инструкции по эксплуатации на эти приборы обязательно есть такое замечание - повторное включение не ранее чем через …. минут (обычно 5-10). Эти приборы могут выйти из строя при быстром повторном включении. В этом случае лучше использовать реле контроля с блокировкой повторного включения, например РКН-1-2-15. Независимо от того, на сколько времени параметры сети вышли за допустимые пределы, включение реле произойдёт только через 6 минут после их нормализации.
-
Питание от трёхфазной сети 380В коттеджа, загородного дома и пр.
|
|
При питании от трёхфазной сети 380В, рекомендуется установить сразу после электросчётчика реле контроля напряжения, например типа РКН-3-14-08, РКН-3-19-15 и пускатель с катушкой на переменное напряжение 220В и с рабочим током контактов достаточным для питания всех электропотребителей (см. рис. 1). На реле устанавливаете пороги срабатывания и время задержки, как в предыдущем случае. При выходе напряжения за установленные пределы на время более установленного значения реле отключит пускатель и, тем самым отключит все потребители электроэнергии от сети. При восстановлении напряжения сети до допустимого значения реле автоматически включит пускатель. |
Главный конструктор ООО «Меандр»
Васин Е.Н.
vasin@meandr.ru
Русский
