Fasövervakningsrelä: funktionsprincip, typer, märkning + hur man ställer in och ansluter

Resultatet av en teknisk situation där motorns statorlindningar förbrukar mer ström än de inställda parametriska värdena är överflödig värme. Denna faktor leder till försämrad motorisolering. Utrustningen går sönder.

Reaktionstiden för termiska överbelastningsreläer är oftast otillräcklig för att ge effektivt skydd mot överflödig värme som orsakas av hög ström. I sådana fall är fasövervakningsreläet det enda effektiva skyddsanordningen.

Allmän information om enheten

Funktionaliteten hos elektriska apparater av denna typ är betydligt bredare än bara skydd mot överhettning och kortslutning.

I praktiken har man noterat effektiva egenskaper hos reläer för val av överbelastade faser, som i slutändan ger ett omfattande skydd.

En av de många konstruktionslösningarna vid tillverkning av fasreläer. Men trots variationen i höljen och kretskonfigurationer är enheternas funktionalitet densamma.

Tack vare enheter för fasövervakning uppnås följande fördelar:

• ökad livslängd för motorn;
• minskat behov av dyra reparationer eller motorbyte;
• minskad stilleståndstid på grund av motorfel;
• minskad risk för elektriska stötar.

Dessutom ger anordningen ett pålitligt skydd mot brand och kortslutning i motorlindningarna.

Typisk utförande av skyddsreläer

Det finns två huvudtyper av skyddsapparater avsedda för användning i trefassystem – strömmätningsreläer och spänningsmätningsreläer.

Fördelar med att använda enheterna

Den överlägsna sidan hos strömskyddsreläer jämfört med spänningsövervakningsreläer är uppenbar. Denna typ av apparater fungerar oberoende av påverkan från EMF (elektromotorisk kraft), som alltid åtföljer fasfel vid motoröverbelastning.

Dessutom kan enheter som arbetar enligt principen för strömmätning upptäcka onormalt motorbeteende. Övervakning är möjlig antingen på linjesidan i grenkretsen eller på lastsidan där reläet är installerat.

Så här ser en av modellerna av spänningsövervakningsrelä ut. Liknande enheter kan användas inte bara för industriella behov utan även för privata hushåll.

Instrument som övervakar processen genom spänningsmätning begränsas till att upptäcka onormala driftsförhållanden endast på den sida av ledningen där enheten är ansluten.

Men spänningskänsliga anordningar har också en viktig fördel. Den består i att sådana instrument kan upptäcka onormala tillstånd oavsett motorns tillstånd.

Till exempel upptäcker en relätyp som är känslig för strömförändringar onormala faser endast under motorns drift. Men en spänningsmätningsenhet ger skydd omedelbart innan motorn startas.

Bland fördelarna med spänningsmätningsapparater finns även enkel installation och lägre pris.

Denna typ av skyddsapparater:

• behöver inga extra strömtransformatorer;
• används oavsett systemets belastning.

Och för dess drift krävs endast att spänningen ansluts.

Detektering av fasfel

Ett fasavbrott kan mycket väl inträffa på grund av en säkringsdefekt i någon del av eldistributionssystemet. Ett mekaniskt fel i kopplingsutrustningen eller ett avbrott i en av kraftledningarna kan också orsaka fasavbrott.

Skydd av elmotorn organiserat via ett övervakningsrelä. Denna metod gör det möjligt att använda motorer mer effektivt utan risk för snabba haverier.

En trefasmotor som arbetar på en fas drar den nödvändiga strömmen från de återstående två ledningarna. Ett försök att starta den i enfasläge kommer att leda till rotorlåsning och motorn startar inte.

Reaktionstiden per enhet termisk överbelastning kan vara för lång för att ge effektivt skydd mot överhettning. Om inget termiskt relä är installerat för att skydda mot detta, så när ett fel uppstår på grund av överhettning som uppstår i motorlindningarna.

Skyddet av en trefasmotor mot fasavbrottsfaktor är komplicerat på grund av att en obelastad trefasmotor som arbetar på en av tre faser genererar en spänning som kallas regenererad (mot-EMK).

Den bildas inuti den brutna lindningen och är praktiskt taget lika stor som den förlorade matningsspänningen. Därför ger spänningsmätningsreläer som endast övervakar dess storlek inte fullständigt skydd mot fasavbrottsfaktorn i sådana situationer.

Kopplingsschema för en fas- och spänningsövervakningsenhet i styrkretsen för en trefasmotor. Detta är ett klassiskt kretsschema som används allmänt i praktiken.

En högre skyddsgrad kan uppnås med en anordning som kan detektera fasvinkelförskjutning, vilket vanligtvis följer med ett fasfel. Under normala förhållanden är trefasspänningen 120 grader fasförskjuten i förhållande till varandra. Ett fel leder till en vinkelförskjutning från det normala 120-gradersvärdet.

Identifiering av fasomkastning

Fasomkastning kan inträffa:

1. Underhåll utförs på motorutrustning.
2. Ändringar har gjorts i eldistributionssystemet.
3. När återställning av ström leder till en annan fasföljd än den som fanns före strömavbrottet.

Detektering av fasomkastning är viktigt om en motor som går i fel riktning kan skada den drivna mekanismen eller, ännu värre, orsaka fysisk skada på underhållspersonal.

Förutom allt annat är användningen av skyddsreläer till för att säkerställa arbetspersonalens säkerhet: 1 – avbruten fas; 2 – stegspänning

Regler för drift av elnät kräver användning av skydd mot möjlig fasomkastning på all utrustning, inklusive transportmedel för personal (rulltrappor, hissar etc.).

Detektering av spänningsobalans

Obalans uppträder vanligtvis om de ingående fasspänningarna från elbolaget har olika nivåer. Obalans kan förekomma när enfaslaster som belysning, eluttag, enfasmotorer och annan utrustning ansluts på enskilda faser och inte fördelas på ett balanserat sätt.

I något av dessa fall uppstår en strömobalans i systemet, vilket minskar effektiviteten och förkortar motorns livslängd.

Obalanserad eller otillräcklig spänning som appliceras på en trefasmotor leder till en strömobalans i statorlindningarna som motsvarar en multipel av obalansen i fasspänningarna. Detta leder i sin tur till ökad värme, vilket är den främsta orsaken till snabb isolationsnedbrytning i motorn.

En uppbränd statorlindning i en motor – kan man säga är ett vanligt fenomen där man inte har infört reläskydd i styrkretsen.

Utifrån alla beskrivna tekniska och teknologiska faktorer blir det uppenbart hur viktigt det är att använda denna typ av relä, inte bara för elektriska motorer utan även för generatorer, transformatorer och annan elektrisk utrustning.

Hur ansluter man en kontrollenhet?

Konstruktionen av reläer som utför fasövervakning har, trots det breda sortimentet av produkter, en enhetlig kapsling.

Produktens konstruktionselement

Klämskenor för anslutning av elektriska ledare är vanligtvis placerade på fronten av höljet, vilket är bekvämt för monteringsarbete.

Själva enheten är avsedd för montering på en DIN-skena eller helt enkelt på en plan yta. Gränssnittet på klämman är vanligtvis en standard pålitlig klämma för infästning av koppar- (aluminium-) ledare med tvärsnitt upp till 2,5 mm².

Enhetens frontpanel innehåller justeringsreglage samt kontrollampor. De senare visar närvaron/frånvaron av matningsspänning samt ställdonets status.

Bland potentiometerns justeringselement kan det finnas en larmindikator, indikator för ansluten last, lägesväljarpotentiometer, asymmetrijustering, spänningsfallsregulator, tidsfördröjningspotentiometer

Treflsspänning ansluts till enhetens arbetsklämmor, märkta med motsvarande tekniska symboler (L1, L2, L3). Montering av nolledare är vanligtvis inte avsedd på sådana enheter, men detta beror specifikt på reläets utförande — modelltypen.

För anslutning till styrkretsar används en andra interfacegrupp, som vanligtvis består av minst 6 arbetsklämmor. Ett par av reläets kontakter kopplar magnetstartarens spoleslinga, och det andra paret styr elutrustningens krets.

Allt är ganska enkelt. Men varje enskild relämodell kan ha sina egna anslutningsspecifikationer. Därför bör du vid praktisk användning av enheten alltid följa medföljande dokumentation.

Steg för inställning av anordningen

Återigen, beroende på utförande kan produktens konstruktion utrustas med olika kretstyper för justering och reglering. Det finns enkla modeller som innebär att en eller två potentiometrar förs ut på kontrollpanelen. Och det finns enheter med utökade justeringselement.

Justeringselement med mikroströmbrytare: 1 – block med mikroströmbrytare; 2, 3, 4 – alternativ för inställning av driftsspänningar; 5, 6, 7, 8 – alternativ för inställning av asymmetri/symmetri-funktioner

Bland sådana utökade justeringselement finns ofta blockmikroströmbrytare, placerade direkt på kretskortet under enhetens hölje eller i en speciell öppningsbar nisch. Genom att ställa var och en i en viss position skapas den önskade konfigurationen.

Justeringen består vanligtvis av att ställa in skyddsvärdena genom att vrida på potentiometrar eller placera mikroströmbrytare. Till exempel, för att övervaka kontakternas tillstånd sätts känslighetsnivån för spänningsskillnaden (ΔU) vanligtvis till 0,5 V.

Om det är nödvändigt att övervaka belastningens matningsledningar, ställs känslighetsregulatorn för spänningsskillnaden (ΔU) in på ett sådant gränsläge där övergångspunkten från arbetssignal till larmsignal markeras med ett litet tolerans mot det nominella värdet.

Som regel beskriver den medföljande dokumentationen alla nyanser av instrumentinställningarna på ett lättförståeligt sätt.

Märkning av fasövervakningsenheten

Instrument av klassiskt utförande markeras enkelt. En alfanumerisk sekvens appliceras på fram- eller sidopanelen på höljet, eller så antecknas beteckningen i databladet.

Ett exempel på märkning av en populär inhemsk enhet. Beteckningen är placerad på frontpanelen, men det finns även varianter med placering på sidorna.

En rysktillverkad enhet för anslutning utan neutralledare märks:

EL-13M-15 AC400V

där: EL-13M-15 – serienamn, AC400V – tillåten växelspänning.

Prover av importerade produkter har en något annorlunda märkning.

Till exempel är ett relä i serien «PAHA» märkt med följande förkortning:

PAHA B400 A A 3 C

Ungefärlig tolkning:

1. PAHA – serienamn.
2. B400 – standardspänning 400 V eller ansluten från transformator.
3. A – justering med potentiometrar och mikrobrytare.
4. A (E) – höljestyp för montering på DIN-skena eller i specialkontakt.
5. 3 – höljesstorlek 35 mm.
6. C – slut på kodmärkningen.

På vissa modeller kan ytterligare ett värde läggas till före punkt 2. Till exempel «400-1» eller «400-2», medan resten av ordningen inte ändras.

Så här märks fasövervakningsenheter som har ett extra gränssnitt för extern strömförsörjning. I det första fallet är matningsspänningen 10-100 V, i det andra 100-1000 V.

Om funktionsprincipen, konstruktionsegenskaperna och syftet med lastbrytaren informeras du av följande artikel, som vi starkt rekommenderar att läsa.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videoklippet ägnas åt beskrivning och översikt av en specifik produkt från företaget EKF. Men i princip alla tillverkade fasövervakningsenheter fungerar på samma sätt:

Trots det stora utbudet av instrument på marknaden är det svårt att fastställa någon standard för märkning. Om utländska tillverkare märker enligt vissa normer, så gör inhemska enligt andra. Icke desto mindre finns det alltid möjlighet att vända sig till referensdata om en exakt tolkning av specifikationerna behövs.

Vill du dela med dig av din egen erfarenhet av att välja och installera spänningsrelä avsett för fasövervakning? Har du användbar information som kan vara till nytta för webbplatsens besökare? Skriv gärna kommentarer i blocket nedan, publicera bilder om ämnet och ställ frågor.