На каких фазах устанавливается реле защиты от перегрузки

Устройства релейной защиты и автоматики и их эксплуатация — Защита трансформаторов от перегрузки

Размещение защит от перегрузки автотрансформатора

Перегрузка Т и АТ обычно бывает симметричной. Поэтому РЗ от перегрузки выполняется с помощью максимальной токовой защиты, включенной на ток одной фазы. Защита действует с выдержкой времени, большей выдержек времени защит от КЗ, обычно на сигнал. Ток срабатывания РЗ от перегрузки выбирается из условия возврата токового реле при номинальном токе Т.
На двухобмоточных Т защита от перегрузки устанавливается со стороны основного питания. На трехобмоточных Т при двустороннем питании — со стороны основного питания и со стороны, где обмотка отсутствует, при трехстороннем питании — со всех трех сторон.
На подстанциях без дежурного персонала РЗ от перегрузок выполняется трехступенчатой; первая — работает при малых перегрузках и действует на сигнал, передаваемый на пункт управления; вторая — при больших перегрузках действует на отключение части потребителей, разгружая Т до допустимого значения; третья — действует на отключение Т, если вторая ступень не осуществляет разгрузки.
Перегрузки Т энергоблоков могут возникнуть только при перегрузках генераторов, и их появление выявляется защитой генераторов.
На АТ с трехсторонним питанием (рис. 29) защита от перегрузки устанавливается со стороны основного питания КА1, со стороны высшего напряжения КА2 и со стороны выводов обмотки АТ к нейтрали КА3 для контроля за перегрузкой общей части обмотки. Кроме того, на повышающих АТ с трехсторонним питанием устанавливается защита от перегрузки стороны среднего напряжения КА4 в режиме, когда в обмотке низшего напряжения нет тока.

Рис. 29. Размещение защит от перегрузки автотрансформатора с трехсторонним питанием: а — цепи переменного тока; б — оперативные цепи

На понижающих АТ при питании со стороны ВН защита от перегрузки устанавливается на сторонах ВН и НН. На АТ, имеющих питание и со стороны СН, защита устанавливается и на нейтрали. На энергоблоках генератор — -трехобмоточный Т или АТ устанавливаются две или три МТЗ от перегрузки на сторонах разного напряжения. На таких блоках предусматривается дополнительная МТЗ для селективного отключения выключателей при внешнем симметричном КЗ на стороне ВН или СН.
В связи с тем, что даже при значительных перегрузках не требуется быстрого отключения АТ, достаточно действия защиты на сигнал.

Тепловое реле: устройство, принцип работы, виды и особенности выбора

Тепловое реле

Долговечность оборудования во многом зависит от перегрузок, которым оно подвергается в процессе эксплуатации. Протекание токов, превышающих номинальные, вызывает дополнительное повышение температуры и преждевременное старение изоляции. Чем выше перегрузки, тем реже они допустимы. Тепловые реле – это специальные устройства, которые отключают потребляющее электроэнергию оборудование при перегрузках. Они предотвращают поломку электромоторов из-за превышения нагрузки по показателям рабочего тока. Любой двигатель имеет свой номинальный рабочий ток, длительное критическое превышение которого вызывает перегрев обмоток силовой установки, разрушает изоляционный слой и приводит к выходу из строя электромотора в целом.

Тепловое реле: схема 1 Тепловое реле: схема 2

Конструкция и принцип работы реле тепловой защиты

В основе работы тепловых реле лежит закон физики, сформулированный учеными Джоулем и Ленцем еще в 19 веке и определяющий зависимость выделенного тепла от силы тока на конкретных участках электрической цепи. В составе конструкции устройств этого типа предусмотрена спираль – излучатель тепла. Рядом с ней установлена биметаллическая пластина, которая реагирует на излучаемое тепло.

Для изготовления термопластин используют два металлических сплава с различной теплопроводностью, которые во время нагревания/охлаждения меняют свою геометрию. Это свойство биметаллических элементов и лежит в основе работы реле тепловой защиты. Увеличение либо уменьшение тока нагрузки приводит к изменению пространственного расположения и механическому воздействию на толкатель, который размыкает или замыкает контактную группу прибора, подключенную к обмоткам магнитного пускателя (МП). Пускатель мотора срабатывает и отключает нагрузки от электросети.

Стандартная конструкция теплового реле предусматривает:

нагревательный элемент;
рычаг;
контакты с пружиной;
кнопку «возврат»;
толкатель реле;
штангу расцепителя;
биметаллическую пластину температурного компенсатора;
движок уставки;
эксцентрик.

На работу реле тепловой защиты с биметаллическими пластинами воздействует температура окружающего воздуха, которая дополнительно нагревает рабочие элементы конструкции прибора. Чтобы исключить это явление, устройства оснащаются компенсирующими биметаллическими пластинами, которые изгибаются в противоположную сторону по отношению к основным элементам.

Компенсатор регулирует ток срабатывания устройства. Для регулировки применяются эксцентрики с разделенной на две части шкалой. При повороте ручки компенсатора влево значение тока срабатывания уменьшается, а при повороте вправо – увеличивается. Значения тока срабатывания реле регулируют увеличением/уменьшением зазора между толкателем и главной пластиной, за счет действия эксцентрика на дополнительную биметаллическую пластину.

Важно! В случае обрыва либо отключения одной из фаз питания в трехфазной сети, токи нагрузки в оставшихся двух фазах увеличиваются, в результате чего срабатывает тепловое реле. Поэтому расцепитель является основной защитой электродвигателей от работы в аварийных ситуациях при оборванной фазе.

реле РТЛ реле РТТ реле ТРН реле РТП

Виды реле защиты от тепловых перегрузок

На рынке электротехнического оборудования представлен большой выбор модулей тепловой защиты для электрических силовых агрегатов. Каждый тип устройства подбирается для конкретной ситуации и определенного типа силовых установок.

Основные разновидности тепловых реле:

РТЛ . Серия электромеханических приборов, которые обеспечивают надежную тепловую защиту трехфазных электродвигателей и других силовых установок от критической перегрузки по токам потребления. Помимо этого, реле этого типа защищают электроустановки при нарушении баланса питающих фаз, отсрочке по времени пуска устройств, а также при наличии механических проблем с ротором: заклинивании вала и других неисправностей. Прибор монтируют на контактах ПМЛ (пускателя магнитного) или в качестве самостоятельного элемента с клеммником КРЛ.
РТТ. Трехфазные устройства, предназначенные для защиты электродвигателей с короткозамкнутым ротором от токовой перегрузки, перекоса между питающими фазами и в случае механических повреждениях ротора, а также от задержки пускового момента. РТТ имеют два варианта установки: как самостоятельное реле на панели или совместно с магнитными пускателями типа ПМЕ и ПМА.
РТИ. Трехфазная разновидность теплового реле, которое защищает электродвигатель от тепловых повреждений обмотки в случае критического превышения значений тока потребления, от асимметрии питающих фаз, задержки пускового момента и в случае механических повреждений движущихся частей ротора. Реле устанавливается на магнитные контакторы КМТ или КМИ.
ТРН. Двухфазные устройства электротепловой защиты электрических двигателей, обеспечивающие контроль продолжительности пуска и тока в нормальных рабочих режимах. Контакты возвращаются в исходное состояние после аварийного срабатывания только вручную. Работа теплового устройства абсолютно не зависит от температуры окружающей среды, что актуально для применения в условиях горячих производств и жаркого климата.
РТК. Тепловые реле, с помощью которых можно контролировать лишь один параметр – температуру металлического корпуса электрических установок. Для этого используются специальные щупы. Если критические значения температуры превышают заданные, реле типа РТК отключает установку от линии питания.
Твердотельные . Вид тепловых реле, в конструкции которых отсутствуют какие-либо подвижные элементы. Работа устройства не зависит от температуры окружающей среды и других характеристик воздуха, что актуально для взрывоопасных цехов и производств химической промышленности. Твердотельные тепловые реле позволяют контролировать длительность разгона электромоторов, оптимальные токи нагрузки, обрывы фазных проводов и заклинивание ротора.
РТЭ. Защитные тепловые реле, которые по своему принципу работы напоминают плавкие предохранители. Устройства изготовлены из металлического сплава с низкой температурой плавления. Материал плавится при критической температуре и разрывает цепь, питающую оборудование. Устройства типа РТЭ монтируются непосредственно в корпусы электросиловых установок на штатное место.

Все перечисленные выше разновидности тепловых реле служат для одной цели – они защищают электродвигатели и другие силовые электроустановки от токовых перегрузок, при которых увеличивается температура рабочих частей агрегатов до критических и субкритических значений.

Технические характеристики тепловых реле:
Номинальное напряжение переменного тока, В				660
Частота переменного тока, Гц				50 (60)
Время срабатывания при токе 1,2 Iном, мин				20
Время ручного возврата, мин, не менее				1,5
Время срабатывания при нагрузке 6-кратным Iном, с		РТЛ-1000		4,5 . 9,0
Время срабатывания при нагрузке 6-кратным Iном, с		РТЛ-2000		4,5 . 12,0
Термическая стойкость реле, с, при нагрузке 18-кратным Iном на ток:		до 10А		0,5
		свыше 10А		1,0
Тип реле	Диапазон регулирова-ния номинального тока несрабатывания, А	Мощность, потребляемая одним полюсом реле, Вт	Тип реле	Диапазон регулирова-ния номинального тока несрабатывания, А	Мощность, потребляемая одним полюсом реле, Вт
Номинальный ток 25А
РТЛ-1001	0,10 . 0,17	2,05	РТЛ-1008	2,40 . 4,00	1,87
РТЛ-1002	0,16 . 0,26	2,03	РТЛ-1010	3,80 . 6,00	1,84
РТЛ-1003	0,24 . 0,40	1,97	РТЛ-1012	5,50 . 8,00	1,68
РТЛ-1004	0,38 . 0,65	1,99	РТЛ-1014	7,00 . 10,0	1,75
РТЛ-1005	0,61 . 1,00	1,8	РТЛ-1016	9,50 . 14,0	2,5
РТЛ-1006	0,95 . 1,6	1,8	РТЛ-1021	13,0 . 19,0	2,75
РТЛ-1007	1,50 . 2,60	1,8	РТЛ-1022	18,0 . 25,0	2,8
Номинальный ток 80А
РТЛ-2053	23 . 32	2,43	РТЛ-2059	47 . 64	3,69
РТЛ-2055	30 . 41	3,03	РТЛ-2061	54 . 74	4,38
РТЛ-2057	38 . 52	3,3	РТЛ-2063	63 . 86	5,62

Как выбрать устройство тепловой защиты

Для правильного выбора подходящей модели теплового реле следует учитывать мощность защищаемого электромотора. Основными параметрами защитных устройств являются:

Номинальный ток, при котором тепловое реле не срабатывает. Его превышение не вызывает незамедлительного отключения цепи. К примеру, если значение больше номинального на 20 %, то тепловое реле сработает примерно через 20-30 минут.
Номинальное напряжение. Как правило, бытовые модели тепловых реле устанавливаются в однофазных сетях переменного тока (220 вольт и 50 Гц), однако существуют и трехфазные модели для промышленных предприятий.
Условия эксплуатации. Категория размещения тепловых реле определяется согласно требованиям ГОСТ 15150. В стандарте описаны допустимые значения температуры и уровень влажности, а также устойчивость приборов к вибрации, ударным нагрузкам, контакту со взрывоопасными газами.
Предел срабатывания теплового реле.
Тип и количество дополнительных контактов для управления.
Чувствительность к перекосу фаз.

Также в маркировке теплового реле обязательно указывается режим возврата (автоматический или ручной).

В некоторых моделях предусмотрена функция «недогрузки», которая позволяет обнаруживать уменьшение тока в цепи, а также опция компенсации температуры окружающей среды – такие модификации считаются самыми удобными и надежными. Кроме того, выпускаются тепловые реле с дополнительными световыми индикаторами. Датчики и светодиоды отображают сигналы включения и состояния.

Поэтому выбор конкретной модели зависит от многих факторов эксплуатации теплового реле – температуры окружающей среды, места установки, мощности подключенного оборудования, необходимости использования средств аварийного оповещения.

Советы по выбору:

Для однофазных сетей лучше выбирать тепловые реле с функцией автоматического сбрасывания и возврата контакта в первоначальное состояние через определенный период времени. Это гарантирует повторное срабатывание даже при сохранении аварийной ситуации и перегрузок по току.
Для горячих цехов и эксплуатации в условиях жаркого климата подойдут реле с компенсатором температуры воздушной среды – это модели ТРВ. Они обладают самым широким температурным диапазоном эксплуатации.
Для оборудования, чувствительного к обрыву фаз, рекомендуется подбирать реле, которое отключает электроустановку даже при обрыве одной фазы.

Реле со световыми индикаторами чаще всего используют на предприятиях промышленности, где требуется оперативное реагирование на аварийные ситуации. Благодаря светодиодным датчикам состояния, оператор может контролировать рабочие процессы.

Цена реле зависит от многих факторов. На стоимость влияют общие технические характеристики, наличие дополнительных функций, используемые в производстве материалы, фирма-производитель. Реле от известных брендов обязательно комплектуются паспортом с подробным описанием технических параметров, а также подробной инструкцией по подключению.

Тепловые реле Купить тепловые реле

Особенности установки теплового реле

Обычно реле монтируется совместно с магнитным пускателем, обеспечивающим подключение и запуск двигателя. Некоторые модели устанавливаются в качестве самостоятельных приборов на DIN-рейку или на монтажные панели (ТРН или РТТ). Даже если реле ТРН имеет лишь пару входящих подключений, фаз все равно 3. Отключенные фазные провода выводятся с пускателя к мотору в обход устройства. Изменения тока будут происходить пропорционально в каждой фазе, в результате чего достаточно контроля только двух из них. Реле можно подключать и при помощи токовых трансформаторов – это целесообразно при использовании мощных электромоторов.

В любом случае необходимо избегать ошибок при монтаже, к примеру, нельзя подключать тепловое реле с параметрами, которые не соответствуют характеристикам электромотора.

Преимущества перед обычными автоматами

По своей конструкции тепловое реле является тем же устройством автоматического отключения электроустановок от сети питания. Однако в отличие от простых автоматов, которые включают/отключают питание, у реле есть два достоинства:

Возможность регулировать время и момент срабатывания в зависимости от токов перегрузки и продолжительности их воздействия на электроприборы.
Различные варианты коммутации – дистанционная установка в электрощитке либо непосредственный монтаж на магнитном пускателе.

Кроме того, реле обладают меньшими габаритами и массой, более доступной ценой, простой конструкцией и надежностью эксплуатации. Среди недостатков – необходимость периодической настройки и проверки.

Заключение

Тепловые реле (расцепители) – важные элементы системы защиты электродвигателей и других приборов. Устройства защищают практически от любых перегрузок. К тому же реле не подвержены ложным отключениям нагрузки в случае кратковременных скачков тока, что выгодно отличает их от входных автоматов. Их можно устанавливать не только совместно с магнитными пускателями, но и самостоятельно.

ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ), на двигателях напряжением выше 1000 В должны устанавливаться следующие устройства релейной защиты:

защита от междуфазных коротких замыканий;
защита от замыканий на землю;
защита от двойных замыканий на землю;
защита от перегрузки.

Для синхронных двигателей дополнительно требуется защита от асинхронного режима. Применяемые для этой цели виды защиты зависят от мощности электродвигателей:

В качестве защиты от междуфазных КЗ при мощности двигателей до 5000 кВт применяется токовая отсечка. Она может применяться и для двигателей большей мощности, не имеющих фазных выводов со стороны нейтрали двигателя. При двигателях большей мощности, а также если токовая отсечка для двигателей меньшей мощности не удовлетворяет требованиям чувствительности, применяется дифференциальная защита при условии, что эти двигатели имеют выводы со стороны нейтрали.

В качестве защиты от замыканий на землю при токах замыкания более 5 Ампер для двигателей мощностью более 2000 кВт, и 10 А для двигателей меньшей мощности, применяется токовая защита нулевой последовательности, действующая на отключение. На линиях, питающих двигатели передвижных механизмов, защита от замыканий на землю, по соображениям электробезопасности, должна действовать на отключение независимо от величины тока замыкания на землю. На блоках трансформатор– двигатель защита от замыканий на землю действует на сигнал. Указанная защита входит в состав всех перечисленных ниже устройств.

В качестве защиты от двойных замыканий на землю применяется токовая защита нулевой последовательности, действующая на отключение. Она применяется в тех случаях, когда защита от замыканий на землю имеет выдержку времени. Ее применение обязательно, если защита от междуфазных КЗ выполняется в двух фазах.

Защита от перегрузки требуется для двигателей, подверженных перегрузке по технологическим причинам, или с особо тяжелыми условиями пуска. Защиту от перегрузки согласно нормам Республики Беларусь, можно выполнять с зависимой или независимой выдержкой времени. Защита от перегрузки может действовать на разгрузку механизма по технологическим цепям или сигнал: – 1-я ступень и на отключение – 2-я ступень. Выдержка времени защиты от перегрузки при токе, равном пусковому току двигателя, выполняется большей времени его пуска. Как правило, при таком выполнении защиты двигателя имеется значительный тепловой запас – обычные двигатели по температуре выдерживают не менее двух пусков подряд. Это дает возможность выполнить действие такой защиты от перегрузки на разгрузку механизма.

Таким образом, согласно ПУЭ, на двигателях мощностью менее 5000 кВт можно иметь токовую отсечку, токовую защиту от замыканий на землю, защиту от перегрузки. Такие защиты можно выполнять на тепловых реле. Существуют специальные защиты от перегрузки с зависимой характеристикой, совпадающей с тепловой, которая определяет тепловое состояние двигателя и позволяет полнее использовать его перегрузочную способность. Параметры этой характеристики зависят от данных самого электродвигателя: системы охлаждения, допустимой температуры для изоляции двигателя, исходной температуры двигателя или помещения. Все эти данные учитывают специальные защиты двигателей. Поэтому, защиты от перегрузки такого типа имеют обычно 2 ступени: ступень с меньшей выдержкой времени действует на разгрузку, с большей – на отключение. В большинстве случаев применяемые у нас защиты имеют одну установку с зависимой или независимой выдержкой времени. Согласно ПУЭ защита от перегрузки должна действовать на сигнал, разгрузку механизмы и, лишь в крайнем случае, на отключение. В такой ситуации не требуется значительная выдержка времени, требуется отстроится только от времени самостоятельного запуска электродвигателя.

Режим асинхронного хода сопровождается перегрузкой двигателя, и на него реагируют защиты от перегрузки. Поэтому часто защита от перегрузки выполняет одновременно функцию защиты от асинхронного режима. Простые токовые защиты могут срабатывать и возвращаться при колебаниях тока. Поэтому защиты от перегрузки в асинхронном режиме должны накапливать выдержку времени. Такой принцип должен быть заложен в защиту от перегрузки. Так, как и ранее, можно использовать две ступени защиты от перегрузки: ступень с меньшей выдержкой времени действует на ресинхронизацию, с большей на отключение. Поскольку в этом случае невозможно различить режим перегрузки и асинхронный режим, нельзя обеспечить автоматическую ресинхронизацию. При наличии дежурного персонала на объекте, он может это выявить визуально при срабатывании 1-й сигнальной ступени. Специальные защиты от потери возбуждения имеются в устройствах возбуждения крупных двигателей. Эти устройства целесообразно использовать для автоматической ресинхронизации.

Для двигателей, работающих в блоке с понижающим трансформатором, может быть выполнена общая защита, если она удовлетворяет требованиям к защите как двигателя, так и трансформатора.

Для облегчения условий самостоятельного запуска, а также для предотвращения подачи несинхронного напряжения на возбужденные синхронные двигатели или заторможенные механизмы, двигатели должны быть оборудованы защитой минимального напряжения. Эта защита может быть либо индивидуальной, либо групповой. В ряде случаев для ускорения подачи напряжения на шины, или предотвращения подачи напряжения на двигатели автоматикой внешней сети, синхронные двигатели могут быть дополнительно оборудованы защитой по понижению частоты, так как они способны длительно поддерживать напряжение в сети. Следовательно, при использовании такого реле для защиты двигателя нет необходимости в применении с этой целью специальных реле напряжения.

Кроме перечисленных обязательных для двигателей функций защиты, специальные защиты для двигателей имеют дополнительные функции, использование которых улучшает условия эксплуатации двигателя, тем самым снижая вероятность повреждения и продлевая срок его службы. К ним относятся:

защита от обрыва фазы;
ограничение количества пусков;
запрет пуска по времени прошедшего от предыдущего пуска;
защита минимального тока или мощности;
защита от заклинивания или затормаживания ротора.

Специальные устройства защиты двигателей могут работать не только с током и напряжением, но и с датчиками температуры. У двигателей большой мощности существуют также технологические защиты, которые могут действовать на отключение двигателей при: повышении температуры двигателя, его подшипников, прекращении смазки подшипников, циркуляции воздуха в системе охлаждения. Необходимость этих защит и предъявляемые к ним требования излагаются в заводской документации. Эти защиты подаются на дискретные входы устройства защиты.

НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Вращающий момент электродвигателей и момент сопротивления механизма

Нормальный установившийся режим работы электродвигателя характеризуется равенством электромагнитного момента Мд, развиваемого электродвигателем, и механического момента сопротивления Мс механизма, приводимого в действие электродвигателем: Mд = Мс

Если Mд < Mc , то электродвигатель будет тормозиться, а если Mд > Mc , то частота вращения электродвигателя будет увеличиваться. При неизменном напряжении питающей сети момент, развиваемый асинхронным электродвигателем, зависит от частоты вращения n или, что то же самое, скольжения s. В нормальных условиях равенство Mд = Мс имеет место при s = 0,02–0,05. Максимальный момент электродвигателя Mд max равен приблизительно двукратному номинальному моменту: Mдmax Mдном = 2 Частота вращения nк и скольжение SK, соответствующие максимальному моменту, называются критическими.

Рис. 9.1

Зависимость момента вращения асинхронных электродвигателей и моментов сопротивления

механизмов от частоты вращения.

Пусковой момент Мд пуск, соответствующий частоте вращения n = 0 или скольжению s = 1, в зависимости от конструкции электродвигателя имеет разные значения (кривые 1, 2, 3, рис. 9.1). Характеристики моментов сопротивления механизмов, которые приводятся в действие электродвигателями, в зависимости от их частоты вращения, могут быть зависящими от частоты вращения (кривая 5) и не зависящими от нее (кривая 4, рис. 9.1). Момент сопротивления, не зависящий от частоты вращения, имеют, например, шаровые мельницы в системе пылеприготовления электростанции. Момент сопротивления, резко зависящий от частоты вращения, имеют все центробежные механизмы.

Ток, потребляемый статором электродвигателя из сети, Iд состоит из тока намагничивания Iнам статора и тока ротора, приведенного к обмотке статора Iрот:

(Рис. 9.2.) Схема замещения асинхронного электродвигателя от скольжения. (Рис. 9.3.) Зависимость тока статора и сопротивления

При пуске, т. е. при подаче напряжения на неподвижный электродвигатель, сопротивление его мало и ток ротора имеет максимальное значение. Соответственно, максимальное значение имеет и ток статора. Ток статора при пуске электродвигателя называется пусковым током. Начальный пусковой ток равен току трехфазного КЗ за сопротивлением, равным сопротивлению неподвижного электродвигателя. Пусковой ток состоит из переменной составляющей, затухающей по мере увеличения частоты вращения, и апериодической составляющей, затухающей в течение нескольких периодов. Из осциллограммы пуска двигателя, представленной на рис. 9.4, видно, что по мере разворота ток, потребляемый электродвигателем, меняется вначале мало, и только при приближении к синхронной частоте вращения он быстро спадает. Объясняется это характером изменения сопротивления двигателя. Периодическая составляющая пускового тока электродвигателя Iд пуск при неподвижном роторе в 4–8 раз превосходит Iном. Пик тока с учетом апериодической составляющей достигает:Пуск электродвигателей Это следует из схемы замещения (рис. 9.2). Ток в роторе определяется наведенной в нем ЭДС, которая зависит от скольжения. Токи ротора и статора также меняются с изменением скольжения. Характер зависимости периодической составляющей Iд и сопротивления электродвигателя Zд от скольжения представлен на рис. 9.3. При нормальной работе электродвигателя, когда скольжение составляет 2–5% (близко к нулю), сопротивление ротора очень велико, Iрот мал, мал и ток статора, так как ветвь намагничивания имеет большое сопротивление.

Пуск электродвигателей

Рис. 9.4 Осциллограмма пускового тока асинхронного электродвигателя.

Продолжительность затухания периодической составляющей пускового тока до значения номинального тока зависит от параметров электродвигателя и условий пуска. При пуске с нагрузкой развертывание электродвигателя до номинальной скорости происходит медленнее и продолжительность спада тока увеличивается. Это объясняется тем, что ускорение вращения ротора зависит от значения избыточного момента:

Mизб = Мд − Мс

Если Мд превосходит Мс во все время пуска, то электродвигатель пускается быстро и легко. Как видно из рис. 9.1, электродвигатели, приводящие механизмы с зависимым от частоты вращения моментом сопротивления, пускаются легче, чем электродвигатели, приводящие механизмы с независимым от частоты вращения моментом сопротивления. В последнем случае при недостаточном значении пускового момента электродвигатели могут вообще не развернуться (кривые 2 и 4, рис. 9.1), так как, начиная со скольжения, соответствующего точке а, Мс превосходит Мд.

Электродвигатели с глубоким пазом и двойной обмоткой ротора имеют наиболее благоприятный пусковой момент (кривая 3, рис. 9.1). Длительность пуска электродвигателей tпуск, как правило, не превосходит 10–15 с, и только у электродвигателей с тяжелыми условиями пуска это значение может быть значительно больше.

При возникновении КЗ в питающей сети вблизи зажимов электродвигателя, последний за счет внутренней ЭДС, поддерживаемой энергией магнитного поля, посылает к месту КЗ быстро затухающий ток. Броски тока КЗ могут достигать значений пусковых токов.

Зависимость момента электродвигателей от напряжения выражается формулой:

Mд = kU 2

При КЗ в сети напряжение на зажимах электродвигателей снижается. В результате этого, моменты электродвигателей уменьшаются, и они начинают тормозиться, увеличивая скольжение (кривые 1,

1′, 1″, рис. 9.5) до тех пор, пока вновь не восстановится равенство Mд = Мс . Если при этом окажется, что Mдmax = Мс (кривая 1′‘, точка а на рис. 9.5), то электродвигатель будет находиться на

пределе устойчивой работы и иметь скольжение, равное критическому. При дальнейшем снижении напряжения электродвигатель будет тормозиться вплоть до полной остановки. После отключения КЗ напряжение питания восстанавливается, и дальнейшее поведение электродвигателя будет зависеть от скольжения, имевшего место в момент восстановления напряжения, и соответствующих ему

значений Mд и Мс .

Рис. 9.5 Зависимость момента вращения асинхронных электродвигателей от скольжения s при различных значениях напряжения.

При Мд > Мс электродвигатель развернется до нормальной частоты вращения, а при Мд < Мс будет продолжать тормозиться до полного останова. В этом случае электродвигатель необходимо отключить, так как он будет потреблять пусковой ток, не имея возможности развернуться.

Самозапуск электродвигателей тяжелее обычного пуска. Объясняется это тем, что при самозапуске электродвигатели пускаются нагруженными, а электродвигатели с фазным ротором – без пускового реостата в цепи ротора, что уменьшает пусковой момент и увеличивает пусковой ток и, наконец, пускается большое количество электродвигателей одновременно, что вызывает падение напряжения в питающей сети от суммарного пускового тока. Однако самозапуск электродвигателей проходит сравнительно легко. Так самозапуск электродвигателей собственных нужд электростанций возможен даже в тех случаях, когда в первый момент после восстановления напряжения значение его составляет 0,55Uном. При этом общее время самозапуска не превышает 30-35 с, что допустимо по их нагреву.

В случае обрыва одной из фаз обмотки статора электродвигатель продолжает работать. Частота вращения ротора при этом несколько уменьшается, а обмотки двух, оставшихся в работе фаз перегружаются током в 1,5–2 раза большим номинального. Защита от работы на двух фазах применялась ранее лишь на электродвигателях напряжением до 500 В, защищенных предохранителями, если двухфазный режим работы может повлечь за собой повреждение электродвигателя. В настоящее время в связи с высокой стоимостью двигателей высокого напряжения и высокой вероятностью неполнофазных режимов в питающей сети считается целесообразным, не вводя специальную защиту от режима работы двумя фазами, отключать двигатели защитой от перегрузки, которая имеет подходящие для этой цели уставку (1,1÷1,3)Iном. Токовые органы защиты от перегрузки в этом случае должны включаться не менее чем в 2 фазы трансформаторов тока двигателей.

ЗАЩИТА ДВИГАТЕЛЕЙ ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Защита от КЗ между фазами является основной РЗ электродвигателей, и установка ее обязательна во всех случаях. В качестве РЗ электродвигателей мощностью до 5000 кВт от КЗ, согласно ПУЭ, применяется МТЗ (токовая отсечка). Наиболее просто токовая отсечка выполняется с реле прямого действия, встроенными в привод выключателя. Для работы при всех видах междуфазных КЗ отсечка должна выполняться в двух фазах.

Токовая отсечка должна быть отстроена от пускового тока двигателя. В момент включения двигателя появляется бросок тока намагничивания, в 1,6÷1,8 раза превышающий по амплитуде установившийся пусковой ток двигателя. Это бросок учитывается повышенным коэффициентом надежности при отстройке от пускового тока двигателя.

IСЗ = kн Iпmax

IСЗ – первичный ток срабатывания отсечки;

kн – коэффициент надежности, с учетом отстройки от броска тока намагничивания равен 1,8 — для отсечек с временем срабатывания 0,05 с и более, или 2 — при времени срабатывания меньшем 0,05 с;

Iпmax – пусковой ток двигателя в максимальном режиме.

Кратность пускового тока двигателя может быть взята из паспорта двигателя. А пусковой ток равен:

Iпmax = kпуск Iном

После выбора уставки должна быть проверена чувствительность отсечки по току:

= I (2)

/ I

Принцип работы и схемы подключения реле контроля фаз

Реле контроля фаз – это компонент электроустановочной схемы, который играет ключевую роль в обеспечении стабильной и безопасной эксплуатации электрооборудования, предотвращая повреждения технических устройств и аварии. Чтобы понять его функциональность и область применения в электротехнической сфере, необходимо изучить основные параметры работы устройства.

Значение реле контроля фаз

РКФ представляет собой электронный компонент, который применяется для мониторинга и защиты электросети от перепадов в напряжении. Он осуществляет наблюдение за фазными значениями и показывает, если наблюдается ошибки или отклонения от нормы.

Реле контроля фаз осуществляет следующие функции:

Обнаружение отсутствия фаз. Фазное реле контролирует наличие всех трех фаз в сети. Если одна из фаз отсутствует, реле оповещает об этом.
Контроль равномерности напряжения фаз. Реле контроля фаз наблюдает за разницей в напряжении между фазами. Если этот показатель превышает установленные пределы, реле срабатывает, что может указывать на проблемы с электрической сетью.
Обнаружение проблем фазного угла. Реле контролирует соотношение фазных углов между фазами. Если происходит дисбаланс фазного угла, реле реагирует и выполняет соответствующие действия: отключение электрооборудования или выдачу предупреждающего сигнала.
Защита электрооборудования. Устройство помогает предотвратить повреждение электрооборудования, которое может произойти в случае неправильного фазного напряжения. Благодаря своевременному обнаружению и реагированию на отклонения, реле контроля фаз способствует продлению срока службы и безопасной эксплуатации электрооборудования.

Реле может совместно работать с другими системами управления и мониторинга и автоматически выполнять необходимые действия при обнаружении отклонений в фазном напряжении. РКФ также помогает обнаруживать асимметрию фазного напряжения, отсутствие фазы и перекосы фазного угла, что позволяет своевременно принимать меры по предотвращению возможных аварийных ситуаций. Это важное устройство, которое обеспечивает безопасность работы электрической сети и защиту электрооборудования от возникновения неправильного фазного напряжения.

Технические характеристики

Номинальный ток. Данный параметр определяет максимальный ток, который может проходить через реле контроля фаз без потери функциональности.
Диапазон частот. Реле контроля фаз обычно предназначено для работы в определенном диапазоне частот, и его технические характеристики указывают этот диапазон.
Диапазон чувствительности. Такая характеристика показывает уровень изменения напряжения, который прибор может обнаружить.
Время срабатывания. Период, за которое РКФ будет замечать отклонения и выполнять соответствующие действия (выдает предупреждающий сигнал или отключает электрооборудование).
Допустимая рабочая температура. Реле контроля имеет ограничения по рабочей температуре, в пределах которых оно может стабильно функционировать.
Габаритные размеры. Параметры важны при монтаже оборудования и подключения его в общую систему.
Степень защиты. Реле контроля фаз обладает определенной степенью противодействия внешним факторам (пыль, влага или механические повреждения).
Количество фаз. Указывает на количество фаз, которые реле контроля способно обрабатывать. Например, трехфазное реле контроля фаз может контролировать три фазы одновременно.
Номинальная мощность. Это максимальная нагрузка, которую реле контроля фаз может обрабатывать без превышения заданных пределов.

РКФ имеет характеристики и конструктивные элементы, которые обеспечивают функциональность и безопасность. В его конструкции присутствуют контакты входа и выхода, специальные элементы индикации, а также регуляторы, которые помечены соответствующими числами на электрической схеме подключения.

реле контроля фаз

Индикатор предупреждает о возникновении проблемных ситуаций и аварий (обрыв фазы или перегрузка) и помогает оперативно устранять их. Индикация питания и нагрузки информирует о наличии электроснабжения и готовности системы к работе.

Как работает устройство РКФ

РКФ оснащено встроенными датчиками, которые обнаруживают наличие и метод расположения фаз в электросети.
Оно способно контролировать амплитуду, частоту и фазовый угол фазного напряжения.
Устройство может быть настроено на определенные предельные значения параметров фазного напряжения, при которых считается, что сеть находится в нормальном рабочем состоянии.
В случае обнаружения отклонений в параметрах фазного напряжения, реле активирует свой выходной контакт для выполнения соответствующих действий.
Реле контроля фаз широко применяется в различных электроустановках, где важно обеспечить стабильность и надежность работы системы питания.

Принцип работы реле контроля фаз основан на наблюдении и мониторинге параметров фазного напряжения в электрической сети. Реле контроля фаз обнаруживает наличие и последовательность фаз, а также контролирует их стабильность и сбалансированность.

Когда реле контроля фаз подключается к электрической сети, оно принимает фазное напряжение на свои входы. Затем встроенные электронные компоненты реле анализируют и сравнивают параметры напряжения, такие как амплитуда, частота и фазовый угол.

Если реле контроля фаз обнаруживает отклонение или несоответствие в параметрах фазного напряжения, оно активирует свой выходной контакт. Этот контакт может быть использован для выполнения различных действий, например, для сигнализации о неисправности, отключения оборудования или активации защитных механизмов.

Назначение реле контроля фаз и его функции

Реле должно обеспечивать надежную работу электрических систем и защиту от некорректных условий питания.

Оно выполняет следующие основные функции:

Контроль фазного напряжения. Реле обнаруживает наличие и последовательность фаз в электрической сети, а также контролирует их амплитуду, частоту и фазовый угол. Это позволяет убедиться в правильной работе сети и предотвратить возможные сбои.
Защита от отклонений. Прибор настраивается на определенные предельные значения параметров фазного напряжения. При их превышении или недостатке реле срабатывает, активируя соответствующий сигнал или действие. Такая защита предотвращает повреждения оборудования и обеспечивает безопасность работы системы.
Сигнализация и управление. РКФ оснащено выходными контактами для оповещения пользователя о нарушениях в электрической сети или для управления другими устройствами, что позволяет оперативно реагировать на возникающие проблемы и принимать соответствующие меры.
Своевременная диагностика. Фазное реле предоставляет информацию о состоянии электрической сети и отслеживает данные о напряжении, частоте и других параметрах. Это помогает людям осуществлять мониторинг и диагностику системы, обнаруживать потенциальные проблемы и предотвращать аварийные ситуации.

Защита от обрыва фазы позволяет предотвратить некорректную работу трехфазных устройств при потере одной из фаз. Также можно сбалансировать нагрузку между фазами и вовремя предотвращать возможные перегрузки сети. Реле помогает создать корректное чередование фаз и предотвращает неправильное подключение или повреждение оборудования.

Реле может контролировать и мониторить напряжение в электрической сети. Это важно для обнаружения таких проблем как скачки напряжения, которые могут негативно сказаться на работе устройств. Такие данные помогают оперативно реагировать на возникающие проблемы и принимать необходимые меры для обеспечения безопасности и нормальной работы системы.

3(43).jpeg

Преимущества РКФ

Создание безопасных условий. Реле играет важную роль в обеспечении безопасности электроустановок. Прибор способен обнаруживать аномалии в электросети и активировать срабатывание аварийных режимов, что помогает предотвратить возникновение пожара, короткого замыкания и других опасных ситуаций.
Оптимизация работы системы. С помощью фазного реле можно контролировать параметры электросети, что способствует оптимальной работе электрической системы и предотвращает неправильное функционирование оборудования.
Долговечность. Благодаря своей защитной функции, РКФ способствует продлению срока службы электрического оборудования и снижению необходимости в ремонте и замене. Это позволяет сэкономить время, ресурсы и снизить общую стоимость затрат на систему.

Реле контроля фаз (РКФ) обладает положительными качествами, которые делают его неотъемлемой частью электрической системы. Защита оборудования: Реле обеспечивает надежную защиту электрического оборудования от повреждений, вызванных неправильными условиями электроснабжения, такими как обрыв или перекос фаз. Это помогает предотвратить повреждения и продлить срок службы оборудования.

Различные способы и схемы подключения

Простая схема. В этом варианте РКФ подключается между трехфазной электросетью и сетевой нагрузкой. Контакты реле могут быть подключены параллельно с контактами автоматического выключателя или контактора, чтобы обеспечить мониторинг фазной последовательности и обнаружение аномалий.
Схема подключения с использованием трансформатора тока. В некоторых случаях, особенно при работе с большими нагрузками, может быть использован трансформатор тока для подключения РКФ. Трансформатор тока обеспечивает точное измерение тока в каждой фазе и передает эту информацию на входы реле контроля фаз.
Схема подключения с комбинированным использованием реле и контактора. В некоторых приложениях может использоваться комбинированная схема, включающая реле контроля фаз и контактор. Реле контроля фаз обеспечивает наблюдение за фазными параметрами, а контактор контролирует включение и выключение нагрузки на основе сигналов от реле.

Схема подключения реле контроля фаз должна быть выполнена в соответствии с рекомендациями производителя и с учетом требований электротехнических норм. Консультация с электротехником или специалистом по электрооборудованию рекомендуется для правильного выбора и настройки схемы подключения.

Другие статьи

Как установить тройную розетку в один подрозетник

Современные квартиры оснащаются все большим количеством бытовой техники. Поэтому спрос на большее количество розеток растет постоянно, особенно в больших помещениях. Для решения этой проблемы многие владельцы квартир предпочитают устанавливать блоки из трех и более розеток.

Что такое кабель-канал и для чего он нужен

По сути, кабель-канал — это короб, в который помещается один или несколько электрических проводов или кабелей. Он может быть изготовлен из металла, пластика, стекловолокна или других материалов в зависимости от его предназначения. Кабель каналы обычно устанавливаются в стенах или потолках для защиты проводки от физических повреждений и влаги.

Сенсорный выключатель что это и как выбрать

Сенсорный выключатель — это электронное устройство, которое позволяет пользователю управлять электрической цепью простым прикосновением к металлической поверхности. Он работает, ощущая присутствие вашего пальца, а затем активируя реле или другой переключатель на основе контакта. Этот тип переключателей часто используется в таких приложениях, как бытовая техника, системы управления освещением, системы безопасности, системы входа в дверь и многое другое.

Замена проводки в квартире самостоятельно. Что нужно знать

В повседневной жизни многие люди не задумываются о неисправностях, которые могут возникнуть с электросетями. Иногда электропроводку заменяют только в экстренных случаях, когда уже других вариантов просто не остается. Чтобы не доводить до крайностей, необходимо вовремя определить срок замены сети. Лучше сделать это немного раньше, чем позже: эффективные электромонтажные работы обеспечивают безопасное проживание и взаимодействие с электроприборами.

Особенности подключения электропроводки в деревянных домах

Частные дома, коттеджи и дачи обычно строят из древесины. Это легкий в использовании и довольно доступный материал, который позволяет создавать жилые постройки и сооружения. Кроме очевидных преимуществ, у деревянных панелей есть и некоторые недостатки: подверженность внешнему воздействию, влиянию влаги и возгоранию. Если пожар случается в деревянном доме, огонь достаточно быстро распространяется по всему помещению и перекидывается на другие объекты.

Что такое заземление в квартире и для чего оно нужно

Заземлением называется соединение электротехнических изделий, приборов и элементов оборудования с компонентом, выполняющим заземляющую функцию. Данное понятие применяется в эксплуатации электрофурнитуры и других токопроводящих приборов, работающих от электрической сети.

Электрические счетчики: как правильно подключить, рекомендации по выбору

Электрический счетчик представляет собой электротехническое устройство, которое измеряет количество расходуемой энергии тока (переменного и постоянного). Электросчетчик незаменим для ведения учета используемой электроэнергии в любых помещениях: дом, квартира, склад, офис, магазин и другие муниципальные, частные и общественные площади

Как установить подрозетники на разные виды поверхности

Подрозетник представляет собой электрофурнитуру для более качественной установки электрической розетки. Это изделие имеет форму стакана или коробки с гладкой внутренней поверхностью и зубчатой внешней стороной (для лучшей сцепки со стеной).

Встраиваемые розетки в столешницу: особенности и плюсы использования

Врезная розетка в столешнице – это электротехническое изделие, аналогичное по свойствам обычной розетке. Назначение этого прибора – подключение устройств к электрической сети. По сравнению с другими видами, встраиваемая розетка выигрывает по многим параметрам.

Импульсное реле для управления освещением

Для небольшой квартиры, офиса и даже производственного помещения классический способ включения/выключения каждого осветительного прибора отдельно достаточно удобен. Но в просторном коттедже, многоэтажном доме, на промышленном предприятии требуется автоматизация управления освещением. Одним из таких вариантов будет использование импульсного реле.
Устройство способно решить сложные инженерные задачи по проектированию современных систем электрификации. При этом их нетрудно подстроить под оборудование, подвергающееся постоянному усовершенствованию. Постепенно импульсные приборы вытеснят классические схемы, основанные на проходных выключателях.

Контакторы: для чего нужны и как работают

Контакторы — это электромагнитные устройства, состоящие из двух позиций, аналогичных электромагнитным элементам. Особое назначение контакторов состоит в дистанционном управлении электрическими сетями и коммутации номинального тока. С помощью данного аппарата производят отключение и подключение элементов электрической цепи. Конструкция контакторов включает в себя подвижный элемент, катушки, пружины и замыкающиеся группы контактов.

Электрический щит: советы по сборке и монтажу

Устройство, которое распределяет поступающую в него электрическую энергию на несколько потребителей, называется электрическим щитом. Для сокращенного наименования приборов используются разные аббревиатуры, например ВРУ (вводно-распределительное устройство). В многоэтажном подъезде, где находится много квартир, электрощит берет мощность из трансформаторных подстанций, впоследствии распределяя ее по разным этажам, на которых имеются свои приборы. В каждой квартире имеется отдельный щит, распределяющий энергию до конечного пользователя: телевизор, ноутбук, компьютер, настольная лампа, фен и прочие бытовые атрибуты.