Реле контроля фаз: принцип работы, виды, маркировка + как отрегулировать и подключить

Реле контроля фаз

Реле контроля фаз 3-фазное Omron и Zamel

В данной статье рассмотрим со всех сторон очень полезное устройство промышленной электроники — реле контроля фаз, другие названия – трехфазное реле контроля напряжения, реле контроля обрыва и чередования фаз . Из названия можно догадаться, что это за штука – реле, которое контролирует качество трехфазного напряжения и правильность его подключения.

Как всегда в таких статьях, будут теория, схемы, фото, инструкции.

Свою функцию это устройство выполняет нечасто, чуть чаще, чем реле напряжения. Однако, без него бывает, что тратится лишнее время на наладку оборудования. Кроме того, это устройство защитит оборудование от некачественного питания.

Важно, что надо уяснить – реле контроля фаз бывает только трехфазное, и всегда подключается только в 3-фазную сеть!

Зачем нужно трехфазное реле контроля фаз

Реле контроля фаз необходимо ставить там, где часто производится переподключение к питающему трехфазному напряжению, а также там, где важна фазировка (правильное чередование фаз).

Например, реле контроля фаз может быть полезно в оборудовании, которое часто переносится с места на место, и в котором критично перепутать фазы. В некоторых устройствах неправильное чередование фаз может привести к неправильному функционированию и поломке. Например, винтовой компрессор, если его включить в неправильном направлении более чем на 5 секунд, может полностью выйти из строя.

Кроме того, при подключении такого оборудования может сложиться ошибочное мнение что его надо ремонтировать, и ремонтный персонал будет некоторое время чесать репу, пока кто-то не подаст нужную мысль: «А может, фазы перепутаны?». А потом ещё кто-то скажет ещё более нужную мысль: «Надо бы поставить реле контроля фаз…»

Принцип работы и функции реле контроля фаз

Итак, в каждом станке существует правильный порядок фаз, при котором все двигатели при данном подключении крутятся в правильном направлении. Если питающие фазы перепутаны, то всё тоже будет крутиться, но неправильно, и возможно недолго.

В реле контроля фаз есть схема, которая вычисляет порядок чередования фаз (Phase-sequence), и в соответствии с этим порядком срабатывают выходные контакты. Контакты эти можно подключить куда угодно — в контрольную цепь, к звонку или лампочке, разрывать цепь питания цепь питания всего устройства или катушки контактора двигателя.

Последнее применение рекомендует производитель, я же рекомендую включать его в аварийную (контрольную) цепь, чтобы весь станок, в котором установлено это реле, не мог запуститься. Естественно, если аварийная цепь выполнена правильно, как я это рекомендую в статье по приведённой ссылке.

Это главное применение.

Другое применение — защита от пропадания фазы (Phase-loss). Или от существенного понижения напряжения на одной из фаз (асимметрия, или перекос фаз) (Three-phase Asymmetry).

Последние две функции в принципе идентичны, весь вопрос только в уровне падения напряжения.

От пропадания фазы для защиты электродвигателей также применяется мотор-автомат или тепловое реле, но они срабатывают по тепловой перегрузке, а это уже критический режим. А реле контроля фаз — электронное устройство, и сработает раньше (1-3 сек), не дав двигателю перегреться. В случае выравнивания фаз включение происходит тоже не сразу, а через необходимое время (5-10 сек).

Уровень напряжения асимметрии можно выставить во всех реле контроля фаз, а вот время включения/выключения, как правило, регулируется лишь в навороченных моделях. Кроме того, для функции обнаружения асимметрии существует такой полезный параметр, как гистерезис, который обеспечивает более «плавную» работу устройства. Он тоже, как правило, не регулируется.

Как работает гистерезис, спросите у того, кто знает что это такое))

Таким образом, можно сказать, что реле контроля фаз — устройство, которое контролирует качество трехфазного питающего напряжения в промышленном оборудовании. И естественно, что реле контроля фаз – 3-х фазное устройство.

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 ( L 1, L 2, L 3) и ноль ( N ), питание внутренней схемы – от фазы L 1. 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.

Честно говоря, никогда бы не поверил, что такое сравнительно сложное устройство можно собрать всего на 2-х транзисторах!

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

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.

Кстати, если Вам вообще интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

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.

Евроавтоматика ФиФ CKF-318-1

Устройство трехфазного реле контроля и наличия фаз белорусского производителя приведена в этой статье. Показано устройство и реальный пример подключения и установки в компрессоре.

Схема подключения реле контроля фаз

Если в оборудовании используются для подключении электродвигателей только частотные преобразователи, то реле контроля фаз не нужно — для частотника всё равно, в каком порядке на него приходят фазы, он всё равно выпрямляет переменное трехфазное напряжение и преобразует его в постоянное.

Однако, я рекомендую ставить такое реле в любой промышленной аппаратуре стоимостью от 1000 долл с трехфазным питанием. Ведь само реле стоит чуть более 1000 руб (отечественные модели), а в случае проблем с питанием сразу даст об этом знать.

Итак, вот несколько схем подключения, которые рекомендуют производители. В принципе, отличий мало.

Схема подключения реле контроля трехфазного напряжения РНПП-311

Схема подключения реле контроля напряжения от OMRON

Схема подключения реле контроля напряжения от Carlo Gavazzi

Последняя схема ценна и тем, что дано условное графическое обозначение реле контроля напряжения. И контакты реле показаны с задержкой включения!

Справедливости ради стоит сказать, что в современном оборудовании на контроллерах реле контроля фаз как отдельный блок иногда не применяется, а реализовано непосредственно на контроллере.

А теперь, как и было обещано, инструкции:

Zamel CKM-01 manual 1. (извиняюсь за качество, лучше не нашёл(

Что такое реле контроля фаз и как оно работает?

Качественное выполнение тех или иных технологических процессов в современном мире обеспечивается за счет высокоточного и дорогостоящего оборудования. Работа которого напрямую зависит от качества поставляемой электроэнергии и состояния электроснабжающих линий. Увы, далеко не все отечественные сети способны обеспечить безопасный режим работы для них, из-за чего создается угроза поломки. Для предотвращения которой используются специальные защитные устройства – реле контроля фаз (РКФ).

Они позволяют отключить нагрузку в случае каких-либо неисправностей в питающей сети. Все что может нести угрозу для оборудования и влияет на результативность его работы или технологический процесс, воспринимается как сигнал к немедленному обесточиванию и реле контроля переводит коммутирующие элементы в отключенное положение.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно устройство включает в себя входные и выходные контакты, индикаторы нормального электроснабжения и аварийной ситуации, регуляторы, обозначенные на схеме соответствующими номерами (рисунок 1):

1. Индикатор аварийной ситуации;
2. Индикатор подключенного питания нагрузки;
3. Потенциометр, позволяющий выбирать нужный режим;
4. Регулятор уровня асимметрии;
5. Регулятор снижения напряжения;
6. Потенциометр, позволяющий регулировать временную уставку срабатывания.

Далеко не все модели предоставляют весь комплекс настроек по вышеприведенным параметрам. Они зависят от назначения конкретного реле и сферы применения.

Рис. 2. Принципиальная схема работы

В нормальном режиме к цепи питания от источника ЭДС E1 (рисунок 2) подается напряжение к потребителю, будь то двигатель, станок или другое оборудование. Реле контроля фаз R подключается в отпайку через соответствующие клеммы, обозначенные на схеме, как L1, L2, L3 и нулевым проводом N. Внутри устройства собрана логическая схема на транзисторах, которая посылает сигнал с выходных контактов на разрыв катушки пускателя P для отключения. При необходимости сигнал отключения можно настроить как для обесточивания потребителя, так и отключения внешней электрической сети.

В случае аварийной ситуации – пропадания одной из фаз, короткого замыкания, резкого увеличения токов, изменяется гармоническая составляющая электрических параметров сети. На что реагирует устройство защиты и посылает по цепям питания через клеммы 24 и 21 на катушку контактора соответствующий сигнал на отключение.

После срабатывания силовых контактов в практике электроснабжения потребителей может произойти естественное восстановление параметров питающей сети, при которой произойдет выравнивание фаз. При этом реле возвратит контакты во включенное положение, за счет чего реализуется система АПВ и на обмотки двигателя или другого потребителя возобновится подача напряжения.

За счет кнопок «Пуск» и «Стоп» можно осуществлять ручное управление питанием электрического прибора.

Назначение и функции

Данная технология применяется в сети трехфазных нагрузок. Наиболее востребована для защиты электродвигателя синхронного или асинхронного, трехфазных станков высокой точности, технологичной электроники, насосов. Заметьте, что неправильное чередование фаз приведет к низкой эффективности его работы, перегреву и снижению уровня изоляции, что может привести к пробою.

Применяется для следующих целей:

• Для коммутации преобразовательного оборудования, которому важно соблюдение последовательности фаз: источников питания, выпрямителей, инверторов и генераторов;
• Для систем АВР (введения в работу резервных источников питания) или подключения системы аварийного освещения;
• Для специального оборудования – станков, крановых установок, мощность которых составляет не более 100 кВт;
• Для электроприводов трехфазных двигателей, имеющих мощность не более 75 кВт.

Для коммутации однофазной нагрузки данное устройство не используется.

В целом реле контроля фаз применяется для различного промышленного и бытового оборудования и является обязательным предохранителем для тех схем управления, в которых требуется постоянный мониторинг величины напряжения и других параметров внешних линий.

В трехфазных сетях осуществляет контроль:

• уровня напряжения, реализуемая, в преимущественном большинстве, для оборудования такого класса в случаях, когда его величина выходит за установленные пределы;
• чередования фаз – выполнит коммутацию в случае аварийного слипания фаз или при их неверном расположении относительно питающих вводов оборудования;
• пропадания фазы – производит отключение потребителя в случае обрыва фазы и последующего отсутствия напряжения;
• перекоса фаз – производит коммутацию в случае изменения фазного или линейного напряжения по отношению к номинальному значению.

Преимущества реле контроля фаз

В сравнении с другими устройствами аварийных отключений данные электронные реле отличаются рядом весомых преимуществ:

• в сравнении с реле контроля напряжения не зависит от влияния ЭДС питающей сети, так как его работа отстраивается от тока;
• позволяет определять аномальные скачки не только в трехфазной сети питания, но и со стороны нагрузки, что позволяет расширить спектр защищаемых компонентов;
• в отличии от реле, работающих на изменение тока в электродвигателях, данное оборудование позволяет фиксировать еще и параметр напряжения, обеспечивая контроль по нескольким параметрам;
• способно определить дисбаланс уровней питающих напряжений из-за неравномерности загрузки отдельных линий, что чревато перегревом двигателя и снижением параметров изоляции;
• не требует формирования дополнительной трансформации со стороны рабочего напряжения.

В отличии от реле, работающих только по напряжению обеспечивает действующую защиту от регенерированного напряжения, вырабатываемого обратными ЭДС. В случае, когда одно из фазных напряжений пропадает, двигатель продолжает набирать достаточный уровень энергии с остающихся двух. При этом в обесточенной фазе будет генерироваться ЭДС от вращения ротора, который продолжает крутиться от двух фаз в аварийном режиме.

Из-за того, что контакторы электродвигателей не размыкаются от реле при такой работе, возникает риск повреждения электрической машины с ее дальнейшей поломкой. Реле контроля, в свою очередь, способно обнаружить смещение фазового угла, за счет чего обеспечивается полноценная защита.

Такая функция особенно актуальна, когда рабочий режим двигателя, в случае его реверсивного вращения, способен повредить вращаемый элемент или травмировать работника. Как правило, такая ситуация возникает при внесении изменений во время обесточивания электрической машины, смене фазных нагрузок, порядка чередования фаз и прочих.

Технические характеристики

Среди технических параметров, реализуемых реле контроля фаз необходимо выделить:

• питающее напряжение;
• диапазон контроля перенапряжения;
• диапазон снижения уровня напряжения;
• границы временной задержки для включения после скачка напряжения;
• границы временной задержки для включения после падения напряжения;
• время, расходуемое на отключение в случае пропадания фазы;
• номинальный ток на контактах электромагнитного реле;
• количество контактов для совершения коммутационных опраций;
• мощность устройства;
• климатическое исполнение;
• механическая и электрическая износоустойчивость.

Схема подключения определяет порядок чередования фаз, поэтому нормальное питание нагрузки возможно при условии их правильного соблюдения на этапе монтажа и настройки. При этом существует возможность регулировки задержки коммутации для различных режимов работы устройства. Таким образом, для двигателей, в момент пуска можно отстроить время задержки срабатывания от 1 до 3 сек, для выдержки пусковых токов.

То же относиться к возможности отстройки аварийного срабатывания в случае перегрузки фаз, где время до коммутации можно регулировать от 5 до 10 сек.

Обзор популярных реле контроля фаз

• Реле РНПП-311 украинского производства является одним из наиболее популярных и подходящих для сетей постсоветского пространства. Аббревиатура расшифровывается как реле напряжения, перекоса и последовательности фаз. Современные модификации, в дополнение к стандартным параметрам способны отслеживать еще и частоту напряжения.
• OMRON K8AB данная модель осуществляет контроль не только за снижением, но и за превышением уровня напряжения, выполняя тем самым функции ограничителя или разрядника, причем, куда более эффективно. Имеет ряд модификаций, отличающихся регулировками порогов срабатывания и техническими параметрами.
• Carlo Gavazzi DPC01 отличается двумя реле на выходных клеммах устройства. Имеет несколько точек регулировки различных параметров, и переключатель режимов. Предоставляет 7 возможных функций по выставлению задержек, интервалов или цикличных функций.
• Реле ЕЛ-11 отечественного производства контролирует параметры электрической сети, может применяться как в закрытых отапливаемых, так и в не отапливаемых помещениях. Устанавливается в любом положении, но требует защиты от прямого попадания на них солнечных лучей и атмосферной влаги.

Типичные схемы подключения

В большинстве случаев, на корпусе каждого устройства производителем устанавливаются все необходимые данные о способе подключения конкретного реле. Для примера заберем несколько схем известных производителей:

Схема подключения РКФ РНПП-311

На схеме показано подключение клеммного ряда к соответствующим фазам линии L1, L2, L3 и нейтрале N. На выходе возможно получить две цепи управления «Выход 1» и «Выход 2», отличающиеся по уровням напряжений.

Схема подключения реле OMRON

Питание осуществляется по вводным каналам L1, L2, L3 и через нейтраль N. На выходе получается два варианта трехфазная трехпроводная система и трехфазная четырехпроводная, для работы с соответствующим коммутатором.

Схема подключения РКФ Carlo Gavazzi

В отличии от предыдущих вариантов клеммы вводов L1, L2, L3 запитываются через предохранители. Блок регулировки параметров позволяет отстраивать соответствующий режим работы и пределы отключения по ним. Два выхода с возможностью ручной коммутации посылают управленческие сигналы на переключение тех или иных устройств.

Последние две схемы демонстрируют работу вторичных цепей отключения нагрузки с соответствующей временной задержкой по этим клеммам. Как видите, все схемы подключения имеют идентичные компоненты, предназначенные для отслеживания всех параметров сети, способных сигнализировать сбой в электроснабжении трехфазных потребителей.

Реле контроля фаз: принцип работы, виды, маркировка + как отрегулировать и подключить

Результатом технической ситуации, когда статорные обмотки двигателя потребляют тока больше установленных параметрических значений, является избыточное тепло. Этот фактор вызывает снижение качества изоляции двигателя. Оборудование выходит из строя.

Времени реакции тепловых реле перегрузки обычно недостаточно, чтобы обеспечить эффективную защиту от избыточного тепла, создаваемого высоким током. В таких случаях только реле контроля фаз видится действенным защитным устройством.

Общая информация по прибору

Функциональность электрических приборов подобного типа существенно шире, нежели только лишь защита от перегрева и КЗ.

На практике отмечены эффективные свойства реле выбора перегруженных фаз, которые в конечном счете обеспечивают комплексную защиту.

Благодаря устройствам отслеживания состояния фаз достигаются преимущества:

• увеличение срока службы двигателя;
• сокращение дорогостоящего ремонта или замену мотора;
• уменьшение времени простоя из-за дефектов двигателя;
• снижение рисков поражения электрическим током.

Кроме того, приспособление обеспечивает надежную защиту от возгорания и от КЗ обмоток двигателя.

Типичное исполнение защитных реле

Существует два основных типа защитных приборов, предназначенных для использования в составе трехфазных систем, — реле измерения тока и измерения напряжения.

Плюсы использования устройств

Преимущественная сторона токовых защитных реле по отношению к реле контроля напряжения очевидна. Этот тип приборов функционирует независимо от влияния ЭДС (электродвижущей силы), которая неизменно сопровождает фазовый сбой при перегрузках двигателя.

Кроме того, устройства, действующие по принципу измерения тока, способны определять аномальное поведение мотора. Контроль возможен либо на стороне линии в цепи ответвления, либо на стороне нагрузки, где установлено реле.

Приборы, контролирующие процесс по принципу измерения напряжения, ограничиваются обнаружением ненормальных условий работы только на стороне линии, где подключено устройство.

Тем не менее приспособления, чувствительные к изменению напряжения, тоже обладают важным преимуществом. Заключается оно в способностях приборов подобного типа обнаруживать ненормальное состояние, не зависящее от состояния двигателя.

К примеру, тип реле, чувствительный к изменениям тока, обнаруживает ненормальное состояние фаз только непосредственно в процессе работы двигателя. А вот устройство измерения напряжения обеспечивает защиту непосредственно перед запуском мотора.

Также среди преимуществ аппаратов измерения напряжения выделяются простая установка и меньшая цена.

Этот тип приборов защиты:

• не нуждается в дополнительных трансформаторах тока;
• применяется независимо от нагрузки системы.

А для его работы требуется всего лишь подключить напряжение.

Обнаружение фазового сбоя

Сбой фазы вполне возможен по причине выхода из строя предохранителя одной из частей системы распределения электроэнергии. Механический отказ коммутационного оборудования или обрыв одной из линий электропередач также провоцируют сбой фазы.

Трехфазный двигатель, работающий на одной фазе, вытягивает необходимый ток из оставшихся двух линий. Попытка его запустить в однофазном режиме приведет к блокировке ротора и двигатель не запустится.

Время реакции на единицу тепловой перегрузки может быть слишком продолжительным, чтобы обеспечить эффективную защиту от чрезмерного нагрева. Если для защиты от него не установлено тепловое реле, то когда происходит сбой из-за перегрева, появившегося в обмотках двигателя.

Защита трехфазного двигателя от фактора отказа фазы затруднена по той причине, что недогруженный трехфазный двигатель, работающий на одной фазе из трех, генерирует напряжение, называемое регенерированным (обратной ЭДС).

Оно образуется внутри оборванной обмотки и практически равняется величине утраченного подводимого напряжения. Поэтому реле измерения напряжения, контролирующие только его величину, в таких ситуациях не обеспечивают полной защиты от фактора отказа фазы.

Более высокая степень защиты может быть получена с помощью устройства, которому доступно обнаружение смещения фазового угла, как правило, сопровождающего отказ фазы. В нормальных условиях трехфазное напряжение составляет 120 градусов по фазе относительно друг друга. Сбой приведет к смещению угла от нормальных показателей в 120 градусов.

Выявление фазового реверса

Реверсирование фазы может произойти:

1. Выполняется техническое обслуживание на моторном оборудовании.
2. В систему распределения электроэнергии внесены изменения.
3. Когда восстановление мощности приводит к другой фазовой последовательности, что была до отключения электроэнергии.

Обнаружение разворота фазы важно, если двигатель, работающий в обратном направлении, может повредить ведомый механизм или, что еще хуже, – нанести физический вред обслуживающему персоналу.

Правила эксплуатации электросетей требуют применения защиты от возможного реверсирования фаз на всем оборудовании, включая транспортные средства для перевозки персонала (эскалаторы, лифты и т. п.).

Обнаружение дисбаланса напряжения

Несбалансированность обычно проявляется, если входящие линейные напряжения, подаваемые электроэнергетической компанией, имеют разные уровни. Дисбаланс может иметь место, когда однофазные нагрузки освещения, электрических выходов,однофазных двигателей и прочего оборудования подключаются на отдельных фазах и не распределяются сбалансированным образом.

В любом из таких случаев в системе образуется дисбаланс тока, который снижает эффективность и сокращает срок службы двигателя.

Несбалансированное или недостаточное напряжение, прикладываемое к трехфазному двигателю, приводит к дисбалансу тока в обмотках статора, равному многократному значению разбаллансировки межфазных напряжений. Этот момент, в свою очередь, сопровождается увеличением нагрева, что является основной причиной быстрого разрушения изоляции двигателя.

Исходя из всех описанных технических и технологических факторов, становится очевидной важность применения этого типа реле и не только для случаев эксплуатации электрических двигателей, но также для генераторов, трансформаторов и прочего электрооборудования.

Как подключить прибор контроля?

Конструкции реле, осуществляющих контроль фаз, при всем имеющемся обширном ассортименте изделий, имеют унифицированный корпус.

Конструктивные элементы изделия

Клеммники для подключения электрических проводников, как правило, выведены на фронтальную часть корпуса, что удобно для проведения монтажных работ.

Сам прибор сделан под установку на рейку типа DIN либо просто на ровную плоскость. Интерфейс клеммника обычно представляет собой стандартный надежный зажим, предназначенный под крепление медных (алюминиевых) жил сечением до 2,5 мм 2 .

Передняя панель прибора содержит регулятор/регуляторы настройки, а также световую контрольную индикацию. Последняя показывает присутствие/отсутствие питающего напряжения, а также состояние исполнительного механизма.

Подключение трехфазного напряжения выполняется на рабочих клеммах устройства, обозначенных соответствующими техническими символами (L1, L2, L3). Монтаж нулевого проводника на таких устройствах обычно не предусматривается, но этот момент конкретно определяется исполнением реле — типом модели.

Для соединения с цепями управления используется вторая интерфейсная группа, состоящая обычно не менее чем из 6 рабочих клемм. Одной парой контактной группы реле коммутируется цепь катушки магнитного пускателя, а через вторую — цепь управления электрооборудования.

Все достаточно просто. Однако каждая отдельная модель реле может иметь свои особенности подключения. Поэтому применяя устройство на практике, следует всегда руководствоваться сопроводительной документацией.

Шаги настройки приспособления

Опять же в зависимости от исполнения, конструкция изделия может оснащаться разными схемными вариантами настройки и регулировки. Есть модели простые, предусматривающие конструктивно вывод на панель управления одного-двух потенциометров. И есть устройства с расширенными элементами настройки.

Среди таких расширенных настроечных элементов часто встречаются блочные микропереключатели, расположенные непосредственно на печатной плате под корпусом прибора или в специальной открываемой нише. Установкой каждого из них в то или иное положение создается требуемая конфигурация.

Настройка обычно сводится к тому, чтобы выставить посредством вращения потенциометров или расположением микропереключателей номинальные значения защиты. Например, для контроля состояния контактов уровень чувствительности разницы напряжений (ΔU) обычно ставят на значение 0,5 В.

Если необходимо контролировать линии питания нагрузки, регулятор чувствительности разницы напряжений (ΔU) настраивают на такое граничное положение, где отмечается точка перехода от рабочего сигнала к аварийному с небольшим допуском в сторону номинала.

Как правило, все нюансы настройки приборов доходчиво описывает сопроводительная документация.

Маркировка устройства контроля фаз

Приборы классического исполнения маркируются просто. На передней или боковой панели корпуса наносится символьно-цифровая последовательность или же обозначение отмечается в паспорте.

Так, устройство российского производства на подключение без нулевого провода маркируется:

ЕЛ-13М-15 АС400В

где: ЕЛ-13М-15 – наименование серии, АС400В – допустимое напряжение переменного тока.

Образцы импортной продукции имеют маркировку несколько иную.

Например, реле серии «PAHA» отмечено следующей аббревиатурой:

PAHA B400 A A 3 C

Расшифровка примерно такая:

1. PAHA — наименование серии.
2. B400 – стандартное напряжение 400 В или подключенное от трансформатора.
3. А – регулировка потенциометрами и микропереключателями.
4. А (Е) – тип корпуса под монтаж на DIN рейку или в специальный разъем.
5. 3 – размер корпуса в 35 мм.
6. С – конец кодовой маркировки.

На некоторых моделях перед пунктом 2 может добавляться еще одно значение. Например, «400-1» или «400-2», а последовательность остальных не изменяется.

Так маркируются аппараты контроля фаз, наделенные дополнительным интерфейсом питания под внешний источник. В первом случае напряжение питания 10-100 В, во втором 100-1000 В.

С принципом действия, конструктивными особенностями и назначением выключателя нагрузки ознакомит следующая статья, прочитать которую мы очень советуем.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик посвящен описанию и обзору отдельно взятого изделия от компании EKF. Однако по такому же принципу действуют практически все выпускаемые аппараты контроля фаз:

При всем многообразии приборов на рынке сложно определить какой-никакой стандарт маркировки. Если зарубежные производители маркируют по одним канонам, то отечественные — по другим. Тем не менее всегда есть возможность обратиться к справочным данным, если требуется точная расшифровка характеристик.

Хотите поделиться собственным опытом в выборе и установке реле напряжения, предназначенного для контроля фаз? Располагаете полезными сведениями, которые пригодятся посетителям сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, публикуйте фотоснимки по теме, задавайте вопросы.

Реле контроля фаз: принцип работы, виды, маркировка, регулировка и подключение

Результатом технической ситуации, когда статорные обмотки двигателя потребляют тока больше установленных параметрических значений, является избыточное тепло. Этот фактор вызывает снижение качества изоляции двигателя. Оборудование выходит из строя.

Времени реакции тепловых реле перегрузки обычно недостаточно, чтобы обеспечить эффективную защиту от избыточного тепла, создаваемого высоким током. В таких случаях только реле контроля фаз видится действенным защитным устройством.

• Общая информация по прибору
• Типичное исполнение защитных реле
  • Плюсы использования устройств
  • Обнаружение фазового сбоя
  • Выявление фазового реверса
  • Обнаружение дисбаланса напряжения
• Как подключить прибор контроля
  • Конструктивные элементы изделия
  • Как настроить приспособление
  • Маркировка устройства контроля фаз
• Выводы и полезное видео по теме

Общая информация по прибору

Функциональность электрических приборов подобного типа существенно шире, нежели только лишь защита от перегрева и КЗ.

На практике отмечены эффективные свойства реле выбора перегруженных фаз, которые в конечном счете обеспечивают комплексную защиту.

Благодаря устройствам отслеживания состояния фаз достигаются преимущества:

• увеличение срока службы двигателя;
• сокращение дорогостоящего ремонта или замену мотора;
• уменьшение времени простоя из-за дефектов двигателя;
• снижение рисков поражения электрическим током.

Кроме того, приспособление обеспечивает надежную защиту от возгорания и от КЗ обмоток двигателя.

Типичное исполнение защитных реле

Существует два основных типа защитных приборов, предназначенных для использования в составе трехфазных систем, — реле измерения тока и измерения напряжения.

Плюсы использования устройств

Преимущественная сторона токовых защитных реле по отношению к реле контроля напряжения очевидна. Этот тип приборов функционирует независимо от влияния ЭДС (электродвижущей силы), которая неизменно сопровождает фазовый сбой при перегрузках двигателя.

Кроме того, устройства, действующие по принципу измерения тока, способны определять аномальное поведение мотора. Контроль возможен либо на стороне линии в цепи ответвления, либо на стороне нагрузки, где установлено реле.

Приборы, контролирующие процесс по принципу измерения напряжения, ограничиваются обнаружением ненормальных условий работы только на стороне линии, где подключено устройство.

Тем не менее приспособления, чувствительные к изменению напряжения, тоже обладают важным преимуществом.

Заключается оно в способностях приборов подобного типа обнаруживать ненормальное состояние, не зависящее от состояния двигателя.

К примеру, тип реле, чувствительный к изменениям тока, обнаруживает ненормальное состояние фаз только непосредственно в процессе работы двигателя.

А вот устройство измерения напряжения обеспечивает защиту непосредственно перед запуском мотора.

Также среди преимуществ аппаратов измерения напряжения выделяются простая установка и меньшая цена. Этот тип приборов защиты:

• не нуждается в дополнительных трансформаторах тока;
• применяется независимо от нагрузки системы.

А для его работы требуется всего лишь подключить напряжение.

Обнаружение фазового сбоя

Сбой фазы вполне возможен по причине выхода из строя предохранителя одной из частей системы распределения электроэнергии.

Механический отказ коммутационного оборудования или обрыв одной из линий электропередач также провоцируют сбой фазы.

Трехфазный двигатель, работающий на одной фазе, вытягивает необходимый ток из оставшихся двух линий. Попытка его запустить в однофазном режиме приведет к блокировке ротора и двигатель не запустится.

Время реакции на единицу тепловой перегрузки может быть слишком продолжительным, чтобы обеспечить эффективную защиту от чрезмерного нагрева, генерируемого в обмотках двигателя, когда происходит сбой.

Защита трехфазного двигателя от фактора отказа фазы затруднена по той причине, что недогруженный трехфазный двигатель, работающий на одной фазе из трех, генерирует напряжение, называемое регенерированным (обратной ЭДС).

Оно образуется внутри оборванной обмотки и практически равняется величине утраченного подводимого напряжения.

Поэтому реле измерения напряжения, контролирующие только его величину, в таких ситуациях не обеспечивают полной защиты от фактора отказа фазы.

Более высокая степень защиты может быть получена с помощью устройства, которому доступно обнаружение смещения фазового угла, как правило, сопровождающего отказ фазы.

В нормальных условиях трехфазное напряжение составляет 120 градусов по фазе относительно друг друга. Сбой приведет к смещению угла от нормальных показателей в 120 градусов.

Выявление фазового реверса

Реверсирование фазы может произойти:

1. Выполняется техническое обслуживание на моторном оборудовании.
2. В систему распределения электроэнергии внесены изменения.
3. Когда восстановление мощности приводит к другой фазовой последовательности, что была до отключения электроэнергии.

Обнаружение разворота фазы важно, если двигатель, работающий в обратном направлении, может повредить ведомый механизм или, что еще хуже, – нанести физический вред обслуживающему персоналу.

Правила эксплуатации электросетей требуют применения защиты от возможного реверсирования фаз на всем оборудовании, включая транспортные средства для перевозки персонала (эскалаторы, лифты и т. п.).

Обнаружение дисбаланса напряжения

Несбалансированность обычно проявляется, если входящие линейные напряжения, подаваемые электроэнергетической компанией, имеют разные уровни.

Дисбаланс может иметь место, когда однофазные нагрузки освещения, электрических выходов,однофазных двигателей и прочего оборудования подключаются на отдельных фазах и не распределяются сбалансированным образом.

В любом из таких случаев в системе образуется дисбаланс тока, который снижает эффективность и сокращает срок службы двигателя.

Несбалансированное или недостаточное напряжение, прикладываемое к трехфазному двигателю, приводит к дисбалансу тока в обмотках статора, равному многократному значению разбалансировки межфазных напряжений.

Этот момент, в свою очередь, сопровождается увеличением нагрева, что является основной причиной быстрого разрушения изоляции двигателя.

Исходя из всех описанных технических и технологических факторов, становится очевидной важность применения этого типа реле и не только для случаев эксплуатации электрических двигателей, но также для генераторов, трансформаторов и прочего электрооборудования.

Как подключить прибор контроля

Конструкции реле, осуществляющих контроль фаз, при всем имеющемся обширном ассортименте изделий, имеют унифицированный корпус.

Конструктивные элементы изделия

Клеммники для подключения электрических проводников, как правило, выведены на фронтальную часть корпуса, что удобно для проведения монтажных работ.

Сам прибор сделан под установку на рейку типа DIN либо просто на ровную плоскость.

Интерфейс клеммника обычно представляет собой стандартный надежный зажим, предназначенный под крепление медных (алюминиевых) жил сечением до 2,5 мм 2 .

Передняя панель прибора содержит регулятор/регуляторы настройки, а также световую контрольную индикацию. Последняя показывает присутствие/отсутствие питающего напряжения, а также состояние исполнительного механизма.

Подключение трехфазного напряжения выполняется на рабочих клеммах устройства, обозначенных соответствующими техническими символами (L1, L2, L3).

Монтаж нулевого проводника на таких устройствах обычно не предусматривается, но этот момент конкретно определяется исполнением реле — типом модели.

Для соединения с цепями управления используется вторая интерфейсная группа, состоящая обычно не менее чем из 6 рабочих клемм.

Одной парой контактной группы реле коммутируется цепь катушки магнитного пускателя, а через вторую — цепь управления электрооборудования.

Все достаточно просто. Однако каждая отдельная модель реле может иметь свои особенности подключения.

Поэтому применяя устройство на практике, следует всегда руководствоваться сопроводительной документацией.

Как настроить приспособление

Опять же в зависимости от исполнения, конструкция изделия может оснащаться разными схемными вариантами настройки и регулировки.

Есть модели простые, предусматривающие конструктивно вывод на панель управления одного-двух потенциометров. И есть устройства с расширенными элементами настройки.

Среди таких расширенных настроечных элементов часто встречаются блочные микропереключатели, расположенные непосредственно на печатной плате под корпусом прибора или в специальной открываемой нише. Установкой каждого из них в то или иное положение создается требуемая конфигурация.

Настройка обычно сводится к тому, чтобы выставить посредством вращения потенциометров или расположением микропереключателей номинальные значения защиты.

Например, для контроля состояния контактов уровень чувствительности разницы напряжений (ΔU) обычно ставят на значение 0,5 В.

Если необходимо контролировать линии питания нагрузки, регулятор чувствительности разницы напряжений (ΔU) настраивают на такое граничное положение, где отмечается точка перехода от рабочего сигнала к аварийному с небольшим допуском в сторону номинала.

Как правило, все нюансы настройки приборов доходчиво описывает сопроводительная документация.

Маркировка устройства контроля фаз

Приборы классического исполнения маркируются просто. На передней или боковой панели корпуса наносится символьно-цифровая последовательность или же обозначение отмечается в паспорте.

Так, устройство российского производства на подключение без нулевого провода маркируется:

ЕЛ-13М-15 АС400В

где: ЕЛ-13М-15 – наименование серии, АС400В – допустимое напряжение переменного тока.

Образцы импортной продукции имеют маркировку несколько иную. Например, реле серии «PAHA» отмечено следующей аббревиатурой:

PAHA B400 A A 3 C

Расшифровка примерно такая:

1. PAHA — наименование серии.
2. B400 – стандартное напряжение 400 В или подключенное от трансформатора.
3. А – регулировка потенциометрами и микропереключателями.
4. А (Е) – тип корпуса под монтаж на DIN рейку или в специальный разъем.
5. 3 – размер корпуса в 35 мм.
6. С – конец кодовой маркировки.

На некоторых моделях перед пунктом 2 может добавляться еще одно значение. Например, «400-1» или «400-2», а последовательность остальных не изменяется.

Так маркируются аппараты контроля фаз, наделенные дополнительным интерфейсом питания под внешний источник. В первом случае напряжение питания 10-100 В, во втором 100-1000 В.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик посвящен описанию и обзору отдельно взятого изделия от компании EKF. Однако по такому же принципу действуют практически все выпускаемые аппараты контроля фаз:

При всем многообразии приборов на рынке, сложно определить какой-никакой стандарт маркировки. Если зарубежные производители маркируют по одним стандартам, то отечественные — по другим. Тем не менее всегда есть возможность обратиться к справочным данным, если требуется точная расшифровка значений всех параметров, характеризующих конкретную модель.

Реле контроля фаз и напряжения – для чего предназначено, устройство и принцип работы

При питании электроустановки от 3-фазной сети возможно снижение или повышение напряжении, обрыв одной из фаз или «0-го» проводника, а также несимметричности I и U. Для защиты оборудования от этих ситуаций устанавливается реле контроля фаз.

Ниже рассмотрим, в чем особенности этого устройства, для чего оно предназначено, и каковы тонкости подключения изделия. Кроме того, приведем советы по выбору и опишем лучшие модели, которые достойны внимания.

Для чего предназначено

Реле контроля фаз и напряжение — устройство, которое необходимо при подключении оборудования к системе с тремя фазами, а также в ситуациях, когда важно соблюсти правильное чередование.

На практике изделие применяется при частом переносе оборудования, когда при изменении фазировки возможно его повреждение или некорректная работа.

Яркий пример — компрессор винтового типа, неправильное подключение которого и включение на срок больше пяти секунд приводит к поломке дорогостоящего изделия.

Реле контроля фаз и напряжения позволяет определить следующие проблемы:

• Обрыв любой из фаз;
• Повышение или снижение напряжения выше (ниже) заданного уровня;
• Нарушение фазировки (порядка подключения фаз);
• Обрыв «нуля»;
• Несимметрия I и U (здесь речь идет о перекосе фаз, когда угол между векторами значительно больше или меньше 120 градусов).

Принципиальная схема устройства показана ниже.

В некоторых реле предусмотрена возможность изменения уставок по верхнему и нижнему пределу U, а также T (времени) срабатывания.

Как правило, выходная контактная группа реле является «сухой». При этом в распоряжении есть два варианта — нормально замкнутые и разомкнутые. В некоторых моделях предусмотрены элементы, работающие на индукционном принципе.

Устройство и принцип работы

Несмотря на многообразие реле контроля фаз напряжения, конструктивные особенности почти неизменны. В основе устройства лежат микропроцессоры с заложенной в них программой и возможностью пользовательской настройки. Такая конструкция обеспечивает надежность работы и неприхотливость обслуживания.

В конструкцию изделия также входит схема, рассчитывающая порядок расположения (последовательности) фаз, а также контролирующая соответствие текущей ситуации той программе, которая заложена в реле.

На простейших моделях ко входу подходит три фазы и нулевой проводник, а на выходных клеммах предусмотрено реле с меняющимся контактом.

Напряжение на внутреннюю схему, как правило, подается с первой фазы (L1). Для наглядности устанавливается пара или более индикаторов (многое зависит от модели изделия) и компании-производителя.

В более дорогостоящих реле предусмотрен регулятор, позволяющий менять уставку по времени (смотрите фото выше). Благодаря этой опции, можно увеличивать или уменьшать время срабатывания реле при выполнении определенной программы.

Кроме того, во многих устройствах предусмотрена схема, реагирующая на снижение или повышение напряжения.

В основе работы реле контроля фаз U лежит выделение гармоник обратной последовательности (от 2-х и выше). При этом используются только кратные «двойке» гармоники, то есть «четвертая», «шестая», «восьмая» и прочие гармонические составляющие. Именно они появляются в случае обрыва любой из питающих фаз.

Для выделения таких U используются специальные фильтры (также обратной последовательности), роль которых играют фильтры аналогового типа. В их состав входят активные и реактивные узлы (резисторы и конденсаторы соответственно).

К наиболее популярным типам реле, предназначенным для контроля фаз, можно отнести модели ЕЛ следующих серий — 11, 12, 13, 11МТ и 12МТ.

Важно учесть, что сфера применения изделия зависит от их типов реле контроля фаз напряжения (ЕЛ):

• 11 и 11 МТ — защита источников питания, участие в системе АВР, питание преобразователей и генераторных установок.
• 12 и 12МТ — для защиты кранов, имеющих мощность, не превышающую 100 кВт.
• 13 — применяются при подключении электрических моторов реверсивного типа, имеющих мощность до 75 кВт.

Фиксация устройств осуществляется на специальную DIN-рейку или только винтами (в зависимости от ситуации).

Характеристики

Современные реле контроля фаз выбираются с учетом следующих характеристик:

1. НАПРЯЖЕНИЕ. Рабочее U напрямую зависит от спецификации оборудования. К примеру, EL серии 11 могут работать на напряжении от 100 до 415 В (в том числе 110 В, 220 В, 380 В и 400 В). Что касается ЕЛ 13, они работают на напряжении 220 и 380 В.
2. ГРАНИЦА СРАБАТЫВАНИЯ. Этот параметр также зависит от вида реле и сложившейся ситуации. Так, при симметричном уменьшении напряжения устройства ЕЛ серий 11, 12 и 13 имеют минимальный предел, равный 0,7; 0,5 и 0,5 Uфн соответственно. В случае обрыва одной или более фаз все реле сработают. Если нарушено чередование, то модели ЕЛ11 и 12 распознают проблему и замыкают контактную группу, а ЕЛ13 нет.
3. ВРЕМЯ ЗАДЕРЖКИ. Этот показатель отражает, насколько задерживается срабатывание реле контроля фаз напряжения при достижении необходимой уставки (заданное пороговое значение). Для моделей ЕЛ11 и 12 этот показатель равен от 0,1 до 10 секунд (в зависимости от регулировки), а для ЕЛ13 — до 0,15 с.
4. РАБОЧАЯ ТЕМПЕРАТУРА. Как и в рассмотренных выше случаях, здесь ситуация зависит от типа реле. ЕЛ типа 11 и 12 работают от 40 градусов мороза до 40 градусов тепла. Что касается ЕЛ13, эти реле имеют меньший диапазон — от -10 до +45 градусов Цельсия.
5. Температура хранения — от -60 до +50 градусов Цельсия.
6. Вес изделия — 300 грамм (ЕЛ 11 и 13) и 250 грамм (ЕЛ 12).

Тонкости выбора

При выборе реле контроля фаз напряжения нужно ориентироваться на технические параметры устройства, которое подключается к цепи.

Для примера рассмотрим ситуацию, когда нужно выбрать модель для подключения АВР.

Алгоритм действий следующий:

• ОПРЕДЕЛЯЕМ СПОСОБ ПОДКЛЮЧЕНИЯ — с «нулем» или без него.
• ОПРЕДЕЛЯЕМСЯ С ПАРАМЕТРАМИ. Для схемы АВР важно, чтобы устройство контролировало факт обрыва фаз и последовательность фаз. При этом время задержки должно быть в диапазоне между 10 и 15 секундами. Требуется наличие контроля колебаний U больше или меньше уставки. Чтобы коммутировать реле с 0-ым проводом требуется визуальный контроль для каждой из фаз.

После анализа рассмотренных требований можно отдать предпочтение ЕЛ11Е.

Кроме того, при выборе нужно учитывать модификацию реле. К примеру, устройства отечественного производства обозначаются, как ЕЛ.

Что касается зарубежных изделий, их маркировка несколько иная. К примеру, РАНА В380 А А 3 С. Здесь «РАНА» — наименование серии, В380 — напряжение 380В. Следующие две буквы А — регулирование с помощью потенциометра и тип монтажа (под дин-рейку). Цифра «3» показывает размер корпуса 3,5 см, а С — последняя цифра маркировки.

Реле контроля фаз ЕЛ-11Е (380 В, 50 Гц), РКФ, ИЭК

Эти модели реле контроля фаз выпускает компания «Меандр», которая работает на рынке с 1992 года. Расположена компания в городе Санкт-Петербург.

В основе деятельности компании лежит разработка и изготовление устройств промышленной автоматики. За время существования компании удалось занять лидирующие позиции по изготовлению электронных устройств на российском рынке. Число производимых товаров превышает 500 единиц.

Клиентам предприятия являются такие гиганты, как Газпром, РЖД, Концерн Аврора, Ленэнерго и другие. Товары компании пользуются высоким спросом, благодаря качеству и широкому модельному ряду.

В распоряжение клиентов поступают электронные реле времени, приборы контроля напряжения, реле максимального тока, устройства управления освещением и многое другое.

Описание и технические характеристики реле ЕЛ-11Е (380 Вольт, 50 Гц)

Реле ЕЛ-11Е имеет по одному нормально замкнутому, нормально-разомкнутому и перекидному контакту.

Устройство предназначено для контроля фаз в 3-фазной сети, работает на переменном напряжении 380 Вольт. На практике применяется для контроля наличия U и правильности симметрии.

Кроме того, реле могут применяться для проверки правильности чередования фазировки в системах 3-фазного напряжения и в других случаях.

Технические характеристики ЕЛ-11Е и других модификаций серии.

К дополнительным плюсам стоит отнести контроль минимального и максимального U, функцию гистерезиса для 3-фазного тока.

Принципиальная схема показана ниже.

Описание и технические характеристики РКФ-М05-1-15/РКФ-М05-2-15

Реле РКФ-М05-1-15/РКФ-М05-2-15 применяются для контроля 3-фазного U в 3-проводных сетях (там, где не предусмотрено «нейтрали»).

С помощью устройства можно контролировать обрыв, правильность чередования и факт «слипания» фаз. Порог срабатывания по напряжению находится в диапазоне от 105 до 130% от номинального U.

Нижний порог U можно регулировать в диапазоне от 70 до 95%. Уставку по времени также удается менять от 0,1 до 10 с в зависимости от поставленной задачи.

Реле выпускается в пластмассовом корпусе и крепится на ДИН-рейку, имеющую ширину 35 мм. Максимальное напряжение составляет 400 В.

Описание и технические характеристики ИЭК ЕЛ-11М-15

Реле ЕЛ-11М-15 — устройство, предназначенное для применения в схемах автоматического управления. Применяется для контроля U в 3-фазных сетях без 0-го проводника. С помощью прибора можно контролировать и вовремя определять порядок чередования, факт обрыва и «слипания» разных фаз.

Кроме того, ЕЛ-11М-15 реагирует на факт повышения или снижения U выше (ниже) установленного параметра.

Применяется для защиты преобразователей электроэнергии и других источников питания. Эту модель нельзя применять в схемах АВР, где имеется нейтраль.

Это связано с тем, что в случае обрыва «0-го» провода возникает перекос напряжений и возможна поломка потребителей, работающих на одной фазе.

Модель потребляет меньше 2 ВА. Отключение происходит при превышении номинального U больше, чем на 30 процентов от уставки. Отключение происходит при уменьшении U ниже отметки 0,8 U ном. При появлении асимметрии между фазами больше 30% происходит отключение.

Реле контроля фаз Шнайдер

Компания Schneider (Шнайдер) считается одним из лучших производителей устройств в сфере электроэнергетики. Изделия этого предприятия активно применяются как на гражданских объектах, так и в крупных промышленных организациях.

Преимущества товаров предприятия заключаются в гибкой ценовой политике высоком качестве и специальных условий для покупателей.

Компания производит автоматические выключатели, предохранители, выключатели нагрузки и щитовое оборудование.

Кроме того, на заводе Schneider выпускаются реле, рубильники, розетки, контакторы и многие другие устройства.

К популярным моделям можно отнести реле:

• Контроля 1-фазного напряжения (от 65 до 260 В и временной выдержкой от 0,1 до 10 с — RM17UBE
• Контроля 3-фазного напряжения (от 208 до 480 В) — RM17TE
• Контроля 1-фазного напряжения (от 160 до 280 В, 30-секундная задержка) — EZ9C
• Контроля 3-фазного напряжения (от 208 до 480 В) — RM17TT00 и другие.

Реле контроля фаз ABB

Компания ABB ведет деятельность с 1883 года, что является лишним подтверждением надежности и востребованности продукции швейцарского бренда.

Первоначально производитель изготавливал генераторы и осветительные устройства, но с 1891 года начался выпуск электрических машин.

На современном этапе офисы производителя работают в многочисленных странах мира, а их число перевалило через отметку 100.

Компания производит и выпускает на рынок изделия для автоматизации производства, генерации и передачи электричества, защиты и автоматизации различных объектов в энергетическом секторе.

К наиболее востребованным моделям можно отнести следующие реле контроля напряжения — CM-PVE, CM-MPS.21S, CM-MPS.41S, CM-PFS и другие.

Все они различаются по уровню напряжения, типу крепления, времени выдержки и другим параметрам.

Как подключить устройство? Схемы

Сразу отметим, что в случае применения частотного преобразователя в схеме подключения оборудования, установка реле контроля напряжения не требуется.

При подключении изделия важно ориентироваться на инструкцию, которая поставляется производителем. В большинстве случаев схема указана прямо на корпусе изделия, что упрощает монтаж и подключение.

Подключение к контактам изделия на входе и выходе осуществляется с помощью проводов, а их крепление производится под специальные зажимы.

В качестве проводника используются провода на 2,5 «квадрата» или сдвоенные провода по 1,5 «квадрата». При подключении важно соблюдать правильное чередование трех фаз.

Схема подключения может быть различной, как с «нулевым» проводом, так и без него. Первый вариант, как правило, встречается в частных домах и квартирах. В этом случае нагрузка равномерно подключается на каждую из фаз. Если имеется отклонение от нормы, происходит срабатывание реле.

Схема и видео подключения ЕЛ-11М-15

Схема подключения РФК-М05-1-15, РФК-М05-2-15

Чтобы избежать погашения света во всей квартире или доме, устанавливаются три разных изделия (индивидуально для каждой из фаз). При появлении проблем в одной из фаз срабатывает ответственное реле, а по остальным фазам продолжает поступать нагрузка.

Итоги

Важность реле контроля фаз сложно переоценить. С его помощью удается вовремя определить обрыв любой из фаз, повышение или снижение U выше (ниже) заданного параметра, проблемы в фазировке или обрыв «нулевого» проводника».

Но это лишь часть возможностей изделия, позволяющих предотвратить более серьезную аварию и защитить дорогое оборудование от поломки.

Принцип работы и виды реле контроля фаз

Все современные механизмы, облегчающие труд и бытовые работы, функционируют на основе электричества. Для питания применяется переменный ток, поставляемый конечному потребителю тремя фазами и нейтралью энергетической сети.

При нагрузке линии менее 10 кВт для питания маломощной техники достаточно подводить одну из фаз, вместе с нейтралью. Что обычно и делается в отношении жилых помещений. Зачастую вводом в квартиру или дом выступает всего два провода. Хотя есть и исключения. К примеру, в некоторых моделях холодильников, вентиляционных механизмов или плит, обязательно подключение всех трех фаз. Другое дело производства, где используются мощные электромоторы, сварки, компрессоры и все прочие механизмы, сильно нагружающие сети электропитания. Снабжение их полноформатным электрическим током обеспечивает необходимую функциональность с покрытием всех возникающих запросов.

Для механизмов, использующих полнофазное питание, есть некоторые требования к его характеристикам. Речь идет об очередности и вольтаже во всех трех линиях. Если они отличаются от стандарта или неправильны подведены, КПД конечных устройств будет ниже. Последнее в большей степени затрагивает электродвигатели и трансформаторы тока. С целью соблюдения настоящего условия соответствия и применяются реле контроля фаз вводных линий.

Что такое переменный ток

Стандартный трехфазный ввод:

С целью понимания необходимости 3 фаз электропитания и соответствующей защиты на линиях, вначале разберем о каком конкретно токе идет речь. В отличие от постоянного, движение электронов в каждой линии переменного тока происходит в соответствии с синусоидальным напряжением поля. В момент, когда оно достигает своего пика, перемещение частиц максимально в канале по направлению к нейтрали или фазового провода с текущим нулевым индексом. Последний становится таким в период, когда мощность поля в нем равна «0». Затем сила, приводящая в движение электроны своего знака, изменяет полярность и продолжает перемещать в канале уже частицы с противоположным зарядом.

Подобное периодическое движение электронов и служит сущностью понятия переменного тока. Его плюсы по сравнению с постоянным:

1. Нагрузка линии не постоянна, а значит каналы передачи энергии можно сделать физически тоньше относительно используемых при непрерывном движении электронов.
2. Возможность экономичной передачи тока на большие расстояния, за счет поднятия его вольтажа несложными трансформаторами в начале пути и последующим уменьшением его до рабочих характеристик, такими же аппаратами, находящимися на стороне получателя.
3. Упрощается создание кругового магнитного поля, что дает возможность облегчить конструкцию электромоторов.
4. Получение двух рабочих напряжений в трехфазных устройствах.
5. При симметричных характеристиках на всех трех линиях, конечный потребитель, использующий их для своего питания, не нуждается в отдельной нейтрали. Ему достаточно приходящего переменного тока. Конечно, при соответствующем соединении линий и нагрузки.

Пример системы 3 фаз без нейтрали — соединение «звездой»:

Еще один способ подключения трехфазового оборудования без нейтрали (если в его конструкции нагрузка соединена в связку типа «треугольник»). Правда, для названого случая обязателен монтаж с правильным чередованием вводных фаз.

Соединение треугольником потребителей и генераторных мощностей:

Одну из фаз вместе с нейтралью, можно использовать для питания относительно слабого по мощности потребителя, что и делается в отношении жилых помещений. На всю квартиру обычно заводят только одну линию из трех с общим нулем.

Зачем нужно реле контроля фаз

Ранее были описаны плюсы при использовании фазового питание. Есть и минусы:

1. Происходит небольшая, но постоянная потеря реактивной мощности в соединяющих проводах.
2. При обрыве нулевого провода и несимметричной нагрузке на каналы сети, в момент синусоидального простоя, по одной из линий может пройти напряжение выше нормы, что зачастую и губит квартирную бытовую технику. Она перегорает от излишних токов. Что происходит при разрыве нуля:
3. Перечисленное во втором пункте происходит еще и по причине чрезмерного потребления на одной или двух фазах общей цепи питания. Скажем, когда нагрузка не сбалансирована.
4. Излишнее использование импульсных блоков питания на одной из приходящих линий может вызвать проблему гармоник, кратных третьей. Что в конечном итоге приводит к возникновению излишних токов в нейтрали сети. Распространение блоки питания настоящего типа получили в малогабаритной технике, наподобие ПК, ноутбуков, зарядок, офисного оборудования и многих других устройств.
5. В случае обрыва одной или нескольких фаз, коэффициент полезного действия питаемого оборудования резко снижается, а общая нагрузка на сеть увеличивается. Это может привести к весьма печальным последствиям.
6. Нарушение порядка чередования также приведет к выходу техники из строя. Примером может стать промышленный винтовой компрессор. Если он подключается к линии неверно, обмотки двигателя зачастую перегорают.

Именно для целей предотвращения перечисленных факторов, приводящих к выходу из строя конечных потребителей, и применяется реле контроля фаз.

Принцип работы реле

С переменным током и причинами проблем на линии разобрались. Осталось понять, зачем нужно фазное реле и каков принцип его работы.

Одна из производимых промышленностью моделей реле контроля фаз:

Функциональность реле построена на основе размыкания всех трех каналов, участвующих в поставке энергии.

Это для тех случаев, когда происходит:

• разрыв «нуля»;
• асимметрия фазного тока;
• уменьшение или повышение уровня напряжения на одной из линий;
• нарушение в правильном чередовании фаз.

Выключение в идеале производится не сразу, а через небольшой период времени (в расчете на то, что колебание параметров сети имеет разовый характер и сразу нормализуется). К примеру, такое случается одномоментным образом с подсоединением к линии мощного потребителя. Из-за этого в аппарат защиты обычно встраивается реле времени, контролирующее период срабатывания.

Не все выпускаемые заводами модели оснащены полным функционалом устройства. Некоторые из дешевых реле контроля фаз определяют только один из факторов, требующий действия. Зачастую в них отсутствует и таймер.

При желании можно сделать простой аппарат защиты подключенных многофазных устройств своими руками, используя приведенную схему:

Это наиболее простая конструкция из множества возможных. Тем не менее, свою функцию защиты на базовом уровне она выполняет.

Главное, что нужно помнить о принципе работы реле контроля фаз — оно определяет только состояние входящей линии, а не каналов потребления. То есть, если происходит какая-либо проблема на клиентских устройствах, в отличие от иных автоматов отключения, срабатывания системы защиты ждать не стоит.

Различия моделей

Как было описано ранее, основой различия реле контроля фаз, представленных на рынке, служит ширина возможностей. В настоящем устройстве не сильно важна цифровая составляющая, для наблюдения за характеристиками сети вполне достаточно обычной электронной схемы. А вот возможность установки изначальных параметров срабатывания защиты зачастую необходима.

Таблица нескольких моделей реле контроля фаз:

Наименование	Задержка срабатывания (сек)	Задание начальных характеристик&	Факторы, приводящие реле в действие					Цена на октябрь 2020 г. (руб.)
			Перекос	Мин. напряжение	Макс. напряжение	Обрыв	Чередование
IEK ORF-06-220-460VAC	0.5	Есть	Да	Да	Да	Да	Да	1743
IEK ORF-03-220-460VAC	0.5	Нет	Нет	Нет	Нет	Да	Нет	1555
EKF RKF-8	0.5–10	Есть	Да	Да	Да	Да	Да	2249
F & F CKF-318-1	0.3–15	Есть	Да	Да	Да	Да	Да	1890
TDM ЕЛ-11М-3х380В	0.5–4	Есть	Да	Да	Да	Да	Да	1312
Line Energy RKF-03-02	0.1–99.9	Есть	Да	Да	Да	Да	Да	2000

Примечание: ошибку неправильного чередования фаз автомат отключения может отловить и за счет перекоса напряжения, так что корректный монтаж его в любом виде исполнения к трехфазовой сети обязателен.

В приведенном перечне указаны не все модели, получившие широкое распространенные, но он позволяет сделать прикидку средней цены аппаратов защиты одинаковой функциональности.

Вопрос выбора

Основные характеристики, которыми рекомендуется руководствоваться при выборе реле контроля фаз:

1. Скорость срабатывания.
2. Наличие реле времени на задержку включения и отсечки.
3. Установка параметров вручную, и широта их задания. Последнее как раз скажет лучше любой документации о чувствительности устройства защиты.
4. Функциональная полнота, выраженная в контроле перекосов, напряжений, направлений и обрывов фазовых линий и/или нейтрали.
5. Шасси монтажа. Некоторые модели рассчитаны на установку в стандартную DIN-рейку для классического щитка, другие крепятся непосредственно к ровным поверхностям. Не редкость и объединение разных фиксаторов в одном корпусе.

Смонтированное реле контроля фаз в стандартный щиток:

Вторичным условием выбора можно назвать класс защиты устройства — его IP-индекс. Но он важен только при использовании автомата отключения без дополнительного корпуса, при установке непосредственно на улице.

Схемы подключения

Осталось рассмотреть, как подключить реле контроля фаз к существующей линии. Речь идет не о частных бытовых случаях, использующих один канал питания и нейтраль. Монтаж автомата защиты оправдан в отношении ввода ко многим потребителям или организации снабжения энергией мощного оборудования. Он производится согласно следующей схеме:

Само устройство проходное и устанавливается после трехфазовых рубильников, на линию между ними и потребителями. Схема подключения реле контроля фаз достаточно проста, но нуждается в уточнении к каждой модели автомата. Контактные последовательности могут отличаться, хотя метки соединяемых линий обычно нанесены на корпус аппарата. Кроме того, есть реле, оснащенные внутренним контактором. Существуют и модели, для которых обязательно использование отдельного, внешнего. Сами же проводники ввода обычно выполнены в соответствии со следующей цветовой маркировкой:

Реле контроля фаз к конечному устройству зачастую проводится с использованием дополнительных аппаратов защиты, которые контролируют состояние внутренней линии. К примеру, схема подсоединения промышленного насоса:

Есть некоторые реле, содержащие в своей конструкции контактные группы, используемые при состоянии «выключено». То есть, внутреннее устройство автомата, отключая ход энергии по одним входящим каналам, перенаправляет их на другие. Последнее достаточно интересно в плане резервного энергоснабжения оборудования. Например, если на одном вводе возникла проблема, реле перекинет потребителей на иной.

Схема монтажа для использования резервной линии подачи тока:

Для защиты мощного и дорогого оборудования, подключаемого к полноформатному питанию, необходимо использовать реле контроля фаз. Отсекая внешнюю линию энергоснабжения при обнаружении проблем, возникших на каком-либо канале, автомат спасает конечную и сопутствующую технику от выхода из строя. Вместе с этим, если характеристики сети приходят в норму, реле автоматически произведет соединение ввода с потребителями.

Единственный минус подобной защиты — ее направленность на внешние условия. Все, что происходит на линии после реле контроля фаз, никакого влияния на его работу не оказывает. Соответственно и использовать автомат такого типа нужно в совокупности с иными средствами защиты энергосетей.

Видео по теме

Спасаем оборудование от поломок: реле контроля фаз, его назначение и подключение

На чтение: 7 минут Нет времени?

В частных секторах, особенно, если разводка питания производилась недостаточно квалифицированными специалистами, часто возникает такая проблема, при которой напряжение на одной фазе значительно ниже, чем показатели по другой. В результате, начинает выходить из строя и оборудование, требующее 380 В, и бытовая техника, работающая от 220 В, которое подключено к слабой фазе. Выходом из сложившейся ситуации может стать установка реле контроля фаз. Что это за оборудование, как оно подключается и для чего служит – вот основные вопросы, которые будут рассмотрены в сегодняшней статье.

Читайте в статье

Для чего предназначено реле контроля фаз

Это оборудование предназначено для защиты бытовых приборов и оборудования, подключаемого к трёхфазной сети путём контроля наличия напряжения, его симметричностью и правильным чередованием. В зависимости от функционала, реле контроля напряжения может поддерживать заданный диапазон, полностью отключая питание на линии, при его нарушении в сторону повышения или понижения на одной из фаз.

Такое оборудование рационально размещать там, где электроприборы часто переключаются с линии на линию или в случае установки электродвигателей, в которых перекос фаз вызывает повышение температуры и, как следствие, перегрев и сгорание обмоток.

Как устроено реле контроля напряжения, по какому принципу оно работает

Устройство подобного оборудования включает в себя не только микропроцессоры, которые упрощают настройку реле и повышают его надёжность. Также в схеме присутствуют и схемы, которые вычисляют распределение фаз и контролируют срабатывание контактов на выходе в соответствии с заданными параметрами.

Схема реле контроля фаз. Это довольно сложное устройство
ФОТО: 110volt.ru

Индикаторы на лицевой панели (количество зависит от конструктивных особенностей) помогают визуально определить причину отсечки. Что касается принципа работы, то его можно сравнить с объединёнными в одном корпусе несколькими элементами защитной автоматики. К примеру, при исчезновении напряжения на одной из фаз двигатель станка начинает греться. Превышение определённой температуры приводит к срабатыванию теплового реле, производящего отсечку. Однако это уже критические режимы. Реле контроля фаз срабатывает значительно раньше, не позволяя электродвигателю нагреться, что значительно продлевает срок его службы.

Реле контроля фаз требует хорошей вентиляции в распределительном щитке
ФОТО: mastergrad.com

Разделение реле контроля фаз по типам

Выбор типа реле контроля фаз зависит от области его применения. Среди них можно выделить оборудование ЕЛ серий:

• ЕЛ11 и ЕЛ11МТ – защищают блоки питания, участвуют в системах АВР, питании различных преобразователей и трансформаторов, генераторов;
• ЕЛ12 и ЕЛ12МТ – защищают установки, в том числе краны, мощностью не более 100 кВт;
• ЕЛ13 – защита реверсивных электродвигателей, мощностью не более 75 кВт.

ЕЛ11 отечественного производства выглядят довольно грубо
ФОТО: price-altai.ru

Технические характеристики оборудования

При выборе типа реле контроля фаз следует учитывать технические характеристики, которые напрямую зависят от типа оборудования. Имеет смысл подробно разобрать, на что следует обратить особое внимание.

Хотя некоторые зарубежные аналоги нисколько не красивее
ФОТО: aredi.ru

Рабочее напряжение

Наиболее широкий диапазон рабочего напряжения имеет первый тип реле контроля фаз – устройства ЕЛ11 и ЕЛ11МТ. Эти приборы предназначены для оборудования, работающего от сети 100, 110, 220, 380, 400 и 415 В. У реле второго типа (ЕЛ12 и ЕЛ12МТ) диапазон скромнее. Он ограничивается напряжением 100, 200 и 280 В. А самым малым диапазоном обладает ЕЛ13. Это реле рассчитано на рабочее напряжение 220 и 380 В.

ЕЛ12УЗ по внешнему виду практически не отличить от одиннадцатого
ФОТО: directlot.ru

Пределы срабатывания реле контроля фаз

В случае исчезновения одной из фаз, сработает реле любого типа, а вот при падении напряжения отсечка на разных типах будет отличаться по показателям. Устройства серии ЕЛ11 имеют отсечку при 0,7 Uфн, у серии ЕЛ12 и ЕЛ13 этот предел равен 0,5 Uфн.

Неправильная фазировка также может стать причиной отсечки реле контроля фаз, серий ЕЛ11 и ЕЛ12. А вот ЕЛ13 при неправильном подключении фаз, не сработает, это также не стоит упускать из вида.

РНПП-301 выглядят значительно аккуратнее
ФОТО: electrikexpert.ru

Время срабатывания: порог отсечки

При снижении напряжения ниже установленного типом порога, реле контроля фаз может сработать через различный временной промежуток. У моделей ЕЛ11 и 12 он составляет 0,1-10 сек, а у ЕЛ13 – 0,1-0,15 сек.

Рабочая температура и её диапазон

Серия ЕЛ13 имеет наименьший диапазон рабочих температур. Эти модели работают при минимальной -10ºС и максимальной +45ºС. Что касается серии ЕЛ11 и ЕЛ13, то здесь рабочий диапазон шире. Он варьируется от -40 до +40ºС.

Масса устройств и условия их хранения

Разница в массе практически незначительна. У ЕЛ 11 и 12 она составляет 300 г, а ЕЛ13 весит 250 г. Температура хранения реле любых типов -60ºС до +50ºС.

Реле контроля фаз DEVOLT 380 кажется слишком громоздким
ФОТО: зелэлектро.рф

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 модели
ФОТО: electroautomatica.ru

• 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.

• 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.

Популярные в России модели реле контроля фаз

То, что оборудование «ЕЛ» среди россиян наиболее популярно, говорить не приходится. Поэтому стоит рассмотреть другие модели, которые наиболее известны в нашей стране. Среди них на первом месте реле контроля фаз Zamel CKM-01.

Zamel CKM-01 выглядит довольно симпатично
ФОТО: electroautomatica.ru

Zamel CKM-01 и его особенности

Это оборудование польского производства имеет на выходе один переключающийся контакт и оснащено индикаторами чередования и ассиметрии фаз. Удивительно то, что столь сложное устройство производитель исхитрился изготовить по простейшей схеме, использовав всего 2 транзистора. В этом можно убедиться, взглянув на фото ниже.

Zamel CKM-01 в разобранном виде
ФОТО: samelectric.ru

Реле отечественного производителя РНПП-311М

Главная особенность устройства – современный компактный корпус и расширенное количество настроек. Интересен вариант питания. Здесь он независим и производится от каждой фазы. Это значит, что если питающая фаза пропала, прибор не отключится, а продолжит работать от другой в штатном режиме.

РНПП-311М не требует настроек потребителем. Заводская отладка близка к идеальной и подойдёт для использования в различных областях. Удобно и наличие индикации по каждой из фаз. Изделие крепится на стандартную DIN-рейку и имеет небольшой вес.

РНПП-311М российского производства уже более аккуратен
ФОТО: tokmart.ru

OMRON K8AB — более функциональное реле контроля фаз

В схему линейки дополнительно включён временной регулятор, который обеспечивает возможность тонкой настройки. Ещё одним «нововведением» можно назвать и то, что реле реагирует не только на падение напряжения, но и на его скачки. На боковой панели расположена временная диаграмма. Сама линейка состоит из четырёх моделей, которые обеспечивают настройки «на любой вкус».

OMRON K8AB с увеличенным функционалом
ФОТО: metzgarmobilemusic.com

Carlo Gavazzi DPC01 и его области применения

Такие реле контроля фаз используются в некоторых схемах питания компрессоров промышленных холодильников. Интересно то, что при исключении реле из схемы, компрессор попросту «отказывается» запускаться. Виной всему низкое качество подаваемого в сеть напряжения. Кстати, это ещё одна причина, по которой не следует недооценивать подобные устройства.

Carlo Gavazzi DPC01 прекрасно подходит для компрессоров промышленных холодильников
ФОТО: usurylawblog.com

Подключение реле контроля фаз

Здесь следует начать с того, что большинство образцов современного оборудования уже оснащается подобными модулями и не требует подключения отдельного реле. Но для более старых приборов и станков такой блок необходим. Для начала предлагаем ознакомиться с некоторыми схемами монтажа реле контроля фаз. Хотя отличия в них незначительны и такие схемы содержатся в технической документации к устройству, рассмотреть их стоит для общего развития.

Что касается настройки оборудования, то о ней говорить смысла нет. Каждая модель имеет свой функционал, а значит, и порядок действий по отладке будет отличаться. Здесь можно лишь дать один совет. Не стоит пренебрегать внимательным изучением инструкций и рекомендаций производителя. Их всегда можно найти в технической документации к устройству.

Заключительная часть

Реле контроля фаз не является обязательным элементом защитной автоматики. Однако, если владелец оборудования не хочет переплачивать за ремонт приборов или и вовсе тратиться на приобретение новых, стоит подумать об установке такого реле. Ведь его стоимость несоизмеримо ниже, чем цена того же промышленного холодильника или, к примеру, рейсмуса. Здесь именно тот случай, когда имеет смысл заплатить небольшую сумму, чтобы впоследствии не отдать в десятки, а то и сотни раз больше. Не нужно приобретать дорогостоящие устройства, достаточно купить реле контроля фаз российского производства и можно не опасаться за падение напряжения или перекосы фаз.

В щитке реле контроля фаз смотрится довольно аккуратно
ФОТО: stroimdom.com.ua

Очень надеемся, что информация, изложенная в сегодняшней статье, будет полезна нашему уважаемому читателю. Возможно, для вас что-то осталось непонятным, или возникли вопросы по ходу прочтения. В таком случае, от вас лишь требуется изложить суть в комментариях ниже. Разъяснения от редакции HouseChief и от других знающих тему читателей не заставят себя долго ждать.

Вы сами используете реле контроля фаз для защиты своего оборудования? Напишите о том, как оно вам помогает. Эта информация будет очень полезна тем, кто только задумался об установки такого элемента защитной автоматики. Если вам понравилась статья, не забудьте её оценить. Напоследок предлагаем вам ознакомиться с коротким видеороликом по сегодняшней теме.