Fasekontrollrelæ: funktionsprincip, typer, mærkning + hvordan man justerer og tilslutter

Resultatet af en teknisk situation, hvor motorens statorviklinger trækker mere strøm end de indstillede parameterværdier, er overskydende varme. Denne faktor forårsager forringelse af motorens isoleringskvalitet. Udstyret svigter.

Overbelastningstermorelaers reaktionstid er normalt utilstrækkelig til at give effektiv beskyttelse mod overskydende varme forårsaget af høj strøm. I sådanne tilfælde ses faseovervågningsrelæet som det eneste effektive beskyttelsesapparat.

Generel information om apparatet

Funktionaliteten af elektriske apparater af denne type er væsentligt bredere end blot beskyttelse mod overophedning og kortslutning.

I praksis er der observeret effektive egenskaber ved relæer til valg af overbelastede faser, som i sidste ende giver omfattende beskyttelse.

En af de mange konstruktionsløsninger inden for produktion af fasereleæer. Men på trods af variationen af huse og kredsløbskonfigurationer er apparaternes funktionalitet ens.

Takket være enheder til overvågning af fasernes tilstand opnås fordelene:

• forlængelse af motorens levetid;
• reduktion af dyre reparationer eller udskiftning af motoren;
• reduktion af nedetid på grund af motorfejl;
• reduktion af risikoen for elektrisk stød.

Derudover giver enheden pålidelig beskyttelse mod brand og kortslutning af motorens viklinger.

Typisk udførelse af beskyttelsesrelæer

Der findes to hovedtyper af beskyttelsesapparater beregnet til brug i trefasesystemer: strømmålings- og spændingsmålingsrelæer.

Fordele ved brug af enhederne

Den overlegne side af strømbaserede beskyttelsesrelæer i forhold til spændingsovervågningsrelæet er indlysende. Denne type apparater fungerer uafhængigt af påvirkning af elektromotorisk kraft (EMK), som uundgåeligt ledsager fasefejl under motoroverbelastning.

Derudover er enheder, der fungerer efter princippet om strømmåling, i stand til at detektere unormal motoradfærd. Overvågning er mulig enten på linjesiden i afgreningskredsløbet eller på belastningssiden, hvor relæet er installeret.

Sådan ser en af modellerne af spændingskontrolrelæet ud. Lignende enheder kan ikke kun bruges til industrielle formål, men også til private husholdninger.

Instrumenter, der overvåger processen ved at måle spænding, begrænser sig til at opdage unormale driftsforhold kun på den side af linjen, hvor enheden er tilsluttet.

Ikke desto mindre har enheder, der er følsomme over for spændingsændringer, også en vigtig fordel. Den består i, at denne type instrumenter kan opdage unormale tilstande uafhængigt af motorens tilstand.

For eksempel opdager en relætype, der er følsom over for strømændringer, kun unormale fasetilstande direkte under motorens drift. Men spændingsmåleenheden giver beskyttelse umiddelbart før motorstart.

Blandt fordelene ved spændingsmåleapparater er også enkel installation og lavere pris.

Denne type beskyttelsesenheder:

• behøver ikke yderligere strømtransformatorer;
• anvendes uafhængigt af systemets belastning.

Og for at den skal fungere, behøves blot at tilslutte spænding.

Detektering af fasefejl

En fasefejl kan let opstå på grund af en defekt sikring i en del af elforsyningssystemet. Mekanisk svigt af koblingsudstyr eller brud på en af transmissionslinjerne kan også fremkalde fasefejl.

Beskyttelse af elmotoren via et kontrolrelæ. Denne metode gør det muligt at udnytte motorer mere effektivt, uden frygt for hurtig fejl.

En trefaset motor, der kører på én fase, trækker den nødvendige strøm fra de to resterende linjer. Forsøg på at starte den i enfaset tilstand vil føre til rotorblokering, og motoren starter ikke.

Reaktionstiden pr. enhed termisk overbelastning kan være for lang til at give effektiv beskyttelse mod overophedning. Hvis der ikke er installeret et termisk relæ til beskyttelse mod det, så når der opstår en fejl på grund af overophedning, der er opstået i motorviklingerne.

Beskyttelse af en trefaset motor mod fasefejl er vanskelig, fordi en underbelastet trefaset motor, der kører på én af de tre faser, genererer en spænding kaldet regenereret (modsat EMK).

Det dannes inde i den afbrudte vikling og er næsten lig med størrelsen af den tabte tilførselsspænding. Derfor giver spændingsmålerelæer, der kun kontrollerer dens størrelse, i sådanne situationer ikke fuld beskyttelse mod fasefejl.

Tilslutningsdiagram for fase- og spændingskontrolenhed i styrekredsløbet til en trefaset motor. Dette er et klassisk skematisk setup, der anvendes udbredt i praksis.

En højere grad af beskyttelse kan opnås med en enhed, der kan detektere fasevinkelforskydning, som normalt ledsager en fasefejl. Under normale forhold har trefasespændingen en faseforskel på 120 grader i forhold til hinanden. En fejl vil medføre en forskydning af vinklen fra det normale på 120 grader.

Identifikation af faseomvendelse

Fasereversering kan forekomme:

1. Der udføres vedligeholdelse på motorudstyr.
2. Der er foretaget ændringer i elkraftdistributionssystemet.
3. Når strømgenoprettelse fører til en anden fasesekvens end før strømafbrydelsen.

Detektering af fasereversering er vigtig, hvis en motor, der kører i den forkerte retning, kan beskadige det drevne udstyr eller, endnu værre, forårsage fysisk skade på servicepersonalet.

Ud over alt andet handler brugen af beskyttelsesrelæer om at sikre arbejdspersonalets sikkerhed: 1 – afbrudt fase; 2 – trinspænding

Driftsreglerne for elnet kræver anvendelse af beskyttelse mod mulig fasereversering på alt udstyr, herunder transportmidler til personale (rulle trapper, elevatorer osv.).

Detektering af spændingsubalance

Ubalance opstår typisk, hvis de indgående linjespændinger fra elforsyningsselskabet har forskellige niveauer. Ubalance kan forekomme, når enfasede belastninger fra belysning, stikkontakter, enfasede motorer og andet udstyr tilsluttes på separate faser og ikke fordeles på en afbalanceret måde.

I et hvilket som helst af disse tilfælde opstår der en strømubalance i systemet, som reducerer effektiviteten og forkorter motorens levetid.

Ubalanceret eller utilstrækkelig spænding på en trefasemotor fører til en strømubalance i statorviklingerne, som er en multipel af ubalancen mellem fasespændingerne. Dette ledsages igen af øget opvarmning, som er hovedårsagen til hurtig nedbrydning af motorisoleringen.

En afbrændt statorvikling i en motor er nærmest en almindelig foreteelse, hvor der ikke er indført et kontrolrelæ i styrekredsen.

På baggrund af alle de beskrevne tekniske og teknologiske faktorer bliver vigtigheden af at anvende denne type relæ tydelig, ikke kun for elektriske motorer, men også for generatorer, transformatorer og andet elektrisk udstyr.

Hvordan tilsluttes kontrolapparatet?

Konstruktionen af relæer, der overvåger faser, har på trods af det brede produktsortiment et standardiseret hus.

Produktets konstruktionselementer

Klemmestrimmer til tilslutning af elektriske ledere er som regel placeret på fronten af kabinettet, hvilket er praktisk til installationsarbejde.

Selve enheden er designet til montering på en DIN-skinne eller blot på en flad overflade. Klemmestrimmens grænseflade er normalt en standard pålidelig klemme beregnet til fastgørelse af kobber- (aluminium-) ledere med et tværsnit på op til 2,5 mm².

Enhedens frontpanel indeholder justeringsknap(per) samt lysindikatorer. Sidstnævnte viser tilstedeværelse/fravær af forsyningsspænding samt aktuatorens tilstand.

Blandt potentiometerets justeringselementer kan der være en fejlindikator, en indikator for tilsluttet belastning, et tilstandsvælger-potentiometer, justering af asymmetriniveau, spændingsfaldsregulator, tidsforsinkelsesjusteringspotentiometer.

Tilslutning af trefasespænding sker på enhedens arbejdsklemmer, markeret med de tilsvarende tekniske symboler (L1, L2, L3). Montering af nulleder er normalt ikke forudset på sådanne enheder, men dette punkt bestemmes specifikt af relæets udførelse – modeltypen.

Til forbindelse til styrekredse anvendes en anden interface-gruppe, der normalt består af mindst 6 arbejdsklemmer. Med ét par af relæets kontaktgruppe kobles magnetstarterspoles kreds, og gennem det andet par styrekredsen for elektrisk udstyr.

Alt er ret simpelt. Men hver enkelt relæmodel kan have sine egne tilslutningsfunktioner. Ved praktisk brug af enheden bør man derfor altid følge den medfølgende dokumentation.

Trin til justering af enheden

Igen afhængigt af udførelsen kan produktets konstruktion være udstyret med forskellige justerings- og reguleringsmuligheder. Der er enkle modeller, der konstruktivt bringer en eller to potentiometre ud på kontrolpanelet. Og der er enheder med udvidede justeringselementer.

Justeringselementer med mikroafbrydere: 1 – mikroafbryderblok; 2, 3, 4 – indstillingsmuligheder for arbejdsspændinger; 5, 6, 7, 8 – indstillingsmuligheder for asymmetri/symmetri-funktioner

Blandt sådanne udvidede justeringselementer findes ofte blokmikroafbrydere, der er placeret direkte på printkortet under enhedens kabinet eller i en særlig åben niche. Ved at indstille hver af dem til en bestemt position opnås den ønskede konfiguration.

Justering går normalt ud på at indstille de nominelle beskyttelsesværdier ved at dreje på potentiometre eller placere mikroafbrydere. For eksempel, til overvågning af kontakternes tilstand sættes følsomhedsniveauet for spændingsforskellen (ΔU) normalt til 0,5 V.

Hvis det er nødvendigt at overvåge belastningens forsyningslinjer, indstilles følsomhedsregulatoren for spændingsforskellen (ΔU) til en sådan grænseposition, hvor overgangspunktet fra arbejdssignal til fejlsignal noteres med en lille tolerance mod nominel værdi.

Som regel beskriver den medfølgende dokumentation tydeligt alle nuancer i instrumentindstillingen.

Mærkning af faseovervågningsenheden

Instrumenter af klassisk udførelse mærkes enkelt. På front- eller sidepanelet påføres en bogstav-cifret sekvens, eller betegnelsen angives i pas.

En mærkningsvariant af en populær enhed af indenlandsk produktion. Betegnelsen er placeret på frontpanelet, men der findes også varianter med placering på siderne.

Således mærkes en russisk fremstillet enhed til tilslutning uden nulleder:

EL-13M-15 AC400V

hvor: EL-13M-15 – serienavn, AC400V – tilladt vekselspænding.

Prøver af importerede produkter har en lidt anden mærkning.

For eksempel er relæet i serien «PAHA» mærket med følgende forkortelse:

PAHA B400 A A 3 C

Afkodningen er omtrent sådan:

1. PAHA – serienavn.
2. B400 – standardspænding 400 V eller tilsluttet fra transformer.
3. A – justering med potentiometre og mikroafbrydere.
4. A (E) – kabinettype til montering på DIN-skinne eller i specialstik.
5. 3 – kabinetstørrelse på 35 mm.
6. C – slutning af kodemærkning.

På nogle modeller kan der tilføjes en værdi før punkt 2. For eksempel «400-1» eller «400-2», og rækkefølgen af de øvrige ændres ikke.

Således mærkes fasekontrolapparater med ekstra strømforsyningsinterface til ekstern kilde. I første tilfælde er forsyningsspændingen 10-100 V, i andet 100-1000 V.

Med princippet, konstruktionsegenskaberne og formålet med lastafbryderen gør følgende artikel bekendt, som vi meget anbefaler at læse.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoen er dedikeret til beskrivelse og gennemgang af et enkelt produkt fra virksomheden EKF. Men efter det samme princip fungerer stort set alle producerede fasekontrolapparater:

Med al den mangfoldighed af instrumenter på markedet er det svært at fastslå en egentlig mærkningsstandard. Hvis udenlandske producenter mærker efter én kanon, så gør indenlandske det efter en anden. Ikke desto mindre er der altid mulighed for at konsultere referencedata, hvis der kræves en præcis afkodning af egenskaberne.

Ønsker du at dele din egen erfaring med valg og installation af spændingsrelæ beregnet til fasekontrol? Har du nyttige oplysninger, der kan gavne webstedets besøgende? Skriv venligst kommentarer i blokken nedenfor, offentliggør fotos om emnet, stil spørgsmål.