Реле контроля фаз

Всем доброго времени суток, уважаемые читатели блога nasos-pump.ru

Реле контроля фаз

В рубрике «Принадлежности» рассмотрим реле контроля фаз. В современной жизни насосное оборудование используется широко и повсеместно. Естественно существует проблема защиты этого оборудования от некачественного энергоснабжения. Особенно это актуально для двигателей насосов, у которых питание осуществляется от трёхфазного напряжения. По сравнению с однофазным напряжением, где в основном бывает повышенное или пониженное напряжение сети, у трехфазных сетях еще случаются и перекос фаз, и замыкание фаз, и обрыв фаз, и нарушение последовательности чередования фаз. Все это приводит, как правило, к выходу асинхронного электродвигателя насоса, а в некоторых случаях и самого насоса из строя. Для защиты оборудования применяется реле контроля фаз, которое используется для контроля наличия и симметрии напряжений в трехфазных и однофазных питающих сетях. Прибор выполнен на современной микропроцессорной элементной базе, имеет высокую надежность, простую конструкцию и легко настраивается. Во время эксплуатации оборудования устройство постоянно контролирует параметры сети и если хотя бы один из контролируемых параметров не соответствует, то работа оборудования блокируется, если все параметры возвращаются в норму, то происходит автоматическое включение оборудования. К контролируемым параметрам относится как симметричный так и не симметричный выходы напряжения за допустимые пределы, нарушение порядка чередования фаз, обрыв фаз, пропадание фаз.

Технические характеристики

В качестве примера рассмотрим технические характеристики реле контроля фаз HRN-43 производства фирмы ETI Словения. Характеристики приведены в таблице

Таблица. Характеристики реле контроля фаз

Используется для контроля максимального Umax и минимального Umin уровней напряжения, асимметрии, обрыва и последовательности чередования фаз. Обладает функцией “Память”, для возврата из аварийного состояния в рабочий режим. Имеет индикацию: наличие питания, повышенного или пониженного напряжения, последовательности чередования фаз и асимметрии. Крепится данное изделие на DIN рейку.

На (Рис. 1) приведена схема использования реле контроля фаз для защиты трехфазного двигателя.

Схема подключения насоса

Эксплуатация, обслуживание и ремонт

В процессе эксплуатации насосного оборудования с трехфазным двигателем случаются различные ситуации с питающим напряжением. Особенно это актуально для стран бывшего союза. К таким ситуациям относятся: повышенное или пониженное напряжение в сети, асимметрия или перекос фаз, пропадание или обрыв фаз, нарушение чередования последовательности фаз. Рассмотрим эти случаи более подробно.

Повышенное или пониженное напряжение сети. Повышение и понижение напряжения, а также резкие скачки напряжения питания оказывают очень сильное влияние на работу асинхронных двигателей, которые наиболее часто применяются в насосном оборудовании. В случае изменения напряжения питающей сети изменяется механическая характеристика асинхронного двигателя – зависимость вращательного момента от скольжения. Вращательный момент на валу двигателя пропорционален квадрату напряжения на его клеммах. При низком напряжении сети питания снижается вращающий момент и частота вращения ротора двигателя, из-за увеличения его скольжения. Низкое напряжения ухудшает условия запуска двигателя, так как это приводит к уменьшению его пускового момента. При повышенном напряжении питающей сети происходит быстрое «старение» обмоток, что приводит к сокращению срока службы двигателей. Быстрое «старение» обмоток ведет к «пробою» обмоток между собой или на корпус. Для ремонта необходимо перематывать статор двигателя. Чтобы избежать таких неприятных моментов лучшим способом защиты являются стабилизаторы напряжения. Однако стоимость стабилизаторов в особенности на большие мощности весьма большая и может быть соизмерима со стоимостью насосного оборудования. Также для защиты насосного оборудования можно использовать и реле контроля фаз. Для этого на реле задаются пределы допустимых колебаний питающей сети. В случае выхода параметров питающей сети за заданные, реле отключает нагрузку. К недостаткам такой защиты нужно отнести то, что на время когда сеть не соответствует заданным параметрам, насос будет отключен. На индикации будет гореть светодиод, указывающий, что в сеты повышенное или пониженное напряжение. Это критично там, где идет технологический процесс, и оборудование не может быть остановлено.

Асимметрия или перекос фаз. При трехфазном питании очень часто бывают ситуации, когда одна из фаз недогружена, а вторая перегружена. Режим запуска в асинхронном двигателе характеризуется кратковременной работой обмоток статора в режиме короткого замыкания и потребляемый двигателем ток в 5-7 раз превышает номинальный. Частые запуски при перекосе фаз, могут вызывать перегрев изоляции и увеличивать потребляемый ток. Как следствие двигатель может, не запустится, или обмотки статора выйдут из строя. Реле позволяет задать уровень перекоса фаз в пределах 5-20%. В случае превышения заданного уровня асимметрии происходит отключение двигателя от сети питания и тем самым оборудование защищается от недопустимых режимов питающей сети и от возможных отказов, а светодиод, указывающий ни асимметрию фаз, при этом загорится.

Пропадание или обрыв фаз. Это один из наиболее часто встречаемых случаев, При пропадании фазы трехфазный двигатель не запускается в работу. Как результат выгорание двух обмоток, которые были под напряжением. Если пропадает одна из фаз в процессе работы двигателя, то ситуация будет аналогичной – выгорание двух фаз из-за повышенно потребляемого тока. Реле контроля фаз отключит нагрузку от сети при пропадании одной из фаз и тем самым защищает статор двигатель от выгорания обмоток.

Нарушение последовательности чередования фаз. Для двигателей с трехфазным питанием очень важно не нарушать чередование последовательности фаз, так как от этого зависит направление вращение двигателя. В случае нарушения последовательности чередования фаз двигатель начинает вращаться в другую сторону. При неправильном вращении двигателя изменяются его гидравлические характеристики (напор насоса очень сильно уменьшается). Более серьезные последствия – это выход из строя и насоса  и двигателя. Реле контролирует правильную последовательность фаз. В случае изменении чередования фаз изделие отключит двигатель. Если включить реле с неправильной последовательностью чередования фаз, то нагрузка не будет подключена к сети питания, до устранения неисправности.

Используя довольно таки простое и не очень дорогое реле контроля фаз можно уберечь насосное оборудование от выхода его из строя и как следствие дорогостоящего ремонта.

Спасибо за оказанное внимание

P.S. Понравился пост? Порекомендуйте его своим друзьям и знакомым в социальных сетях.