Как настроить реле напряжения

Реле с фиксированными уставками

Реле напряжения отличают друг от друга количеством контролируемых параметров, числом сигнальных контактов, напряжением питания. Также реле напряжения бывают с фиксированными или регулируемыми настройками. Чем больше контролируемых и настраиваемых параметров, тем дороже реле.

Однофазное реле с фиксированными настройками EZ9C1240 производства Schneider контролирует только уровень напряжения. Если напряжение сети выйдет за пределы 160…265 В, то реле отключит нагрузку. Особенностью данного реле является мощный силовой контакт 40 А, позволяющий управлять нагрузкой напрямую без использования контактора. Другой пример — реле 711182300010 производства Finder, которое имеет фиксированную уставку 172…276В, а также задержку включения 5 или 10 мин на выбор. Задержка позволят избежать частных включений и отключений нагрузки, что особенно актуально для компрессоров в холодильнике.

Заводские настройки реле

Реле разных производителей часто имеют разные диапазоны настройки, что иногда продиктовано особенностями их применения, а иногда желанием сделать реле более универсальным.

Чем руководствуется производитель, задавая диапазоны реле, ничего не зная о вашей нагрузке? Нередко в таких случаях используют кривую ITIC (CBEMA), описывающую способность оборудования выдерживать отклонения от номинального напряжения в зависимости от продолжительности этого отклонения.

Кривая ITIC — кривая совета индустрии информационных технологий. Ранее кривая была известная как CBEMA. CBEMA — Ассоциация производителей компьютеров и бизнес-оборудования. Кривая описывает способность оборудования выдерживать отклонения напряжения в зависимости от времени действия этого напряжения. Часть этой кривой была отражена в международном стандарте IEEE446 в качестве требований к способности оборудования выдерживать отклонения напряжения от рабочего. Требования кривой более точно сформулированы и не противоречат ГОСТ 32144–2013 пункт 4.2.2 Медленные изменения напряжения: «Медленные изменения напряжения электропитания (продолжительностью более 1 мин) обусловлены обычно изменениями нагрузки электрической сети. …… при этом положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10% номинального…»

График CBEMA

Импульсные перенапряжения — особый случай
Кратковременное перенапряжение, к примеру 1150 В, согласно тому же графику должно быть отключено за 10 микросекунд. Такие перенапряжения с высоким напряжением возникают при ударе молнии рядом с линией электропередач или при коммутации. Реле в таких случаях не успеет сработать - исполнительный механизм реле действуют с задержкой. Это особенность в той или иной мере присуща любому реле напряжения и тут ничего не поделать. Чтобы защитить сеть от грозовых и других импульсных перенапряжений необходимо использовать устройства УЗИП — устройства защиты от импульсных перенапряжений, о которых мы расскажем отдельно в следующей статье.

Реле с регулируемыми диапазонами

На примере многофункционального реле напряжения РНПП-311М давайте рассмотрим, какие бывают функции и уставки у реле напряжения. РНПП-311М контролирует трёхфазное напряжение.

Реле контроля напряжения РНПП-311М

Контроль повышенного и пониженного напряжения
Переключателем выбираем напряжение 380 или 400В. Выбранное напряжение реле будет считать нормальным. С помощью поворотного переключателей задаём максимальное и минимальное значение напряжения. Уровень напряжения задаётся в процентах от номинального — того, что мы выбрали переключателем. С помощью переключателей Umin и Umax контроль повышенного и пониженного напряжения можно совсем отключить.

Выбор диапазона регулирования зависит от типа нагрузки. Например, общепромышленные трехфазные электродвигатели серии АИР производства ELDIN допускают длительное отклонение напряжения не боле ±5% от номинального. Для большинства других устройств отклонение ±5% это тоже наиболее безопасное отклонение.

В отдалённой деревне или на участке сети, которая работает с перегрузкой, напряжение может существенно отличаться от допустимого в течении длительного времени: дни, недели, а иногда — всегда. Для защиты сетей, где действующее напряжение уже существенно отличается от нормативного, используют реле с регулируемым диапазоном питающего напряжения. В этом случае вы можете установить как очень низкие, так и высокое диапазоны срабатывания. Например, импульсные блоки питания современной электроники могут работать и при 150 В без какого-либо ущерба для себя. Будут работать и электрические нагреватели, но они не будут развивать номинальную мощность. При этом такое напряжение будет неприемлемо для электродвигателя. Зато с регулируемыми реле вы сами можете решать, в зависимости от типа нагрузки, какие установить пределы регулирования.

Обнаружение обрыва фазы
Реле постоянно следит за тем, чтобы на нагрузку подавались все три фазы. Если произойдет, обрыв одной из фаз — реле отключит нагрузку. Функция предназначена в первую очередь для защиты трехфазных двигателей. Обрыв хотя бы одной фазы приведет к сгоранию обмотки статора. Функция обнаружения обрыва фазы не требует настройки.

Контроль чередования фаз
Реле распознает, когда нарушен порядок подключения фаз и подает сигнал на отключение нагрузки. Соблюдение чередования фаз также важно именно для электродвигателей. Если нарушить чередование фаз, двигатель начнет вращаться в обратную сторону. Порядок подключения фаз заложен в реле и так же не требует настройки.

Контроль асимметрии фаз
Асимметрия фаз — это когда фазы трехфазной сети нагружены неравномерно, вследствие чего на одной фазе возникает повышенное напряжение, а на другой пониженное.

При равномерном распределении нагрузки на всех фазах напряжение остается одинаковым и не выходит за пределы допустимых. На рисунке справа фаза С нагружена больше других, из-за чего напряжение на ней «просело». Из-за просадки напряжения на фазе С напряжение на других фазах стало выше.

Функция схожа с контролем повышенного и пониженного напряжения, но считает уже разность напряжения между фазами. Будет незаменима, если пределы контроля напряжения выставлены грубо, а к сети подключена нагрузка чувствительная к перекосам. Например, при контроле напряжения ±20% перекос может достигать 40%, в таком случае будет уместно контролировать перекос отдельно от напряжения.

Недопустимый перекос напряжений по фазам в двигателях вызывает магнитное поле, вращающееся встречно вращению ротора. Вращающееся магнитное поле из кругового превращается в эллиптическое, из-за этого появляются вибрации разрушающие подшипники. Возникает перекос по току, двигатель перегревается. Длительная работа на пределах коэффициентов при нагрузке меньше номинальной снижает срок службы на 10…15%, при номинальной нагрузке — вдвое. Если перекос составляет 50%, срок службы снижается в 5…10 раз.

У реле РНПП-311М уставка по асимметрии фиксированная. Если на одной из фаз напряжение выйдет за пределы ±20% от номинала, то реле сработает. Кстати, примерно такие же пределы по напряжению у однофазного реле EZ9C1240, о котором мы упоминали в начале статьи. У некоторых реле уставка по асимметрии регулируемая, как правило в пределах 4…20% от номинала.

Задержка срабатывания
Если задержка не равна нулю, то сигнальные контакты реле срабатывают через выбранный промежуток времени. Данная функция позволяет исключить ложные отключения нагрузки в случае кратковременного выхода параметров из заданного диапазона. Срабатывание контактов произойдёт после выбранного времени задержки. Чем меньше время задержки, тем выше уровень защиты, но равная нулю задержка не всегда возможна из-за частых отклонений в питающей сети.

Задержка на включение
Повторное включение реле возможно только по истечению заданного времени. Применяется для электрооборудования с ограниченным числом пусков за определенный промежуток времени. К такому электрооборудованию в первую очередь относятся электродвигатели. Так, например, в руководстве по эксплуатации двигателя АИР указано: «Двигатели допускают два последовательных пуска с остановкой из холодного состояния, с интервалом между пусками 3…5 мин или один пуск из горячего состояния через 1 ч после остановки агрегата». Ограничение числа пуска связано с тем, что повышенный пусковой ток вызывает нагрев обмотки. Поэтому двигателю нужно дать время остыть прежде, чем запустить его снова. Кроме того, коммутационная аппаратура тоже имеет ограничения по числу пусков, но эти ограничения связаны с ресурсом силовых контактов. Соответственно задержка на включение выставляется больше, чем значение, указанное производителем оборудования.

Актуальные цены и руководства на реле напряжения в нашем магазине