Как происходит работа защиты минимального напряжения

Как известно, при снижении напряжения питания асинхронных двигателей уменьшается уровень магнитного потока, а, следовательно, и крутящего момента. При этом увеличивается потребление тока, ведущее к снижению уровня напряжения в электросети, что отражается на работе других устройств, подключенных к ней.

Помимо этого не следует забывать о стартовых токах, образующихся при запуске двигателей. ЗМН производит отключение менее важного оборудования, чтобы обеспечить процесс самозапуска ответственных двигателей, при восстановлении параметров электросети. Если автозапуск ответственных электродвигателей не отвечает нормам ТБ или не предполагается условиями техпроцесса, то реле минимального напряжения устанавливается и на это оборудование.

Когда параметры сети не соответствуют минимальному напряжению, то ЗМН производит отключение оборудования и/или подает соответствующий сигнал системе управления или оператору, это может происходить в следующих случаях:

• При фазном или межфазном коротком замыкании. В этом случае происходит резкое превышение номинального тока, что провоцирует падение напряжения ниже допустимого уровня. Если срабатывают при этом токовые реле, то произойдет полное исчезновение напряжения.
• Существенное превышение номинальной мощности, что также приводит к падению в питающих цепях напряжения.

Защита производит отключение питания оборудования, не относящегося к категории высокой важности. Это позволяет произвести нормальный автозапуск ответственных электромашин при высоких пусковых токах, в противном случае может произойти ложное срабатывание релейных защит.

Общие сведения об устройстве

Перед тем как устанавливать токовое реле, необходимо подробно изучить его составные части, принцип действия и разновидности. Вся эта информация поможет выбрать максимально эффективный вариант для каждого конкретного устройства.

Это защитное приспособление считается одним из наиболее эффективных и надёжных. Свою популярность оно получило благодаря простой конструкции и лёгкости установки. Реле качественно выполняет свои функции и помогает предотвратить поломку оборудования в случае возникновения аварийной ситуации.

Реле тока состоит из следующих элементов:

• электромагнит, имеющий один или несколько участков с воздушным зазором;
• катушка;
• пружина;
• возвратная пружина;
• колодка;
• полюсный наконечник;
• якорь;
• корончатая гайка;
• регулировочный винт;
• контакты.

Принцип действия

Токовое реле, как и любая другая защитная конструкция, используется для аварийного отключения цепи от источника питания. Оно помогает продлить срок службы оборудования и избежать негативного воздействия различных факторов.

Принцип работы устройства:

1. Регулируется величина тока срабатывания путём изменения силы натяжения возвратной пружины. Делается это при помощи корончатой гайки и винта, определяющего величину воздушного зазора в электромагните.
2. Катушка подключается к цепи возбуждения аппарата, на котором установлено реле минимального тока.
3. Как только ток в цепи достигнет величины срабатывания (минимально допустимого значения), сила притяжения якоря к полюсному наконечнику станет больше противодействующей силы пружины, закреплённой в колодке.
4. Всё это приведёт к включению приспособления, а также замыканию и размыканию контактов.

Принцип работы

Реле – это устройство, состоящее из электронного «мозга», который отслеживает уровень напряжения, и силовой части разъединителя. Последняя срабатывает сразу после получения соответствующей команды. «Умная» составляющая представляет собой микропроцессор или компаратор. Модели первого типа удобнее и надежнее в эксплуатации, но стоят дороже.

Одним из главных критериев при выборе реле контроля напряжения для 3 фазной сети является быстродействие. Отдельные приборы способны реагировать на нарушение в течение десятков наносекунд. Настройки уставок осуществляются цифровым или электромеханическим способом. У «продвинутых» моделей параметры задаются посредством кнопок. Данные отображаются на небольшом экране. У электромеханических реле для этого используется переменный резистор на лицевой панели.

Важной характеристикой устройства является токовая нагрузка. Этот показатель отображает, какую мощность реально способен пропустить через себя прибор. При выборе техники учитывайте, что значение, которое указывает производитель, может отображать не максимально допустимое безаварийное отключение контактов, а рабочий уровень пропускания нагрузки. Нужно иметь в виду, что эта цифра меньше.

Эксперты рекомендуют приобретать реле, пропускаемая мощность которого на 20-30% выше той, что требуется для вашей сети. Если при вводе в квартиру установлен, например, автоматический выключатель 16 А, то устройство контроля напряжения должно быть на 25 А – на ступень или две выше стандартного ряда. Такая предосторожность позволит уберечься от неприятных сюрпризов.

Реле контроля фаз является достаточно дорогим прибором, поэтому в процессе монтажа стоит применить некоторые меры предосторожности. Прежде всего, следует строго придерживаться инструкции. Если есть хоть малейшие сомнения в том, что удастся произвести установку правильно, лучше доверить ее профессионалам. Самовольное вмешательство в электрическую схему может закончиться трагически.

Чтобы защитить устройство от короткого замыкания, рекомендуется установить перед ним автоматический выключатель. Токовая нагрузка последнего должна быть на 20-30% (одну ступень ряда) ниже по сравнению с реле. Если скачки происходят регулярно, стоит обзавестись таким средством защиты как стабилизатор. В отличие от описываемого нами прибора, он не отключает напряжение при нарушении установленных пределов, а выравнивает. Таким образом, приборы не подвергаются частым стрессам.

Отметим, что ни реле 3 фазное контроля напряжения, ни стабилизатор не защищают от импульсных скачков. Они настолько кратковременны, что устройства элементарно не успевают среагировать. Чтобы обезопасить электролинию от попадания молнии, используют разрядники и молниеотводы. Для защиты приборов от коммутационных скачков или остаточных «молниевых» импульсов применяются варисторы.

Защита минимального напряжения принцип работы

Релейная защита различного электрооборудования, такого как, трансформаторов, электродвигателей, генераторов и других, должна мгновенно реагировать на любые внутренние повреждения и ненормальные опасные режимы работы.

Требования к защите электродвигателей

1. Ложные отключения

Самый важный пункт — это неправильные или ложные отключения электродвигателей при неопасных ненормальных режимах.

Такие отключения могут возникнуть при некорректном расчете уставок релейной защиты электродвигателей, что приводит к большому ущербу и затратам производства.

2. Простота и надежность

Этот пункт может многим показаться спорным, но я выскажу свое мнение на этот повод. Я считаю, что защиту электродвигателей необходимо выполнять простой и надежной., т.к. в последнее время столкнулся с проблемами лишнего усложнения схем релейной защиты электродвигателей.

3. Самозапуск

Огромное значение для надежного и бесперебойного электроснабжения предприятия имеет самозапуск электродвигателей.

Самозапуск — это такое явление, когда при кратковременном снижении напряжения сети, питающей электродвигатели, они не отключаются от сети, а продолжают вращаться. И после восстановления нормального напряжения сети — электродвигатели начинают «самозапускаться», т.е. увеличивать свою скорость вращения до нормальной скорости.

Кратковременные снижения напряжения сети могут быть по причине:

• короткого замыкания
• при работе схемы АВР, когда происходит автоматическое переключение питания электродвигателей с одного источника на другой

В этом пункте хочу добавить, что защита электродвигателей должна предусматривать возможность самозапуска, т.е. не отключать электродвигатели от сети при снижении напряжения, а также и при его восстановлении.

Но остались еще старые исполнения схем, где самозапуск электродвигателей ликвидировался защитой минимального напряжения, что наносило ущерб предприятию. Об этом мы тоже поговорим, но чуть позже.

Защита электродвигателей. Содержание.

На этом я не заканчиваю, а только начинаю Вас знакомить более подробно с большой темой под названием защита электродвигателей. В данном разделе мы рассмотрим следующие темы:

• виды защит электродвигателей
• защита электродвигателей от коротких замыканий
• расчет защиты электродвигателя
• защита электродвигателей от замыкания на землю
• защита электродвигателей от перегрузки
• защита минимального напряжения
• защита электродвигателей напряжением до 1000В
• расчет самозапуска
• и многое другое

Основные виды защит электродвигателей

1. Защита электродвигателей от коротких замыканий

Чаще всего междуфазные короткие замыкания возникают в обмотке статора электрической машины, что приводит к масштабным ее разрушениям.

Также во время междуфазного короткого замыкания снижается напряжение сети, что сказывается и на работу остальных электроприемников.

Защита электродвигателей от междуфазных повреждений (коротких замыканий) — является основной и обязательной.

2. Защита электродвигателей от замыкания на землю

Следующим видом защиты электродвигателей является защита от замыкания на землю.

Т.к. электродвигатели получают питание от сети с изолированной нейтралью, то однофазные замыкания на землю обмотки статора электрической машины являются не очень опасными.

Выполняется эта защита в том случае, когда токи замыкания на землю превышает более 5 (А).

3. Защита электродвигателей от перегрузки

Защита электродвигателей от перегрузки — это самый распространенный вид защиты электродвигателей, потому как перегрузка по току чаще всего возникает во время эксплуатации электрической машины.

В зависимости от условий работы, эксплуатации и обслуживания электродвигателей, защита от перегрузки выполняется с действием:

• на сигнал оперативному персоналу
• на отключение от питающей сети, путем отключения коммутационных аппаратов, питающих электродвигатель
• на снижение нагрузки с вала двигателя

4. Защита минимального напряжения

Еще один вид защиты электродвигателей, который мы рассмотрим — это защита минимального напряжения.

Иногда по условиям технологического процесса, а также для ограничения токов, возникающих при самозапуске электродвигателей, применяют защиту минимального напряжения, которая действует на отключение малоответственных электродвигателей от питающей сети.

Схемы подключения РКН

В щитке реле напряжения всегда устанавливается после счетчика в разрыв фазного провода. Он должен контролировать и по необходимости отсекать именно «фазу». Никак по-другому его подключать нельзя.

Основных схем подсоединения однофазных реле регулятора сетевого напряжения существует две:

• с прямой нагрузкой через РКН;
• с подсоединением нагрузки через контактор – с подключением магнитного пускателя.

При монтаже электрощита в доме практически всегда применяется первый вариант. Разнообразных моделей РКН с необходимой мощностью в продаже предостаточно. Плюс при необходимости этих реле можно установить по параллельной схеме и несколько, подключив к каждому из них отдельную группу электроприборов.

С монтажом все предельно просто. На корпусе стандартного однофазного реле имеется три клеммы – «нуль» плюс фазные «вход» и «выход». Надо лишь не перепутать подсоединяемые провода.

Подключение

Относительно подключения самих контактов, возможны два варианта:

• установить реле на вводе питания и подключить его контакты так, что при срабатывании будет отключаться питание всего объекта (квартиры, дома и т.п.);
• использовать реле для защиты только отдельных устройств или их групп (например, холодильник, стиральная, посудомоечная машина и т.п.).

Схема подключения на примере модели РН-111М.

В любом из вариантов применения, мощность выбираемого реле (а если быть более точным – отключающая способность контактов) должна соответствовать выбранному составу оборудования, то есть суммарному току, который будет отключать устройство.

Читайте еще: чем отличается дифференциальный автоматический выключатель от обычного, а так же какой узо выбрать для дома?

Технические характеристики устройства Сириус-3-СВ

IP52 со стороны лицевой панели

IP20 по остальным элементам

Устройство имеет полностью положительное заключение аттестационной комиссии ОАО «Россети» и рекомендовано к применению.

Устройство «Сириус-3-СВ» доступно для заказа в нескольких исполнениях. Конкретное исполнение устройства указывается в его обозначении, состоящем из следующих элементов:

Устройство «Сириус-3-СВ-nn-ss», где

«Сириус-3-СВ» — фирменное название устройства;

nn – исполнение устройства по напряжению оперативного тока:
110В – для напряжения питания 110 В постоянного тока;
220В – для напряжения питания 220 В постоянного или переменного тока;

ss – тип интерфейса связи с АСУ:
И1 – два интерфейса RS485;
И3 – один интерфейс RS485, один интерфейс Ethernet по «витой паре» (100BASE-TX) и протокол обмена Modbus TCP;
И4-FX — один интерфейс RS485, два оптических интерфейса Ethernet (100BASE-FX) и протокол обмена МЭК 61850 (редакция 2);
И4-TX — один интерфейс RS485, два интерфейса Ethernet по «витой паре » (100BASE-TX) и протокол обмена МЭК 61850 (редакция 2).

Пример записи обозначения устройства «Сириус-3-СВ» с напряжением оперативного питания 220 В и дополнительным интерфейсом RS485 при заказе: «Устройство Сириус-3-СВ-220В-И1».