Чтобы безопасно пользоваться домашней электросетью, нужно обеспечить ее надежную защиту. Это понимает подавляющее большинство пользователей, поэтому во всех электролиниях установлены автоматические выключатели, а нередко вместе с ними монтируются и УЗО. Однако этих устройств недостаточно, чтобы защитить сеть от всех негативных факторов. Автомат спасет линию от перегрузки и КЗ, УЗО защитит человека и домашних животных от поражения током утечки. Но при возникновении неполадок в трёхфазной сети (это может быть обрыв одного из трех фазных кабелей, нулевого проводника, а также импульсный скачок напряжения, вызванный грозой) эти приборы бесполезны. Предотвратить негативные последствия можно, подключив реле контроля напряжения 3-фазное.
Трехфазное реле напряжения: назначение и принцип действия
Этот аппарат, как ясно из названия, предназначен для контроля разности потенциалов в трехфазной сети. Ее показатель составляет 380В. Конечно, существуют небольшие пределы, в которых напряжение может колебаться без вреда для электропроводки и подключенной аппаратуры. Но если оно становится слишком высоким или, напротив, низким, возникают серьезные проблемы.
Слишком большое напряжение вызывает перегрев кабельной изоляции и ее расплавление. Кроме того, под его воздействием перегорают включенные в цепь бытовые приборы. Если разность потенциалов слишком мала, то из-за снижения мощности в работе аппаратуры начинаются сбои, а некоторые приборы выключаются. Для электромоторов последствия спада напряжения бывают еще серьезнее – агрегаты просто сгорают. Установив для контроля фаз реле, эти проблемы можно предотвратить.
Многих владельцев частных домов удерживает от покупки реле контроля фаз достаточно высокая цена изделия. Но установка в трехфазную сеть этого прибора вполне оправдана, ведь ликвидация последствий выхода линии вместе с подключенными приборами из строя обойдется в десятки, а то и в сотни раз дороже. Не говоря уже о том, что сбой напряжения в сети на 380В может стать причиной пожара.
Сейчас в продаже имеются различные виды РКН, отличающихся друг от друга конструктивными особенностями и функциональными возможностями. Но все они работают по одному принципу.
Реле контроля сетевого напряжения (3-фазное) имеет в схеме микроконтроллер, посредством которого устройство следит за разностью потенциалов на фазах.
При изменении величины напряжения на одном проводнике под воздействием контроллера включается реле электромагнитного действия. Происходит это автоматически. Контакты прибора размыкаются, и подача питания в линию прекращается. После того, как параметры напряжения придут в норму, ток вновь будет пущен в цепь. Постороннего вмешательства для этого не требуется.
Для проверки РКН можно воспользоваться тестером. Если устройство исправно, то при касании щупами мультиметра контактов под номерами 1 и 3 на дисплее измерительного прибора должна высветиться цифра «1». Когда щупами замкнуты контакты 2 и 3, тестер должен показать «0».
Реле контроля трехфазного напряжения: предназначение и применение
Предпосылки
Электроснабжение по трёхфазной схеме используется не только для подключения потребителей, нагружающих три фазы единовременно.
Жилые дома во всех населённых пунктах, дачные посёлки, частный сектор, административные здания и не только тоже подключены к трёхфазной сети. Но при этом они являются потребителями фазной сети 220 Вольт.
А все три фазы распределяются между потребителями так, чтобы предположительно получалась одинаковая нагрузка для каждой фазы.
Схематически сеть с тремя фазами напряжения изображается, как равносторонний треугольник. Вершины его являются фазами А, В и С. Длина каждой стороны соответствует величине 380 Вольт при отсутствии нагрузки или при её малой величине.
Отрезок медианы от вершины до точки пересечения медиан это фазное напряжение. При симметричной нагрузке длина каждой стороны, то есть линейное значение, уменьшается одинаково. Это же относится и к фазным значениям.
Но поскольку реальные потребители могут быть какими угодно нагрузка всегда получается несимметричной.
Совет
И поэтому треугольник получается разносторонним, иллюстрируя отклонения напряжения от 380 и 220 Вольт. Хорошо заметно, что при несимметричной нагрузке изменились все фазные величины. Поэтому потребители, подключенные к фазе с минимальным напряжением и у которых в это время идёт помол кофе, не смогут его качественно приготовить. Кофемолки будут работать при пониженных оборотах.
Трёхфазные электродвигатели, особенно нагруженные, начнут работать с качаниями ротора. А это может привести к разрушению конвейерных лент, тросов из-за рывков.
Ещё хуже придётся всем без исключения потребителям, если произойдёт обрыв нейтрали. При этом изменение фазных напряжений может значительно превысить величину 220 Вольт. А это опасно для бытовых электроприборов.
Не говоря уже о нагруженных трёхфазных двигателях.
Принцип работы
Чтобы избежать проблемы, которые возникают в нагрузке при перекосе фаз, обрывах нуля, неправильной последовательности фаз её отключают специальным реле.
На рынке есть много моделей таких реле более или менее сложных по своей конструкции. В некоторых из них применяются полупроводниковые приборы, и даже микропроцессоры.
Для электросетей в жилых домах, дачах и частном секторе трехфазные реле напряжения устанавливаются на распределительных подстанциях.
Промышленные предприятия используют повсеместно все три фазы подключения. Поэтому применяют трехфазное реле напряжения более широко, в основном для защиты электродвигателей. Оно имеет контакты, предназначенные для управления магнитными пускателями и выключателями.
Катушки реле контроля напряжения в трёхфазной сети срабатывают от сигнала, который выделяется из электросети специальными гармоническими фильтрами. При появлении такого сигнала катушка пускателя или аналогичного выключателя обесточивается контактами реле и нагрузка отключается.
Большинство моделей таких реле снабжены регуляторами настроек тех или иных параметров для получения необходимых контролируемых величин трёхфазного напряжения и времени между отключением и повторным включением нагрузки.
Работа реле по защите нагрузки от несоответствия параметров трёхфазной сети происходит чаще всего в автоматическом режиме.
Обратите внимание
Вмешательство человека обычно требуется только при продолжительных авариях. В таких случаях происходят повторные срабатывания, и тогда приходится вручную отключать входной выключатель. Но возможно автоматизировать и этот процесс. После нескольких повторных включений и выключений будет сформирован сигнал для автоматического выключения входного выключателя.
Порядок установки
Монтаж контрольных реле, как правило, производится на ДИН-рейку. Устройства могут отличаться друг от друга по схеме подключения, но, поскольку она нанесена на корпусную часть прибора, проблем с подсоединением РКН обычно не бывает. Подключение вводных контактов к линии следует производить через пускатель.
Схема подключения реле показана на рисунке ниже.
Важно обеспечить хороший контакт на всех соединениях. Скрутки, особенно при подключении кабелей к контактору, делать не следует. Лучше всего для этой цели приобрести специальные наконечники – стоят они совсем недорого.
РКН подключается к трехфазной электросети через провода. Медные кабели диаметром 1,5-2,5 кв. мм вполне подойдут для этой цели.
Наглядно про подключение на видео:
Схема подключения и монтаж реле напряжения
Большинство реле монтируются в распределительном щитке на DIN-рейку. Они могут устанавливаться в любом положении, сохраняя при этом свою работоспособность. Однако схема подключения у разных моделей будет отличаться, поэтому она наносится на корпус каждого прибора.
Это позволяет легко соединить реле контроля трехфазного напряжения с электрической цепью, соблюдая правила, одинаковые для всех типов этих устройств.
Подключение вводных контактов к сети осуществляется через контактор или специальный пускатель. Проводники всех трех фаз подключаются к соответствующим клеммам, расположенным сверху прибора. Фазы маркируются буквами А, В и С, а клемма для нулевого провода – буквой N.
Нижние клеммы нумеруются 1, 2, 3 и подключаются в следующей последовательности:
- Из клеммы № 1 проводник подсоединяется к одному из выходов катушки, находящейся в контакторе.
- Клемма № 3 подключается к любой фазе, проходящей в обход реле напряжения.
- Второй выход катушки контактора подключается к нулевому проводнику трехфазной сети.
Соединение силовых элементов осуществляется следующим образом. Каждая фаза, подающая напряжение, подключается к соответствующей входной клемме контактора. Проводники, отходящие к нагрузке, соединяются с выходными клеммами контактора. Для подключения нулевых проводников в распределительном щитке устанавливается общая нулевая шина.
Контакты всех соединений должны быть максимально плотными, поэтому желательно не пользоваться скрутками, особенно при соединении проводников с клеммами контактора. Существуют специальные наконечники, обеспечивающие надежный контакт. Все подключения выполняются с помощью медных проводов, сечением от 1,5 до 2,5 мм2.
Как настроить реле напряжения?
Рассмотрим порядок настройки устройства на примере прибора VP-380V. Когда аппарат уже подключен к цепи, нужно подать питание. Затем смотрим на показания дисплея:
- Пока на прибор не подано напряжение, цифры, высветившиеся на нем, мигают.
- Появление на дисплее прочерков может свидетельствовать об изменившемся чередовании фаз, или об отсутствии одной из них.
- Если подключение произведено правильно, а сетевые параметры соответствует норме, по истечении 15 сек происходит замыкание релейного контакта 1-3, и питание начнет поступать на катушку контактора, а затем – в линию.
- Если экран устройства мигает в течение длительного времени, включения контактора не произойдет. Проверьте подключение – скорее всего, где-то была допущена ошибка.
Убедившись в правильности подключения, можно переходить к настройкам. Рядом с экраном реле имеется 2 настроечных кнопки, на которых нанесены треугольные обозначения.
На одной кнопке вершина треугольника направлена вверх, на другой – вниз. Для установки максимального предела отключения нажмите верхнюю кнопку. В таком положении ее нужно держать 2-3 секунды. В центральной части монитора высветится цифра, соответствующая заводскому уровню. После этого, нажимая кнопки, следует установить нужный верхний предел отключения контрольного устройства.
Нижний предел устанавливается аналогичным образом. Программирование прибора произойдет автоматически, через 10 секунд после окончания настройки. При этом все установленные параметры сохранятся в памяти реле.
Как выставить время повторного отключения?
На корпусной части прибора, рядом с дисплеем, имеется кнопка настройки времени повторного включения. Она находится между кнопками ▲ и ▼, обозначена значком часов. После нажатия на нее и удержания на дисплее появится настроечное число, выставленное на заводе. Чаще всего это 15 секунд.
Что дает эта функция? Если, например, на одной фазе произойдет перепад разности потенциалов, превышающий предельные значения, реле отключит питание сети.
После того, как напряжение нормализуется, контрольный прибор включит подачу электричества через тот период, который установлен при заводской настройке (15 секунд). Для изменения значения удерживайте кнопку настройки до появления этой цифры на экране. После этого установите нужную цифру, манипулируя верхней или нижней кнопкой. Шаг изменения, предусмотренный устройством – 5 секунд.
Как произвести настройку перекоса фаз?
Для установки интервала между показателями напряжения на различных фазных проводниках следует одновременно нажать верхнюю и нижнюю кнопки. При этом на экране появится значение заводской настройки; как правило, оно составляет 50В. Это говорит о том, что реле прекратит подачу питания при разнице напряжений на фазах в 50В.
Изменить это значение можно, нажав одновременно обе кнопки, а затем верхней или нижней выставив нужную цифру.
Подробнее о настройках на примере одной из моделей на видео:
Ввод 2
Здесь автомат на вводе я сфотографировал:
2 – Вводной автомат (рубильник) до счетчика
Трехфазный ввод от однофазного отличается принципиально. Подробнее – в моей статье.
А электрощиток имел такой вид:
2 – внешний вид электрощитка
На счетчике стоит магнитная пломба. Для чего она нужна – отсылаю к статье про Способы кражи электроэнергии. Но ещё раз говорю – жить нужно честно!
2 – Магнитная пломба на трехфазном счетчике
Внешний вид места, где будет разрыв для подключения наших реле контроля напряжения:
2 – выходы счетчика
Поближе, нас интересует верхнее подключение к рубильнику, слева:
2 – провода между счетчиком и переключателем, куда будет подключаться трехфазное реле напряжения
Там ещё мешается вольтметр, но его придётся оставить.
Показан процесс сборки второго щитка с тремя реле контроля напряжения Барьер:
2 – Трехфазное реле контроля напряжения на основе реле Барьер
Вот каким образом подключен этот щиток:
2 – Подключение реле напряжения в разрыв после счетчика
Это соединение очень важно, поскольку через него идёт всё питание офиса. Поэтому я его сделал через клеммные колодки (зажимы) винтового типа.
Синие провода, которые раньше шли на клеммы переключателя, теперь через клеммы уходят на щиток реле напряжения. А с выходов Барьеров провода подключаются напрямую к клеммам переключателя.
Соединения в щитке показаны на фото:
2 – Соединения в щитке трехфазного реле контроля напряжения
По вводному кабелю идут три фазы и ноль. По нулевому проводу ток более чем в 100 раз меньше, чем по фазным, поэтому им можно пренебречь.
Во втором, выходном кабеле используется три жилы, четвертая – запасная (резерв).
В итоге, токи в кабелях одинаковы, кабель используется на 75%, что оптимально с точки зрения перегрева.
Вторая электрощитовая приняла такой вид:
2 – Электрощитовая с новым щитком
Поближе наш щиток:
2 – Щиток с трехфазным реле контроля напряжения
