Реле контроля фаз 3-фазное: модели, характеристики, назначение

Многие пользователи сталкиваются с проблемами в работе трехфазного оборудования из-за скачков напряжения или нарушения чередования фаз. Чтобы защитить дорогостоящую технику, стоит установить специальное реле контроля. Давайте разберемся, какие модели 3-фазных реле существуют, каковы их характеристики и основное назначение.

Общее представление о 3-фазных реле контроля

Трехфазные реле контроля - это устройства, предназначенные для непрерывного контроля параметров трехфазной сети электропитания и оперативного отключения нагрузки при выявленных нарушениях.

Основные функции 3-фазных реле:

• Контроль величины линейных напряжений в каждой из трех фаз
• Контроль чередования фаз и определение правильности подключения
• Защита от перенапряжений при резких скачках напряжения (молния, перекос фаз)
• Защита от недопустимо низкого напряжения (провалы напряжения)
• Автоматическое отключение нагрузки при выявлении аварийной ситуации

По принципу действия различают реле прямого действия, которые самостоятельно коммутируют электрические цепи, и реле косвенного действия, которые подают сигнал на отключение нагрузки на внешние устройства - пускатели, контакторы, автоматы.

Применяются 3-фазные реле в промышленности, коммунальном и частном секторе для защиты различного трехфазного оборудования: насосы, компрессоры, холодильные установки, станки ЧПУ, сварочные аппараты, кондиционеры и др.

Виды трехфазных реле по принципу действия

Реле прямого действия имеют встроенные силовые контакты, коммутирующие цепи электропитания нагрузки непосредственно, без использования промежуточных коммутационных аппаратов.

Достоинства прямого управления:

• Простота и надежность схемы - нет лишних звеньев
• Небольшая стоимость - не требуются дополнительные устройства

Недостатки прямых реле:

• Ограничены по мощности нагрузки из-за конструкции контактов
• При частых отключениях больших токов контакты изнашиваются

Реле косвенного действия используют сигнальные контакты для подачи команд на включение/выключение внешних аппаратов - пускателей, контакторов, автоматов защиты, коммутирующих основную цепь электропитания.

Преимущества косвенных реле:

• Позволяют коммутировать большие мощности
• Долговечные при частых оперативных включениях/отключениях

К недостаткам относятся:

• Более сложная схема, требующая дополнительных коммутационных аппаратов
• Повышенная стоимость из-за использования внешних устройств

Для коммутации мощных нагрузок выше 5-10 кВт рекомендуется использовать именно реле косвенного действия в комплекте с соответствующими контакторами или пускателями.

Конструктивные особенности 3-фазных реле

По конструкции корпуса трехфазные реле бывают:

• Модульные для установки на DIN-рейку 35 мм
• Навесные щитовые для размещения на панели или в нише щита
• Втычные для установки непосредственно в лицевую панель щита
• Блочные для напольной установки в шкафах управления

Тип индикации состояния:

• Механическая - рычажки положения или указательные стрелки на лицевой панели
• Световая - сигнальные светодиоды различных цветов
• Цифровая - встроенный дисплей для отображения измеряемых параметров

Степень защиты IP характеризует уровень пыле-влагозащиты корпуса. Для использования внутри помещений достаточно IP20, а для уличной установки требуется IP65 и выше.

Комплектующие трехфазных реле:

• Контактная система: нормально замкнутые (NC), нормально разомкнутые (NO), переключающие (CO)
• Катушки: на 220В, 24В, 48В, 110В, DC12/24В
• Вспомогательные контакты сигнализации

Популярные модели трехфазных реле отечественного и импортного производства

Наиболее известные российские производители трехфазных реле контроля:

• РНПП-301, РНПП-302 (Росэлектроника)
• РКТФ-1М (ЭКРА)
• РПФ-3М (Вектор)
• РКВ-682 (АББ Электроприбор)

Популярные зарубежные марки:

• Finder (Италия)
• Lovato (Италия)
• ABB (Швейцария)
• Schneider Electric (Франция)

Сравнение некоторых моделей по техническим характеристикам:

Как видно из примера, модели различаются рабочим диапазоном напряжений, максимальным коммутируемым током и набором контролируемых функций.

Основные технические характеристики 3-фазных реле

Диапазон контролируемых напряжений обычно составляет от 180 до 500 В. Большинство реле рассчитаны на работу при 380В.

Порог срабатывания по минимальному и максимальному напряжению настраивается в пределах от ±5% до ±20% от номинала. Так при номинальном напряжении 380В диапазон срабатывания может быть задан, например, от 285 до 456 В.

Время отключения при нарушении контролируемых параметров находится в пределах от десятых долей секунды до нескольких секунд.

Максимальный коммутируемый ток находится в пределах от 10 до 63 А. Соответственно, мощность нагрузки - от 5 до 30 кВт.

К основным контролируемым параметрам трехфазного напряжения относятся:

• Величина линейных напряжений в каждой из фаз
• Чередование фаз (порядок чередования)
• Симметрия напряжений в фазах (баланс фаз)

Дополнительно некоторые модели могут определять:

• Обрыв фазы
• Наличие или отсутствие напряжения в нулевом проводе
• Последовательность подключения фаз

Как правильно подобрать и рассчитать реле для 3-фазной сети

Для выбора подходящей модели реле контроля фаз 3-фазное необходимо выполнить следующие расчеты:

1. Определить суммарный максимальный рабочий ток нагрузки
2. Выбрать реле с допустимым током не меньше рассчитанного
3. Убедиться, что диапазон напряжений реле соответствует параметрам сети

Расчет максимального рабочего тока выполняется по формуле:

I_max = P_max / (1,73 * U_lin)

где:

• P_max - суммарная активная мощность нагрузок, кВт
• U_lin - линейное напряжение сети (обычно 380 В)

Например, для нагрузки мощностью 45 кВт при напряжении сети 380 В максимальный ток составит:

I_max = 45000 / (1,73 * 380) = 72,2 А

Допустимый ток выбранного реле должен быть не менее 72,2 А.

Правила монтажа и подключения трехфазных реле

Реле рекомендуется устанавливать в непосредственной близости от защищаемого оборудования, до коммутационных аппаратов.

Вариант подключения реле ел 11 к трехфазной сети и нагрузке:

При использовании реле ел 11е рекомендуется следующая последовательность работ:

1. Установить реле в щит или шкаф
2. Подключить реле к питающей сети через автоматический выключатель
3. Выполнить подключение нагрузки к выходным контактам
4. Настроить параметры контроля согласно руководству

Возможные неисправности трехфазных реле

К типовым неисправностям 3-фазных реле контроля относятся:

• Несрабатывание защиты при выходе параметров сети за допустимые пределы
• Ложные отключения нагрузки при нормальных показателях сети
• Повреждение катушки, контактной группы или печатных плат реле

Для поиска неисправностей используют тестер, мультиметр и осциллограф. Например, обрыв обмотки катушки определяется прозвонкой омметром.

Техническое обслуживание и ремонт

Регламентное ТО 3-фазного реле включает:

• Внешний осмотр на предмет отсутствия механических повреждений
• Проверку надежности электрических соединений
• Тестирование функций защиты и автоматики

Периодичность профилактических работ составляет 6-12 месяцев.

При серьезных поломках реле подлежит отправке в ремонт или замене на новое. Средняя цена на реле контроля фаз 3-фазное цена составляет от 3000 до 15000 рублей.

Меры безопасности при монтаже и эксплуатации

Установка и подключение трехфазного реле должны производиться квалифицированным персоналом с группой допуска по электробезопасности не ниже 3.

Для защиты от поражения электрическим током следует:

• Использовать инструменты с изолированными рукоятками
• Проверять отсутствие напряжения перед началом работ
• Работать в диэлектрических перчатках и коврике

При включении реле сначала подается напряжение на защищаемое оборудование, а уже после этого на само реле контроля.

Типовые схемы включения 3-фазных реле в электрическую сеть

Пример схемы подключения модульного реле косвенного действия с контактором:

Схема включения прямого реле защиты на трехфазную нагрузку:

Где:

• QF - автоматический выключатель
• KM - пускатель бесконтактный
• FU1 - предохранитель

Алгоритм первоначальной настройки и программирования

Последовательность настройки трехфазного реле после монтажа:

1. Убедиться в отсутствии напряжения на подключенных проводах
2. Задать значения контрольных порогов напряжения с помощью ручек на корпусе
3. Подать напряжение и выполнить тестовое опробование функций защиты
4. Откорректировать пороги срабатывания по результатам испытаний

На реле с цифровым интерфейсом выполняется программирование с ПК.

Нюансы выбора трехфазного реле для разных типов нагрузок

При выборе реле учитывают особенности защищаемого оборудования:

• Для компрессоров требуется контроль последовательности фаз
• В сварочном оборудовании важен контроль асимметрии фаз
• В станках ЧПУ приоритетна защита от любых отклонений напряжения