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.
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.
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.
Предвидеть возможные проблемы при трёхфазной схеме электроснабжения не представляется возможным. Поэтому применение защиты с использованием реле контроля напряжения должно быть обязательным у потребителей во всех трёхфазных сетях.
