Что такое реле контроля фаз: 125 фото лучших моделей, преимущества и недостатки применения

Реле контроля фаз

В данной статье рассмотрим со всех сторон очень полезное устройство промышленной электроники — реле контроля фаз, другие названия – трехфазное реле контроля напряжения, реле контроля обрыва и чередования фаз . Из названия можно догадаться, что реле контроля фаз – реле, которое контролирует качество трехфазного напряжения и правильность его подключения.

Как всегда в таких статьях, будут теория, схемы, фото, инструкции.

Свою функцию это устройство выполняет нечасто, чуть чаще, чем реле напряжения. Однако, без него бывает, что тратится лишнее время на наладку оборудования. Кроме того, это устройство защитит оборудование от некачественного питания.

Важно, что надо уяснить – реле контроля фаз бывает только трехфазное, и всегда подключается только в 3-фазную сеть!

Зачем нужно трехфазное реле контроля фаз

Реле контроля фаз необходимо ставить там, где часто производится переподключение к питающему трехфазному напряжению, а также там, где важна фазировка (правильное чередование фаз).

Например, реле контроля фаз может быть полезно в оборудовании, которое часто переносится с места на место, и в котором критично перепутать фазы. В некоторых устройствах неправильное чередование фаз может привести к неправильному функционированию и поломке. Например, винтовой компрессор, если его включить в неправильном направлении более чем на 5 секунд, может полностью выйти из строя.

СамЭлектрик.ру в социальных сетях:

Подписывайтесь! Там тоже интересно!

Кроме того, при подключении такого оборудования может сложиться ошибочное мнение что его надо ремонтировать, и ремонтный персонал будет некоторое время чесать репу, пока кто-то не подаст нужную мысль: «А может, фазы перепутаны?». А потом ещё кто-то скажет ещё более нужную мысль: «Надо бы поставить реле контроля фаз…»

Принцип работы и функции реле контроля фаз

Итак, в каждом станке существует правильный порядок фаз, при котором все двигатели при данном подключении крутятся в правильном направлении. Если питающие фазы перепутаны, то всё тоже будет крутиться, но неправильно, и возможно недолго.

В реле контроля фаз есть схема, которая вычисляет порядок чередования фаз (Phase-sequence), и в соответствии с этим порядком срабатывают выходные контакты. Контакты эти можно подключить куда угодно — в контрольную цепь, к звонку или лампочке, разрывать цепь питания цепь питания всего устройства или катушки контактора двигателя.

Последнее применение рекомендует производитель, я же рекомендую включать его в аварийную (контрольную) цепь, чтобы весь станок, в котором установлено это реле, не мог запуститься. Естественно, если аварийная цепь выполнена правильно, как я это рекомендую в статье по приведённой ссылке.

Это главное применение.

Другое применение — защита от пропадания фазы (Phase-loss). Или от существенного понижения напряжения на одной из фаз (асимметрия, или перекос фаз) (Three-phase Asymmetry).

Последние две функции в принципе идентичны, весь вопрос только в уровне падения напряжения.

От пропадания фазы для защиты электродвигателей также применяется мотор-автомат или тепловое реле, но они срабатывают по тепловой перегрузке, а это уже критический режим. А реле контроля фаз — электронное устройство, и сработает раньше (1-3 сек), не дав двигателю перегреться. В случае выравнивания фаз включение происходит тоже не сразу, а через необходимое время (5-10 сек).

Уровень напряжения асимметрии можно выставить во всех реле контроля фаз, а вот время включения/выключения, как правило, регулируется лишь в навороченных моделях. Кроме того, для функции обнаружения асимметрии существует такой полезный параметр, как гистерезис, который обеспечивает более «плавную» работу устройства. Он тоже, как правило, не регулируется.

Как работает гистерезис, спросите у того, кто знает что это такое))

Таким образом, можно сказать, что реле контроля фаз — устройство, которое контролирует качество трехфазного питающего напряжения в промышленном оборудовании. И естественно, что реле контроля фаз – 3-х фазное устройство.

Устройство и модели реле контроля фаз

РКФ-МО

Реле контроля фаз РКФ-МО от российской фирмы Приборэнерго представлено тремя моделями – РКФ МО5, МО6, МО8. Они имеют различные возможности регулирования, но один принцип действия.

Реле контроля фаз ПриборЭнерго

У самой простой модели, РКФ-М08, имеется только одна регулировка – времени срабатывания, остальные параметры установлены на заводских настройках и не регулируются. Топовая модель реле контроля фаз от Приборэнерго, РКФ-М05, имеет уже три регулировки – порог низкого напряжения, верхнего, и время срабатывания. Все модели имеют индикацию питания, работы и аварии.

Zamel CKM -01

Рассмотрим реле контроля фаз подробнее на примере устройства СКМ-01 производства польской фирмы Zamel .

CKM-01 от Zamel. Краткие характеристики на упаковке

У реле на вход подаётся три фазы ( L 1, L 2, L 3) и ноль ( N ), питание внутренней схемы – от фазы L 1. Выходное реле — с одним переключающим контактом. Также имеются два индикатора, которые показывают чередование и асимметрию фаз.

Вот как это реле выглядит вживую:

Реле контроля фаз Замель CKM-01. Внешний вид

Электрическая схема реле CKM -01 Zamel очень простая, собрана всего на двух транзисторах. Внутренности CKM -01 Zamel можно рассмотреть ниже на фото.

Честно говоря, никогда бы не поверил, что такое сравнительно сложное устройство можно собрать всего на 2-х транзисторах!

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Инструкцию от производителя можно будет скачать в конце статьи.

РНПП-311

Теперь рассмотрим популярную отечественную модель – РНПП-311. Полное название – Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз. Отсюда и аббревиатурное название. Подробнее – в инструкции в конце статьи.

Недавно появилось реле РНПП-311М, у него более современный и компактный корпус и больше настроек.

Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз РНПП-311М

Далее, по степени увеличения функциональности.

OMRON K8AB

Более навороченная модель — OMRON K8AB:

Omron K8AB-PA. Внешний вид

Тут уже есть дополнительный регулятор времени срабатывания (реагирования). Также это реле реагирует не только на понижение, но и превышение напряжения на одной из фаз.

Схема собрана на микроконтроллере, как и все модели, которые рассмотрю ниже.

Временная диаграмма и схема, расположенная на боковой стенке этого реле:

Omron K8AB – временные диаграммы, настройка и схема

В линейку реле Omron K8AB входят 4 модели, и они обеспечивают очень расширенные настройки, на любой вкус. Инструкция – там же.

Carlo Gavazzi DPC01

Ещё одно реле контроля напряжения, из тех, что мне попадались – Carlo Gavazzi DPC01. Оно участвует в схеме промышленного компрессора-холодильника, про который я писал в статье про применение Устройства Бесперебойного питания (ИПБ, UPS) или про то, как я спас молоко от прокисания.

Кстати, если Вам вообще интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Carlo Gavazzi DPC01

На входе – три фазы, на выходе – два реле, контакты которых в данном случае подключались в схему последовательно и рубили цепь питания схемы управления. Кроме четырех регуляторов настроек, под крышкой с сорванной пломбой – ещё переключатели режимов работы.

В той статье я не написал, что пытался запустить этот холодильник, исключив это реле из схемы. Но Carlo Gavazzi оказался прав – компрессор не хотел запускаться при таком плохом качестве напряжения.

Евроавтоматика ФиФ CKF-318-1

Устройство трехфазного реле контроля и наличия фаз белорусского производителя приведена в этой статье. Показано устройство и реальный пример подключения и установки в компрессоре.

Схема подключения реле контроля фаз

Если в оборудовании используются для подключении электродвигателей только частотные преобразователи, то реле контроля фаз не нужно — для частотника всё равно, в каком порядке на него приходят фазы, он всё равно выпрямляет переменное трехфазное напряжение и преобразует его в постоянное.

Однако, я рекомендую ставить такое реле в любой промышленной аппаратуре стоимостью от 1000 долл с трехфазным питанием. Ведь само реле стоит чуть более 1000 руб (отечественные модели), а в случае проблем с питанием сразу даст об этом знать.

Итак, вот несколько схем подключения, которые рекомендуют производители. В принципе, отличий мало.

Схема подключения реле контроля трехфазного напряжения РНПП-311

Схема подключения реле контроля напряжения от OMRON

Схема подключения реле контроля напряжения от Carlo Gavazzi

Последняя схема ценна и тем, что дано условное графическое обозначение реле контроля напряжения. И контакты реле показаны с задержкой включения!

Справедливости ради стоит сказать, что в современном оборудовании на контроллерах реле контроля фаз как отдельный блок иногда не применяется, а реализовано непосредственно на контроллере.

А теперь, как и было обещано, инструкции:

Zamel CKM-01 manual 1. (извиняюсь за качество, лучше не нашёл(

Zamel CKM-01 manual 2

• РНПП-311. Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз / Паспорт, руководство и инструкция по эксплуатации, pdf, 303.37 kB, скачан: 3357 раз./
• OMRON K8AB 4 модели, файл собран из четырёх файлов. / Реле контроля напряжения, асимметрии и пропадания фаз, pdf, 687.72 kB, скачан: 1560 раз./
• Carlo Gavazzi DPC01 – manual – instruction – datasheet / Carlo Gavazzi DPC01 – инструкция от итальянской фирмы, pdf, 173.34 kB, скачан: 1351 раз./

Что такое реле контроля фаз — принцип работы, назначение, схема подключения и основные типы реле контроля фаз (125 фото)

Все современные механизмы, облегчающие труд и бытовые работы, функционируют на основе электричества. Для питания применяется переменный ток, поставляемый конечному потребителю тремя фазами и нейтралью энергетической сети.

При нагрузке линии менее 10 кВт для питания маломощной техники достаточно подводить одну из фаз, вместе с нейтралью. Что обычно и делается в отношении жилых помещений. Зачастую вводом в квартиру или дом выступает всего два провода. Хотя есть и исключения. К примеру, в некоторых моделях холодильников, вентиляционных механизмов или плит, обязательно подключение всех трех фаз. Другое дело производства, где используются мощные электромоторы, сварки, компрессоры и все прочие механизмы, сильно нагружающие сети электропитания. Снабжение их полноформатным электрическим током обеспечивает необходимую функциональность с покрытием всех возникающих запросов.

Для механизмов, использующих полнофазное питание, есть некоторые требования к его характеристикам. Речь идет об очередности и вольтаже во всех трех линиях. Если они отличаются от стандарта или неправильны подведены, КПД конечных устройств будет ниже. Последнее в большей степени затрагивает электродвигатели и трансформаторы тока. С целью соблюдения настоящего условия соответствия и применяются реле контроля фаз вводных линий.

Что такое переменный ток

Стандартный трехфазный ввод:

С целью понимания необходимости 3 фаз электропитания и соответствующей защиты на линиях, вначале разберем о каком конкретно токе идет речь. В отличие от постоянного, движение электронов в каждой линии переменного тока происходит в соответствии с синусоидальным напряжением поля. В момент, когда оно достигает своего пика, перемещение частиц максимально в канале по направлению к нейтрали или фазового провода с текущим нулевым индексом. Последний становится таким в период, когда мощность поля в нем равна «0». Затем сила, приводящая в движение электроны своего знака, изменяет полярность и продолжает перемещать в канале уже частицы с противоположным зарядом.

Подобное периодическое движение электронов и служит сущностью понятия переменного тока. Его плюсы по сравнению с постоянным:

1. Нагрузка линии не постоянна, а значит каналы передачи энергии можно сделать физически тоньше относительно используемых при непрерывном движении электронов.
2. Возможность экономичной передачи тока на большие расстояния, за счет поднятия его вольтажа несложными трансформаторами в начале пути и последующим уменьшением его до рабочих характеристик, такими же аппаратами, находящимися на стороне получателя.
3. Упрощается создание кругового магнитного поля, что дает возможность облегчить конструкцию электромоторов.
4. Получение двух рабочих напряжений в трехфазных устройствах.
5. При симметричных характеристиках на всех трех линиях, конечный потребитель, использующий их для своего питания, не нуждается в отдельной нейтрали. Ему достаточно приходящего переменного тока. Конечно, при соответствующем соединении линий и нагрузки.

Пример системы 3 фаз без нейтрали — соединение «звездой»:

Еще один способ подключения трехфазового оборудования без нейтрали (если в его конструкции нагрузка соединена в связку типа «треугольник»). Правда, для названого случая обязателен монтаж с правильным чередованием вводных фаз.

Соединение треугольником потребителей и генераторных мощностей:

Одну из фаз вместе с нейтралью, можно использовать для питания относительно слабого по мощности потребителя, что и делается в отношении жилых помещений. На всю квартиру обычно заводят только одну линию из трех с общим нулем.

Зачем нужно реле контроля фаз

Ранее были описаны плюсы при использовании фазового питание. Есть и минусы:

1. Происходит небольшая, но постоянная потеря реактивной мощности в соединяющих проводах.
2. При обрыве нулевого провода и несимметричной нагрузке на каналы сети, в момент синусоидального простоя, по одной из линий может пройти напряжение выше нормы, что зачастую и губит квартирную бытовую технику. Она перегорает от излишних токов. Что происходит при разрыве нуля:
3. Перечисленное во втором пункте происходит еще и по причине чрезмерного потребления на одной или двух фазах общей цепи питания. Скажем, когда нагрузка не сбалансирована.
4. Излишнее использование импульсных блоков питания на одной из приходящих линий может вызвать проблему гармоник, кратных третьей. Что в конечном итоге приводит к возникновению излишних токов в нейтрали сети. Распространение блоки питания настоящего типа получили в малогабаритной технике, наподобие ПК, ноутбуков, зарядок, офисного оборудования и многих других устройств.
5. В случае обрыва одной или нескольких фаз, коэффициент полезного действия питаемого оборудования резко снижается, а общая нагрузка на сеть увеличивается. Это может привести к весьма печальным последствиям.
6. Нарушение порядка чередования также приведет к выходу техники из строя. Примером может стать промышленный винтовой компрессор. Если он подключается к линии неверно, обмотки двигателя зачастую перегорают.

Именно для целей предотвращения перечисленных факторов, приводящих к выходу из строя конечных потребителей, и применяется реле контроля фаз.

Для чего предназначено

Применение реле контроля фазового напряжения

Специальные контроллеры фаз востребованы в местах, где требуется часто подключаться к питающей сети и где важно соблюдать их чередование. В качестве примера обычно рассматривается ситуация, когда подключаемое оборудование постоянно переносится с одного места на другое. В этом случае вероятность перепутать фазы линейных напряжений очень велика.

В некоторых нагрузках неверное их чередование способно привести к неправильной работе устройства и последующей поломке. Любой агрегат, включенный в такую сеть длительное время, с большой вероятностью выйдет из строя. При эксплуатации такого прибора можно легко ошибиться с оценкой его состояния, считая, что устройство нуждается в ремонте.

Принцип работы реле

С переменным током и причинами проблем на линии разобрались. Осталось понять, зачем нужно фазное реле и каков принцип его работы.

Одна из производимых промышленностью моделей реле контроля фаз:

Функциональность реле построена на основе размыкания всех трех каналов, участвующих в поставке энергии.

Это для тех случаев, когда происходит:

• разрыв «нуля»;
• асимметрия фазного тока;
• уменьшение или повышение уровня напряжения на одной из линий;
• нарушение в правильном чередовании фаз.

Выключение в идеале производится не сразу, а через небольшой период времени (в расчете на то, что колебание параметров сети имеет разовый характер и сразу нормализуется). К примеру, такое случается одномоментным образом с подсоединением к линии мощного потребителя. Из-за этого в аппарат защиты обычно встраивается реле времени, контролирующее период срабатывания.

Не все выпускаемые заводами модели оснащены полным функционалом устройства. Некоторые из дешевых реле контроля фаз определяют только один из факторов, требующий действия. Зачастую в них отсутствует и таймер.

При желании можно сделать простой аппарат защиты подключенных многофазных устройств своими руками, используя приведенную схему:

Это наиболее простая конструкция из множества возможных. Тем не менее, свою функцию защиты на базовом уровне она выполняет.

Главное, что нужно помнить о принципе работы реле контроля фаз — оно определяет только состояние входящей линии, а не каналов потребления. То есть, если происходит какая-либо проблема на клиентских устройствах, в отличие от иных автоматов отключения, срабатывания системы защиты ждать не стоит.

Особенности различных исполнений и их возможности

Известны две разновидности приборов, используемых в составе линейных трехфазных систем: фазные реле тока и коммутаторы напряжения. Они имеют типовое исполнение, определяемое требованиями нормативной документации. Интерес представляет сравнительная оценка двух разновидностей модульных устройств.

Плюсы токовых реле

Бесспорными преимуществами токовых защитных реле (ТР) при их сравнении с устройствами контроля напряжения являются:

• независимость от ЭДС, постоянно возникающей при фазных сбоях в случае перегрузки электродвигателя;
• возможность определения отклонений в поведении электрической машины;
• допустимость контроля не только самой линии (перед ответвлением), но и подключенной к ней нагрузки.

В отличие от ТР приборы контроля напряжения не позволяют реализовать большинство из перечисленных функций. Они предназначаются в основном для установки в линейные цепи.

Обнаружение фазного сбоя

Сбой из-за обрыва фазы – рядовое явление, связанное со сгоревшим предохранителем или механическим повреждением в сети. В схожих условиях 3-хфазный двигатель, например, при пропадании одной из фаз продолжает работать за счет мощности, отбираемой от оставшихся двух. Любая попытка запустить его вновь при отсутствии одной из фаз будет безуспешной.

Длительность ее обнаружения (реакция на перегрузку) бывает настолько продолжительной, что за это время тепловая защита просто не успевает отключить агрегат. В ее отсутствии реле обрыва фазной жилы срабатывает из-за перегрева обмоток электродвигателя. Но это случается далеко не всегда, что объясняется особенностями работы недогруженного по одной из фаз устройства. В этом случае в нем начинает действовать так называемая «обратная ЭДС».

Обнаружение реверса

Возможность обнаружения реверса фазы востребована в следующих ситуациях:

• на двигателе проводится техобслуживание;
• в систему распределения энергоносителя внесены существенные изменения;
• после восстановления показателя мощности меняется фазовая последовательность.

Необходимость в использовании реле смены чередования фаз связана с недопустимостью реверса двигателя, который способен повредить сам механизм, а также угрожает обслуживающему персоналу. Положениями ПУЭ предписывается применение этого устройства для любого оборудования, включая транспортеры, эскалаторы, лифты и другие движущиеся системы.

Выявление дисбаланса

Несбалансированность в электросетях обычно проявляется как значительное различие амплитуд фазных напряжений, поступающих с районной подстанции. Такой дисбаланс наблюдается в ситуациях, когда на стороне потребителя нарушено равномерное распределение нагрузок по каждой из фаз. Его наличие в системе приводит к разбросу токов в отдельных линиях, что заметно сокращает срок службы подключенного оборудования (электродвигателей, например).

Объясняется это тем, что так называемое «слипание» фаз в линиях индуктивных нагрузок вызывает дополнительный нагрев проводов и способствует разрушению изоляции. Все это является обоснованием необходимости установки в действующие электросети указанной модели реле защиты фазы.

Различия моделей

Как было описано ранее, основой различия реле контроля фаз, представленных на рынке, служит ширина возможностей. В настоящем устройстве не сильно важна цифровая составляющая, для наблюдения за характеристиками сети вполне достаточно обычной электронной схемы. А вот возможность установки изначальных параметров срабатывания защиты зачастую необходима.

Таблица нескольких моделей реле контроля фаз:

Наименование	Задержка срабатывания (сек)	Задание начальных характеристик&	Факторы, приводящие реле в действие					Цена на октябрь 2021 г. (руб.)
			Перекос	Мин. напряжение	Макс. напряжение	Обрыв	Чередование
IEK ORF-06-220-460VAC	0.5	Есть	Да	Да	Да	Да	Да	1743
IEK ORF-03-220-460VAC	0.5	Нет	Нет	Нет	Нет	Да	Нет	1555
EKF RKF-8	0.5–10	Есть	Да	Да	Да	Да	Да	2249
F & F CKF-318-1	0.3–15	Есть	Да	Да	Да	Да	Да	1890
TDM ЕЛ-11М-3х380В	0.5–4	Есть	Да	Да	Да	Да	Да	1312
Line Energy RKF-03-02	0.1–99.9	Есть	Да	Да	Да	Да	Да	2000

Примечание: ошибку неправильного чередования фаз автомат отключения может отловить и за счет перекоса напряжения, так что корректный монтаж его в любом виде исполнения к трехфазовой сети обязателен.

В приведенном перечне указаны не все модели, получившие широкое распространенные, но он позволяет сделать прикидку средней цены аппаратов защиты одинаковой функциональности.

Вопрос выбора

Основные характеристики, которыми рекомендуется руководствоваться при выборе реле контроля фаз:

1. Скорость срабатывания.
2. Наличие реле времени на задержку включения и отсечки.
3. Установка параметров вручную, и широта их задания. Последнее как раз скажет лучше любой документации о чувствительности устройства защиты.
4. Функциональная полнота, выраженная в контроле перекосов, напряжений, направлений и обрывов фазовых линий и/или нейтрали.
5. Шасси монтажа. Некоторые модели рассчитаны на установку в стандартную DIN-рейку для классического щитка, другие крепятся непосредственно к ровным поверхностям. Не редкость и объединение разных фиксаторов в одном корпусе.

Смонтированное реле контроля фаз в стандартный щиток:

Вторичным условием выбора можно назвать класс защиты устройства — его IP-индекс. Но он важен только при использовании автомата отключения без дополнительного корпуса, при установке непосредственно на улице.

Краткие технические характеристики

• Наличие индикации режимов работы – есть
• Контроль наличия всех трех фаз – есть
• Контроль «слипания» фаз – есть
• Контроль последовательности фаз – есть
• Время защитного отключения – 3 сек.
• Время повторного включения (автовозврат) – 3 сек.
• Контроль контактов коммутирующего устройства
• Номинал собственного исполнительного реле – 10 А
• Размер на din-рейке — 3 модуля

Подробнее — смотри «характеристики»

Схемы подключения

Осталось рассмотреть, как подключить реле контроля фаз к существующей линии. Речь идет не о частных бытовых случаях, использующих один канал питания и нейтраль. Монтаж автомата защиты оправдан в отношении ввода ко многим потребителям или организации снабжения энергией мощного оборудования. Он производится согласно следующей схеме:

Само устройство проходное и устанавливается после трехфазовых рубильников, на линию между ними и потребителями. Схема подключения реле контроля фаз достаточно проста, но нуждается в уточнении к каждой модели автомата. Контактные последовательности могут отличаться, хотя метки соединяемых линий обычно нанесены на корпус аппарата. Кроме того, есть реле, оснащенные внутренним контактором. Существуют и модели, для которых обязательно использование отдельного, внешнего. Сами же проводники ввода обычно выполнены в соответствии со следующей цветовой маркировкой:

Реле контроля фаз к конечному устройству зачастую проводится с использованием дополнительных аппаратов защиты, которые контролируют состояние внутренней линии. К примеру, схема подсоединения промышленного насоса:

Есть некоторые реле, содержащие в своей конструкции контактные группы, используемые при состоянии «выключено». То есть, внутреннее устройство автомата, отключая ход энергии по одним входящим каналам, перенаправляет их на другие. Последнее достаточно интересно в плане резервного энергоснабжения оборудования. Например, если на одном вводе возникла проблема, реле перекинет потребителей на иной.

Схема монтажа для использования резервной линии подачи тока:

Для защиты мощного и дорогого оборудования, подключаемого к полноформатному питанию, необходимо использовать реле контроля фаз. Отсекая внешнюю линию энергоснабжения при обнаружении проблем, возникших на каком-либо канале, автомат спасает конечную и сопутствующую технику от выхода из строя. Вместе с этим, если характеристики сети приходят в норму, реле автоматически произведет соединение ввода с потребителями.

Единственный минус подобной защиты — ее направленность на внешние условия. Все, что происходит на линии после реле контроля фаз, никакого влияния на его работу не оказывает. Соответственно и использовать автомат такого типа нужно в совокупности с иными средствами защиты энергосетей.

Спасаем оборудование от поломок: реле контроля фаз, его назначение и подключение

В частных секторах, особенно, если разводка питания производилась недостаточно квалифицированными специалистами, часто возникает такая проблема, при которой напряжение на одной фазе значительно ниже, чем показатели по другой. В результате, начинает выходить из строя и оборудование, требующее 380 В, и бытовая техника, работающая от 220 В, которое подключено к слабой фазе. Выходом из сложившейся ситуации может стать установка реле контроля фаз. Что это за оборудование, как оно подключается и для чего служит – вот основные вопросы, которые будут рассмотрены в сегодняшней статье.

Реле контроля фаз защищает оборудование от перепадов и других неполадок в сети
ФОТО: elektromehanika.ru

Читайте в статье

Для чего предназначено реле контроля фаз

Это оборудование предназначено для защиты бытовых приборов и оборудования, подключаемого к трёхфазной сети путём контроля наличия напряжения, его симметричностью и правильным чередованием. В зависимости от функционала, реле контроля напряжения может поддерживать заданный диапазон, полностью отключая питание на линии, при его нарушении в сторону повышения или понижения на одной из фаз.

Такое оборудование рационально размещать там, где электроприборы часто переключаются с линии на линию или в случае установки электродвигателей, в которых перекос фаз вызывает повышение температуры и, как следствие, перегрев и сгорание обмоток.

Как устроено реле контроля напряжения, по какому принципу оно работает

Устройство подобного оборудования включает в себя не только микропроцессоры, которые упрощают настройку реле и повышают его надёжность. Также в схеме присутствуют и схемы, которые вычисляют распределение фаз и контролируют срабатывание контактов на выходе в соответствии с заданными параметрами.

Схема реле контроля фаз. Это довольно сложное устройство
ФОТО: 110volt.ru

Индикаторы на лицевой панели (количество зависит от конструктивных особенностей) помогают визуально определить причину отсечки. Что касается принципа работы, то его можно сравнить с объединёнными в одном корпусе несколькими элементами защитной автоматики. К примеру, при исчезновении напряжения на одной из фаз двигатель станка начинает греться. Превышение определённой температуры приводит к срабатыванию теплового реле, производящего отсечку. Однако это уже критические режимы. Реле контроля фаз срабатывает значительно раньше, не позволяя электродвигателю нагреться, что значительно продлевает срок его службы.

Реле контроля фаз требует хорошей вентиляции в распределительном щитке
ФОТО: mastergrad.com

Разделение реле контроля фаз по типам

Выбор типа реле контроля фаз зависит от области его применения. Среди них можно выделить оборудование ЕЛ серий:

• ЕЛ11 и ЕЛ11МТ – защищают блоки питания, участвуют в системах АВР, питании различных преобразователей и трансформаторов, генераторов;
• ЕЛ12 и ЕЛ12МТ – защищают установки, в том числе краны, мощностью не более 100 кВт;
• ЕЛ13 – защита реверсивных электродвигателей, мощностью не более 75 кВт.

ЕЛ11 отечественного производства выглядят довольно грубо
ФОТО: price-altai.ru

Технические характеристики оборудования

При выборе типа реле контроля фаз следует учитывать технические характеристики, которые напрямую зависят от типа оборудования. Имеет смысл подробно разобрать, на что следует обратить особое внимание.

Хотя некоторые зарубежные аналоги нисколько не красивее
ФОТО: aredi.ru

Рабочее напряжение

Наиболее широкий диапазон рабочего напряжения имеет первый тип реле контроля фаз – устройства ЕЛ11 и ЕЛ11МТ. Эти приборы предназначены для оборудования, работающего от сети 100, 110, 220, 380, 400 и 415 В. У реле второго типа (ЕЛ12 и ЕЛ12МТ) диапазон скромнее. Он ограничивается напряжением 100, 200 и 280 В. А самым малым диапазоном обладает ЕЛ13. Это реле рассчитано на рабочее напряжение 220 и 380 В.

ЕЛ12УЗ по внешнему виду практически не отличить от одиннадцатого
ФОТО: directlot.ru

Пределы срабатывания реле контроля фаз

В случае исчезновения одной из фаз, сработает реле любого типа, а вот при падении напряжения отсечка на разных типах будет отличаться по показателям. Устройства серии ЕЛ11 имеют отсечку при 0,7 Uфн, у серии ЕЛ12 и ЕЛ13 этот предел равен 0,5 Uфн.

Неправильная фазировка также может стать причиной отсечки реле контроля фаз, серий ЕЛ11 и ЕЛ12. А вот ЕЛ13 при неправильном подключении фаз, не сработает, это также не стоит упускать из вида.

РНПП-301 выглядят значительно аккуратнее
ФОТО: electrikexpert.ru

Время срабатывания: порог отсечки

При снижении напряжения ниже установленного типом порога, реле контроля фаз может сработать через различный временной промежуток. У моделей ЕЛ11 и 12 он составляет 0,1-10 сек, а у ЕЛ13 – 0,1-0,15 сек.

Рабочая температура и её диапазон

Серия ЕЛ13 имеет наименьший диапазон рабочих температур. Эти модели работают при минимальной -10ºС и максимальной +45ºС. Что касается серии ЕЛ11 и ЕЛ13, то здесь рабочий диапазон шире. Он варьируется от -40 до +40ºС.

Масса устройств и условия их хранения

Разница в массе практически незначительна. У ЕЛ 11 и 12 она составляет 300 г, а ЕЛ13 весит 250 г. Температура хранения реле любых типов -60ºС до +50ºС.

Реле контроля фаз DEVOLT 380 кажется слишком громоздким
ФОТО: зелэлектро.рф

Преимущества и недостатки реле контроля фаз российского производства

Многие считают, что при необходимости установки подобного оборудования лучше приобретать импортные модели. Однако здесь именно тот случай, когда можно вспомнить поговорку «где родился, там и пригодился». Конечно, оборудование «ЕЛ» не лишено недостатков, однако и достоинства таких устройств значительны. Попробуем разобраться с этим вопросом, перечислив плюсы и минусы реле «ЕЛ», перед зарубежными аналогами.

Зарубежный производитель изготавливает более аккуратные модели
ФОТО: electroautomatica.ru

• более низкая стоимость. Зарубежные аналоги имеют цену в 2 и более раз выше;
• некоторые из импортных реле требуют отдельного питания;
• диапазон рабочих температур устройств зарубежного производства редко переступает нижнюю границу в -25ºС, что для нашего климата явно недостаточно;
• импортные аналоги не выдерживают работу в тяжёлых условиях метрополитена или сталелитейных производств. Их работа в этих случаях становится нестабильной, что может привести к серьёзной аварии.

• довольно большое выделение тепла при работе. Особенно это заметно при плотной установке в электрошкафах небольшого объёма;
• нестабильная работа устройств с аналоговой обработкой сигнала при слипании фаз;
• несовершенный, ещё времён Советов дизайн. Хотя некоторые производители уже стараются его улучшить или же переходят на использование корпусов зарубежного производства.

Популярные в России модели реле контроля фаз

То, что оборудование «ЕЛ» среди россиян наиболее популярно, говорить не приходится. Поэтому стоит рассмотреть другие модели, которые наиболее известны в нашей стране. Среди них на первом месте реле контроля фаз Zamel CKM-01.

Zamel CKM-01 выглядит довольно симпатично
ФОТО: electroautomatica.ru

Zamel CKM-01 и его особенности

Это оборудование польского производства имеет на выходе один переключающийся контакт и оснащено индикаторами чередования и ассиметрии фаз. Удивительно то, что столь сложное устройство производитель исхитрился изготовить по простейшей схеме, использовав всего 2 транзистора. В этом можно убедиться, взглянув на фото ниже.

Zamel CKM-01 в разобранном виде
ФОТО: samelectric.ru

Реле отечественного производителя РНПП-311М

Главная особенность устройства – современный компактный корпус и расширенное количество настроек. Интересен вариант питания. Здесь он независим и производится от каждой фазы. Это значит, что если питающая фаза пропала, прибор не отключится, а продолжит работать от другой в штатном режиме.

РНПП-311М не требует настроек потребителем. Заводская отладка близка к идеальной и подойдёт для использования в различных областях. Удобно и наличие индикации по каждой из фаз. Изделие крепится на стандартную DIN-рейку и имеет небольшой вес.

РНПП-311М российского производства уже более аккуратен
ФОТО: tokmart.ru

OMRON K8AB — более функциональное реле контроля фаз

В схему линейки дополнительно включён временной регулятор, который обеспечивает возможность тонкой настройки. Ещё одним «нововведением» можно назвать и то, что реле реагирует не только на падение напряжения, но и на его скачки. На боковой панели расположена временная диаграмма. Сама линейка состоит из четырёх моделей, которые обеспечивают настройки «на любой вкус».

OMRON K8AB с увеличенным функционалом
ФОТО: metzgarmobilemusic.com

Carlo Gavazzi DPC01 и его области применения

Такие реле контроля фаз используются в некоторых схемах питания компрессоров промышленных холодильников. Интересно то, что при исключении реле из схемы, компрессор попросту «отказывается» запускаться. Виной всему низкое качество подаваемого в сеть напряжения. Кстати, это ещё одна причина, по которой не следует недооценивать подобные устройства.

Carlo Gavazzi DPC01 прекрасно подходит для компрессоров промышленных холодильников
ФОТО: usurylawblog.com

Подключение реле контроля фаз

Здесь следует начать с того, что большинство образцов современного оборудования уже оснащается подобными модулями и не требует подключения отдельного реле. Но для более старых приборов и станков такой блок необходим. Для начала предлагаем ознакомиться с некоторыми схемами монтажа реле контроля фаз. Хотя отличия в них незначительны и такие схемы содержатся в технической документации к устройству, рассмотреть их стоит для общего развития.

Что касается настройки оборудования, то о ней говорить смысла нет. Каждая модель имеет свой функционал, а значит, и порядок действий по отладке будет отличаться. Здесь можно лишь дать один совет. Не стоит пренебрегать внимательным изучением инструкций и рекомендаций производителя. Их всегда можно найти в технической документации к устройству.

Заключительная часть

Реле контроля фаз не является обязательным элементом защитной автоматики. Однако, если владелец оборудования не хочет переплачивать за ремонт приборов или и вовсе тратиться на приобретение новых, стоит подумать об установке такого реле. Ведь его стоимость несоизмеримо ниже, чем цена того же промышленного холодильника или, к примеру, рейсмуса. Здесь именно тот случай, когда имеет смысл заплатить небольшую сумму, чтобы впоследствии не отдать в десятки, а то и сотни раз больше. Не нужно приобретать дорогостоящие устройства, достаточно купить реле контроля фаз российского производства и можно не опасаться за падение напряжения или перекосы фаз.

В щитке реле контроля фаз смотрится довольно аккуратно
ФОТО: stroimdom.com.ua

Очень надеемся, что информация, изложенная в сегодняшней статье, будет полезна нашему уважаемому читателю. Возможно, для вас что-то осталось непонятным, или возникли вопросы по ходу прочтения. В таком случае, от вас лишь требуется изложить суть в комментариях ниже. Разъяснения от редакции HouseChief и от других знающих тему читателей не заставят себя долго ждать.

Вы сами используете реле контроля фаз для защиты своего оборудования? Напишите о том, как оно вам помогает. Эта информация будет очень полезна тем, кто только задумался об установки такого элемента защитной автоматики. Если вам понравилась статья, не забудьте её оценить. Напоследок предлагаем вам ознакомиться с коротким видеороликом по сегодняшней теме.

Что такое реле контроля фаз и как оно работает?

Качественное выполнение тех или иных технологических процессов в современном мире обеспечивается за счет высокоточного и дорогостоящего оборудования. Работа которого напрямую зависит от качества поставляемой электроэнергии и состояния электроснабжающих линий. Увы, далеко не все отечественные сети способны обеспечить безопасный режим работы для них, из-за чего создается угроза поломки. Для предотвращения которой используются специальные защитные устройства – реле контроля фаз (РКФ).

Они позволяют отключить нагрузку в случае каких-либо неисправностей в питающей сети. Все что может нести угрозу для оборудования и влияет на результативность его работы или технологический процесс, воспринимается как сигнал к немедленному обесточиванию и реле контроля переводит коммутирующие элементы в отключенное положение.

Конструкция и принцип работы

Рис. 1. Конструктивное исполнение реле на примере устройства CKF-2BT

Конструктивно устройство включает в себя входные и выходные контакты, индикаторы нормального электроснабжения и аварийной ситуации, регуляторы, обозначенные на схеме соответствующими номерами (рисунок 1):

1. Индикатор аварийной ситуации;
2. Индикатор подключенного питания нагрузки;
3. Потенциометр, позволяющий выбирать нужный режим;
4. Регулятор уровня асимметрии;
5. Регулятор снижения напряжения;
6. Потенциометр, позволяющий регулировать временную уставку срабатывания.

Далеко не все модели предоставляют весь комплекс настроек по вышеприведенным параметрам. Они зависят от назначения конкретного реле и сферы применения.

Рис. 2. Принципиальная схема работы

В нормальном режиме к цепи питания от источника ЭДС E1 (рисунок 2) подается напряжение к потребителю, будь то двигатель, станок или другое оборудование. Реле контроля фаз R подключается в отпайку через соответствующие клеммы, обозначенные на схеме, как L1, L2, L3 и нулевым проводом N. Внутри устройства собрана логическая схема на транзисторах, которая посылает сигнал с выходных контактов на разрыв катушки пускателя P для отключения. При необходимости сигнал отключения можно настроить как для обесточивания потребителя, так и отключения внешней электрической сети.

В случае аварийной ситуации – пропадания одной из фаз, короткого замыкания, резкого увеличения токов, изменяется гармоническая составляющая электрических параметров сети. На что реагирует устройство защиты и посылает по цепям питания через клеммы 24 и 21 на катушку контактора соответствующий сигнал на отключение.

После срабатывания силовых контактов в практике электроснабжения потребителей может произойти естественное восстановление параметров питающей сети, при которой произойдет выравнивание фаз. При этом реле возвратит контакты во включенное положение, за счет чего реализуется система АПВ и на обмотки двигателя или другого потребителя возобновится подача напряжения.

За счет кнопок «Пуск» и «Стоп» можно осуществлять ручное управление питанием электрического прибора.

Назначение и функции

Данная технология применяется в сети трехфазных нагрузок. Наиболее востребована для защиты электродвигателя синхронного или асинхронного, трехфазных станков высокой точности, технологичной электроники, насосов. Заметьте, что неправильное чередование фаз приведет к низкой эффективности его работы, перегреву и снижению уровня изоляции, что может привести к пробою.

Применяется для следующих целей:

• Для коммутации преобразовательного оборудования, которому важно соблюдение последовательности фаз: источников питания, выпрямителей, инверторов и генераторов;
• Для систем АВР (введения в работу резервных источников питания) или подключения системы аварийного освещения;
• Для специального оборудования – станков, крановых установок, мощность которых составляет не более 100 кВт;
• Для электроприводов трехфазных двигателей, имеющих мощность не более 75 кВт.

Для коммутации однофазной нагрузки данное устройство не используется.

В целом реле контроля фаз применяется для различного промышленного и бытового оборудования и является обязательным предохранителем для тех схем управления, в которых требуется постоянный мониторинг величины напряжения и других параметров внешних линий.

В трехфазных сетях осуществляет контроль:

• уровня напряжения, реализуемая, в преимущественном большинстве, для оборудования такого класса в случаях, когда его величина выходит за установленные пределы;
• чередования фаз – выполнит коммутацию в случае аварийного слипания фаз или при их неверном расположении относительно питающих вводов оборудования;
• пропадания фазы – производит отключение потребителя в случае обрыва фазы и последующего отсутствия напряжения;
• перекоса фаз – производит коммутацию в случае изменения фазного или линейного напряжения по отношению к номинальному значению.

Преимущества реле контроля фаз

В сравнении с другими устройствами аварийных отключений данные электронные реле отличаются рядом весомых преимуществ:

• в сравнении с реле контроля напряжения не зависит от влияния ЭДС питающей сети, так как его работа отстраивается от тока;
• позволяет определять аномальные скачки не только в трехфазной сети питания, но и со стороны нагрузки, что позволяет расширить спектр защищаемых компонентов;
• в отличии от реле, работающих на изменение тока в электродвигателях, данное оборудование позволяет фиксировать еще и параметр напряжения, обеспечивая контроль по нескольким параметрам;
• способно определить дисбаланс уровней питающих напряжений из-за неравномерности загрузки отдельных линий, что чревато перегревом двигателя и снижением параметров изоляции;
• не требует формирования дополнительной трансформации со стороны рабочего напряжения.

В отличии от реле, работающих только по напряжению обеспечивает действующую защиту от регенерированного напряжения, вырабатываемого обратными ЭДС. В случае, когда одно из фазных напряжений пропадает, двигатель продолжает набирать достаточный уровень энергии с остающихся двух. При этом в обесточенной фазе будет генерироваться ЭДС от вращения ротора, который продолжает крутиться от двух фаз в аварийном режиме.

Из-за того, что контакторы электродвигателей не размыкаются от реле при такой работе, возникает риск повреждения электрической машины с ее дальнейшей поломкой. Реле контроля, в свою очередь, способно обнаружить смещение фазового угла, за счет чего обеспечивается полноценная защита.

Такая функция особенно актуальна, когда рабочий режим двигателя, в случае его реверсивного вращения, способен повредить вращаемый элемент или травмировать работника. Как правило, такая ситуация возникает при внесении изменений во время обесточивания электрической машины, смене фазных нагрузок, порядка чередования фаз и прочих.

Технические характеристики

Среди технических параметров, реализуемых реле контроля фаз необходимо выделить:

• питающее напряжение;
• диапазон контроля перенапряжения;
• диапазон снижения уровня напряжения;
• границы временной задержки для включения после скачка напряжения;
• границы временной задержки для включения после падения напряжения;
• время, расходуемое на отключение в случае пропадания фазы;
• номинальный ток на контактах электромагнитного реле;
• количество контактов для совершения коммутационных опраций;
• мощность устройства;
• климатическое исполнение;
• механическая и электрическая износоустойчивость.

Схема подключения определяет порядок чередования фаз, поэтому нормальное питание нагрузки возможно при условии их правильного соблюдения на этапе монтажа и настройки. При этом существует возможность регулировки задержки коммутации для различных режимов работы устройства. Таким образом, для двигателей, в момент пуска можно отстроить время задержки срабатывания от 1 до 3 сек, для выдержки пусковых токов.

То же относиться к возможности отстройки аварийного срабатывания в случае перегрузки фаз, где время до коммутации можно регулировать от 5 до 10 сек.

Обзор популярных реле контроля фаз

• Реле РНПП-311 украинского производства является одним из наиболее популярных и подходящих для сетей постсоветского пространства. Аббревиатура расшифровывается как реле напряжения, перекоса и последовательности фаз. Современные модификации, в дополнение к стандартным параметрам способны отслеживать еще и частоту напряжения.
• OMRON K8AB данная модель осуществляет контроль не только за снижением, но и за превышением уровня напряжения, выполняя тем самым функции ограничителя или разрядника, причем, куда более эффективно. Имеет ряд модификаций, отличающихся регулировками порогов срабатывания и техническими параметрами.
• Carlo Gavazzi DPC01 отличается двумя реле на выходных клеммах устройства. Имеет несколько точек регулировки различных параметров, и переключатель режимов. Предоставляет 7 возможных функций по выставлению задержек, интервалов или цикличных функций.
• Реле ЕЛ-11 отечественного производства контролирует параметры электрической сети, может применяться как в закрытых отапливаемых, так и в не отапливаемых помещениях. Устанавливается в любом положении, но требует защиты от прямого попадания на них солнечных лучей и атмосферной влаги.

Типичные схемы подключения

В большинстве случаев, на корпусе каждого устройства производителем устанавливаются все необходимые данные о способе подключения конкретного реле. Для примера заберем несколько схем известных производителей:

Схема подключения РКФ РНПП-311

На схеме показано подключение клеммного ряда к соответствующим фазам линии L1, L2, L3 и нейтрале N. На выходе возможно получить две цепи управления «Выход 1» и «Выход 2», отличающиеся по уровням напряжений.

Схема подключения реле OMRON

Питание осуществляется по вводным каналам L1, L2, L3 и через нейтраль N. На выходе получается два варианта трехфазная трехпроводная система и трехфазная четырехпроводная, для работы с соответствующим коммутатором.

Схема подключения РКФ Carlo Gavazzi

В отличии от предыдущих вариантов клеммы вводов L1, L2, L3 запитываются через предохранители. Блок регулировки параметров позволяет отстраивать соответствующий режим работы и пределы отключения по ним. Два выхода с возможностью ручной коммутации посылают управленческие сигналы на переключение тех или иных устройств.

Последние две схемы демонстрируют работу вторичных цепей отключения нагрузки с соответствующей временной задержкой по этим клеммам. Как видите, все схемы подключения имеют идентичные компоненты, предназначенные для отслеживания всех параметров сети, способных сигнализировать сбой в электроснабжении трехфазных потребителей.

Что такое реле контроля фаз — принцип работы, назначение, схема подключения и основные типы реле контроля фаз (125 фото)

Реле контроля фаз представляет собой специальное оборудование, которое устанавливают в местах частых перегрузок на электрической сети и промышленном оборудовании. Они позволяют создать максимальную защиту приборов от преждевременной поломки.

• продлевает срок службы двигателям;
• сокращает стоимость ремонта;
• минимизирует простои в результате дефектов двигателя;
• защищает от удара электрического тока в процессе работы устройства.

Основное назначение реле контроля фаз заключается в соблюдении правильного полюса электрических фаз. Например, его используют для промышленного оборудования, которое передвигается с одного места в другое.

В ходе подключения станка рекомендуется соблюдать правильное расположение электромагнитных полюсов. В этом случае этот прибор позволяет сократить возникновение каких – либо погрешностей.

Краткое содержимое статьи:

Как работает реле контроля?

В строении каждого промышленного и бытового оборудования должен присутствовать правильный порядок фаз. Благодаря этому все составляющие механизма выполняют свое прямое предназначение. Если в процессе подключения были перепутаны какие – либо отделы, то наблюдают возникновение сбоев, которые приведут к появлению перегрузок на электрической сети.

В конструкции реле контроля фаз имеется специальная схема, которая производит вычисления и очередность чередования фаз. В процессе работы начинают срабатывать выходные контакты. Они могут фиксироваться в любой части оборудования. Например, их можно подсоединить к лампочкам, двигателям или сигнализации.

Производители советуют подключать реле к аварийной или контрольной цепи. Благодаря этому удается предотвратить самостоятельный запуск системного обеспечения оборудования.

Ещё одна область применения данного прибора заключается в защите от потери фазы. Помимо этого, здесь используют мотор – автомат и тепловое реле. Они позволяют выставить предельно допустимый уровень асимметричных отклонений в ходе работы оборудования.

Разновидности реле

• ЕЛ11;
• ЕЛ12;
• ЕЛ13;
• ЕЛ11МТ;
• ЕЛ – 12 МТ.

Для того чтобы обезопасить источник подачи питания, и сохранить целостность электрических генераторов применяют модели ЕЛ11 и ЕЛ11МТ. Для максимальной безопасности электрических двигателей и кранов мощность которых достигает более 150 кВт применяются конструкции марки ЕЛ 12МТ. На фото реле контроля фаз представлены все перечисленные модели устройства.

Зафиксировать механизм можно с помощью специальных DIN рейки. Они имеют ячеистое основание в которое укрепляют отдельные детали корпуса.

Как подключить реле контроля?

Предлагаем вашему пошаговую инструкцию, как подключить реле. Чаще всего схема подсоединения контактов указана на обратной стороне корпуса реле. Здесь представлена строгая очередность каждого действия.

Подключать к внешнему и внутреннему питанию необходимо при помощи специальных проводников под зажимы. Под них проводят электрический провод площадь сечения которого составляет менее 2,5 мм. В процессе соединения важно соблюдать полярность фаз А,В,С.

Реле помогает зафиксировать разрыв между контактами электросети. Здесь оборудование замещает недостающую мощность. Схема соединения может состоять как из 3-х контактов с нулевой шиной, так и с 4 и проводным нулем. Для жилых помещений используют первый вид схемы.

Как подключать схему с нулевой шиной? Данная разновидность позволяет обеспечить полный контроль над перепадами напряжения в одной фазе. Её применяют для больших предприятий.

На выходе присоединяют контакт, конец которого имеет обмотку. Она в свою очередь подсоединена к нулевой шине. Второй конец зафиксирован в области выхода одной из фаз устройства. При соединении необходимо соблюдать особую аккуратность.

Контакты можно подсоединить к напряжению, снятому с контроля на любую другую нагрузку. В основном это электродвигатели и проточные типы нагревателей. Благодаря этому удается компенсировать различие перепадов напряжения в процессе работы промышленного оборудования.

Фото реле контроля фаз

Реле контроля фаз – что и зачем?

В данной статье рассмотрим со всех сторон очень полезное устройство промышленной электроники — реле контроля фаз , другие названия – трехфазное реле контроля напряжения, реле контроля обрыва и чередования фаз . Из названия можно догадаться, что это реле, которое контролирует качество трехфазного напряжения и правильность его подключения.

Как всегда в таких статьях, будут теория, схемы, фото. Статья из двух частей, вторая часть будет опубликована через пару дней.

Свою функцию это устройство выполняет нечасто, чуть чаще, чем реле напряжения . Однако, без него бывает, что тратится лишнее время на наладку оборудования. Кроме того, это устройство защитит оборудование от некачественного питания.

Реле контроля фаз и реле напряжения – очень схожие устройства, и их часто путают. Важно уяснить – реле контроля фаз бывает только трехфазное, и всегда подключается только в 3-фазную сеть!

Зачем нужно трехфазное реле контроля фаз

Реле контроля фаз необходимо ставить там, где часто производится переподключение к питающему трехфазному напряжению, а также там, где очень важна фазировка (правильное чередование фаз).

Например, реле контроля фаз может быть полезно в оборудовании, которое часто переносится с места на место, и в котором критично перепутать фазы. В некоторых устройствах неправильное чередование фаз может привести к неправильному функционированию и поломке. Например, винтовой компрессор, если его включить в неправильном направлении более чем на 5 секунд, может полностью выйти из строя.

Кроме того, при подключении такого оборудования может сложиться ошибочное мнение что его надо ремонтировать, и ремонтный персонал будет некоторое время чесать репу, пока кто-то не подаст нужную мысль: «А может, фазы перепутаны?». А потом ещё кто-то скажет ещё более нужную мысль: «Надо бы поставить реле контроля фаз…»

Принцип работы и функции реле контроля фаз

Итак, в каждом станке существует правильный порядок фаз, при котором все двигатели при данном подключении крутятся в правильном направлении. Если питающие фазы перепутаны, то всё тоже будет крутиться, но неправильно, и возможно недолго.

В реле контроля фаз есть схема, которая вычисляет порядок чередования фаз (Phase-sequence), и в соответствии с этим порядком срабатывают выходные контакты. Контакты эти можно подключить куда угодно — в контрольную цепь , к звонку или лампочке, разрывать цепь питания цепь питания всего устройства или катушки контактора двигателя.

Последнее применение рекомендует производитель, я же рекомендую включать его в аварийную (контрольную) цепь , чтобы весь станок, в котором установлено это реле, не мог запуститься. Естественно, если аварийная цепь выполнена правильно, как я это рекомендую в статье по приведённой ссылке.

Это главное применение.

Другое применение — защита от пропадания фазы (Phase-loss). Или от существенного понижения напряжения на одной из фаз ( асимметрия, или перекос фаз ) (Three-phase Asymmetry).

От пропадания фазы для защиты электродвигателей также применяется мотор-автомат или тепловое реле , но они срабатывают по тепловой перегрузке, а это уже критический режим. А реле контроля фаз — электронное устройство, и сработает раньше (1-3 сек), не дав двигателю перегреться. В случае выравнивания фаз включение происходит тоже не сразу, а через необходимое время (5-10 сек).

Уровень напряжения асимметрии можно выставить во всех реле контроля фаз, а вот время включения/выключения, как правило, регулируется лишь в навороченных моделях. Кроме того, для функции обнаружения асимметрии существует такой полезный параметр, как гистерезис, который обеспечивает более «плавную» работу устройства. Он тоже, как правило, не регулируется.

Таким образом, можно сказать, что реле контроля фаз — устройство, которое контролирует качество трехфазного питающего напряжения в промышленном оборудовании. И естественно, что реле контроля фаз – 3-х фазное устройство.

Что такое реле контроля фаз, и где его применяют

Реле контроля фаз устанавливается в цепи питания ответственных электродвигателей. Его работа незаметна. Но в случае обрыва одной из фаз данное автоматическое устройство спасет дорогостоящий двигатель от сгорания обмоток.

Функционал реле

Реле фазного контроля (РКФ) создано для защиты промышленного и бытового электрооборудования от ненормальных режимов работы питающей сети. Устройство контролируют такие параметры как:

Распространенная сфера применения прибора — это защита асинхронных электрических двигателей. Они неспособны работать от 2 фаз. В таком режиме двигатели быстро выходят из строя. С помощью реле контроля реализуется схема, отключающая мотор при пропаже одной из фаз.

Обратите внимание! По своей задаче РКФ напоминает трехфазное реле контроля напряжения. Оба прибора отслеживают вольтаж в сети. Но реле фазного контроля обладает более широким перечнем настроек и возможностей.

Устройство и принцип работы

Большинство приборов данного типа предназначены для крепления в электрические шкафы защищаемого оборудования. На корпусе предусмотрена защелка под монтаж на DIN рейку. Спереди находятся регуляторы для настройки пределов срабатывания.

Принцип работы устройства основан на непрерывном отслеживании состояния сети. Если напряжение или угол между фазами выходят за критический уровень, защитное устройство сформирует отключающий сигнал и выведет оборудование из работы. Отключение производится с задержкой по времени. Его величина также настраивается.

Виды РКФ

Различные модели РКФ имеют отличающиеся технические характеристики. Поэтому каждый из подобных приборов относится к тому или иному типу.

По возможностям настройки реле делятся на 2 категории:

1. Регулируемые. Возможно выставить требуемую уставку срабатывания по напряжению и времени (ЕЛ-11, ЕЛ-12, ЕЛ-13, ЕЛ-15).
2. Нерегулируемые. Поддерживают только настройки завода изготовителя. Пример подобного устройства — Е-511.

Основные технические параметры

Защитные устройства применяются в широком перечне оборудования. Поэтому их параметры способны заметно отличаться в зависимости от условий работы. Из важнейших технических характеристик реле фазного контроля отмечают следующие:

Напряжение питания

Этот параметр выбирается в зависимости от напряжения питания защищаемого оборудования. Если оно работает от 380 В, то подбирается реле с аналогичным значением вольтажа. Помимо этого, распространены РКФ на 110 и 220 В линейного напряжения.

Важно! Линейным напряжением называется потенциал между фазными проводами. Обычно он составляет 380 В. Фазное же напряжение находится между фазным проводом и нейтралью. Обычно это 220 В как в квартирной розетке.

Пределы настроек РКФ

Различные реле фазного контроля обладают отличающимися пределами регулировок. Если оборудование предназначено для работы с точными параметрами питающего напряжения, то можно выбрать реле с узким диапазоном регулирования 0,9-1,1 Uном, которое подходит, например, для электрических двигателей.

Если точность питающего напряжения не принципиальна, то подойдет реле с пределами 0,7-1,3 Uном. Подобные защитные приборы пригодны для трехфазных нагревательных устройств и ТЭНов.

Задержка включения/отключения

Многие промышленные потребители электроэнергии имеют нелинейную пусковую характеристику. В момент включения двигателя или ТЭНа пусковой ток в десятки раз превышает номинальный. Соответственно, при запуске просаживается и напряжение.

Чтобы РКФ не отключало сеть в момент падения напряжения, в алгоритм его работы добавлена задержка срабатывания. При запуске двигателя напряжение снижается ниже допустимого уровня, но реле не отключает питание в течение некоторого времени. Этот параметр можно настроить регулятором на передней панели устройства.

Рабочая температура

Сильная жара или холод пагубно сказываются на электронной схеме РКФ. Ненормальное значение температуры способно привести к дрейфу характеристик внутренних радиокомпонентов устройства, что спровоцирует его ложные срабатывания и отключения. Также резкое охлаждение может вызвать конденсацию паров воды внутри прибора, что выведет его из строя. Поэтому важно соблюдать температурный режим РКФ.

Для примера, устройства серии ЕЛ-11Е, ЕЛ-12Е и ЕЛ-13Е способны работать при температурах от –40 до +80°C. Поэтому их возможно эксплуатировать в условиях не слишком морозных зим.

Требования при хранении

У каждого электронного устройства есть как условия для эксплуатации, так и для хранения. Обычно они похожи. Любое реле фазного контроля должно храниться в заводской упаковке. По возможности необходимо избегать попадания прибора во влажную среду или в условия экстремальных температур. При хранении следует исключить вибрацию и лишнюю транспортировку реле.

Обзор популярных реле фазного контроля

На рынке представлены десятки моделей от отечественных и зарубежных производителей. Каждая из них обладает своими особенностями и техническими характеристиками. Выбирая РКФ, необходимо учесть, кто и для каких задач его выпускает.

Zamel CKM 01

Трехфазное реле контроля чередования фаз с крепежом на DIN рейку. Обладает компактными размерами. Ширина стандартная для 1 модуля и составляет 17,5 мм. Более подробные характеристики указаны в таблице.

Питающее напряжение	Однофазное 220 или двухфазное 380 В
Максимальное допустимое напряжение для контактов	250 В
Предельная мощность внутреннего реле	2,5 кВА
Выходные контакты	1NO и 1NC
Максимальный коммутируемый ток	10 А
Собственное потребление	34 мА
Класс защиты корпуса от пыли и влаги	IP 20
Габаритные размеры	9х17,5х6,6 см

РНПП 311

Реле от отечественного производителя «Новатек-электро». Устанавливается в щит на DIN-рейку. Имеет на передней панели минимум регуляторов для настройки, что делает его пригодным для обслуживания даже неподготовленным персоналом.

Номинальное напряжение питания	380 В
Частота питающей сети	45-55 Гц
Собственный потребляемый ток	Не более35 мА
Диапазон регулирования по напряжению	1,05-1,25Umax (для Umin аналогичные значения)
Фиксированная задержка отключения	12 сек
Напряжение катушки пускателя	110-380 В
Критические значения питающего напряжения	80-500 В
Рабочая температура	–25 +40°C
Климатическое исполнение	УХЛ4
Количество циклов переключений при нагрузке 5 А	Не менее100 тыс. раз

ABB 1SVR750488R8300

Компания ABB специализируется на высококлассном электротехническом оборудовании. Качество соответствует цене. Рассматриваемое реле стоит около 11 тыс.

Напряжение питания цепи управления	450 В
Рабочая частота	50-60 Гц
Задержка включения/отключения	0,1-30 сек
Количество переключающих (перекидных) контактов	2
Габаритные размеры	85,6х45х104,8 мм

OMRON K8AB

Компактный прибор, имеющий несколько другое назначение, чем обычное РКФ. OMRON K8AB контролирует не напряжение, а ток. Поэтому для его работы требуется дополнительный трансформатор тока. Производитель позиционирует прибор как идеальное средство для контроля тока в промышленных нагревателях и электродвигателях.

Питающее напряжение (зависит от модификации)	24 Впер./пост. тока или 100-115 В или 200-230 В
Контролируемый ток	2 мА– 200 А
Количество контролируемых фаз	1
Максимальный ток выходного реле	6 А
Гистерезис срабатывания	5-50 %
Модель необходимого для работы реле трансформатора тока	K8AC-CT200L

Важно! Гистерезис, если говорить простым языком — это задержка переключения. Он позволяет включать и выключать реле при отличающихся значениях тока. Это необходимо, чтобы предотвратить слишком частое переключение и механический износ контактов. Например, реле выключается при 5 А, а включается при 4. Или регулятор температуры выключает обогреватель, когда в комнате 24°C и включает, когда 18°C.

Carlo Gavazzi DPC01

Мультифункциональное трехфазное РКФ с расширенным перечнем регулировок. Реле данного производителя встречается в промышленном компрессорном оборудовании. На передней панели имеются стандартные регуляторы напряжения и задержки срабатывания. А также индикаторные светодиоды, что облегчает взаимодействие человека с устройством.

Напряжение питания	24 В пост. тока или 230 переменного
Предельный ток выхода	8 А
Регулировка задержки срабатывания	От 0,1 до30 сек
Диапазон регулировки напряжения срабатывания	2-22 %от номинального значения
Количество контролируемых фаз	3
Степень защиты от пыли и влаги	IP 20
Монтаж	На DIN-рейку
Предельное напряжение для контактов выходного реле	550 В

Евроавтоматика ФиФ CKF-318-1

Белорусское реле фазного контроля, зарекомендовавшее себя как простое, дешевое и надежное решение для защиты электродвигателей. Данное РКФ срабатывает на критическое снижение/превышение напряжения и пропажу одной и более питающих фаз. Характеристики в таблице.

Рабочее напряжение	220/380 В
Предельный ток выходного реле	8 А при 250 В
Тип контактов	2NO и 2NC
Цвет индикатора аварии	Красный
Диапазон нижнего предела напряжения	150-210 В
Диапазон верхнего предела напряжения	240-280 В
Гистерезис	5 В
Потребляемая от сети мощность	1,6 Вт

Плюсы и минусы отечественных реле

Разработчикам и наладчикам оборудования периодически приходится выбирать между отечественными и зарубежными производителями автоматики. С одной стороны, все хочется сделать дешевле, а с другой — надежнее. Для правильного выбора необходимо учесть плюсы и минусы каждого из вариантов.

Достоинства российских реле контроля:

1. Низкая цена. Импортные РКФ стоят минимум в 2 раза больше.
2. Возможность действия устройства при температурах ниже –25°C. У зарубежных такая выносливость встречается реже.
3. Российские реле серии ЕЛ не требуют дополнительного питания 24 В. Большинству же зарубежных требуется дополнительный источник напряжения.

Недостатки российских РКФ:

1. Высокое тепловыделение. Это указывает на ненадежность силовых контактов или большое потребление тока собственных нужд.
2. Некорректность работы аналоговых цепей РКФ. Чувствительность к внешним помехам.
3. Устаревший внешний вид. Хотя в последнее десятилетие в плане дизайна отечественной автоматики наблюдается «оттепель».

Схемотехника

В разумных пределах схема подключения РКФ зависит от фантазии разработчика. Стандартное устройство имеет 3 входа для подключения фаз. Обычно они расположены в верхней части прибора. Снизу находится клеммник с 4 выводами — NO и NC контактами реле. К ним подключается какой-либо исполнительный механизм. Например, более мощное реле, контактор или магнитный пускатель. Возможно подключить нагрузку и напрямую, но требуется учесть потребляемый ею ток.

Элементы конструкции реле

Старые советские реле контроля обрыва и чередования фаз фиксировались на монтажном месте с помощью 2 винтов. Современные приборы оснащаются крепежом под DIN-рейку. Такой подход упрощает ремонт и разработку электрических шкафов.

Вторая конструктивная особенность реле фазного контроля — винтовые клеммники для подключения проводов. Подобными контактами оснащается подавляющее большинство устройств защиты.

Регуляторы для настройки

Регуляторы настройки рабочих параметров реле находятся на передней панели. Это позволяет внести изменения, не снимая само устройство с электрического щита. Регуляторы выполнены на основе подстроечных резисторов. Они не выпирают с поверхности прибора. Для их вращения необходимо воспользоваться любой подходящей отверткой.

Некоторые модели реле защиты от перекоса в сети оснащены кнопками и дисплеем. В таких устройствах ничего вращать не требуется. Однако несколько сложнее разобраться в том, что и как регулируется. Особенно без руководства пользователя.

Маркировка назначения выводов

В плане маркировки и обозначения клемм все так же, как и на любых современных устройствах. Буквы на корпусе прибора имеют следующие обозначения:

• L1, L2, L3 — выводы для подключения 3 фаз контролируемой сети;
• NO/NC — контакты выходных реле;
• Umax — максимальный порог напряжения, при котором РКФ отключит защищаемое оборудование;
• Umin — соответственно минимальный порог отключения;
• задержка — время, через которое сработает реле.

Обратите внимание! NC/NO (normal closed / normal open) — нормально закрытые/открытые контакты реле. Данная маркировка применяется во всем современном оборудовании. NC контакты находятся в замкнутом состоянии и накоротко прозваниваются мультиметром, если на катушку реле не подано напряжение. Как если бы оно просто лежало на столе. NO — контакты наоборот. Без напряжения находятся в разомкнутом состоянии.

На любом промышленном предприятии имеются сотни и тысячи трехфазных асинхронных двигателей. Каким бы современным и надежным не был мотор, если во время работы пропадет одна из питающих его фаз, то он сгорит. Стоимость самых больших и мощных двигателей сопоставима с ценой неплохого автомобиля. Реле контроля стоит гораздо дешевле мотора. Но оно точно спасет его при обрыве фазы. Этим объясняется экономическая целесообразность установки РКФ для защиты двигателя.

Качество напряжения важно не только для асинхронных машин. При коротком замыкании в линии вольтаж в одной из фаз просаживается практически до нуля. Такой режим работы недопустим. РКФ заметит критический перекос напряжения и отключит линию. Тем самым все потребители будут защищены от ненормальных режимов работы и последующих убытков.

С учетом сказанного, РКФ — это далеко не последнее по важности защитное устройство. Оно нисколько не потеряло актуальности с советских времен. Напротив, с развитием и усложнением оборудования реле становится только востребованней, ведь оно позволяет защитить от поломки дорогостоящие электрические машины.