Устройство максимального и минимального напряжения

Как происходит работа защиты минимального напряжения?

Защита минимального напряжения (далее по тексту ЗМН) используется совместно с другими системами, контролирующими состояние электросети. Основная задача такой защиты – обеспечить работу ответственного оборудования при кратковременных понижениях напряжения. Узнать, как осуществляется этот процесс, можно прочитав о принципе работы ЗМН, ее устройстве и сфере применения. Всю эту информацию Вы найдете в нашей статье.

Кратко о назначении

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

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

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

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

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

Принцип работы защиты минимального напряжения

Вне зависимости от сферы применения ЗМН, ее принцип действия остается неизменным. Объясним алгоритм работы защиты на примере произвольного объекта, где для производственного процесса используется несколько электродвигателей и подключено оборудование собственных нужд. Допустим, на линии питающей объект произошло КЗ, вызвавшее срабатывание выключателя ввода (токовая защита). После завершения ремонтных работ и восстановления питания происходят следующие действия:

Автозапуск двигателей, что приводит к появлению высоких пусковых токов, и, соответственно, к снижению напряжения в сети.
Контакты реле защиты производят отключение неответственных механизмов, то есть оборудования, не принимающего участие в производственном процессе или простой которого не критичен для технологического цикла. Это приводит к нормализации тока и повышению напряжения до номинального уровня, что позволяет произвести штатный автозапуск основных узлов.

Устройство и схема ЗМН

Самый простой вариант при организации ЗМН можно сделать на одном реле, катушка которого запитана от междуфазного напряжения. Пример такой схемы приводится ниже.

К сожалению, такой вариант исполнения не отличатся высокой надежностью. Если произойдет обрыв цепи напряжения, то последует ложное отключение оборудования системой ЗМН. В связи с этим данная схема защиты применяется для отключения неответственных электродвигателей и оборудования собственных нужд.

Чтобы исключить ложное срабатывание системы ЗМН практикуется применение более сложных схем защиты. В качестве примера приведем одну из них, устанавливаемую на четыре асинхронных двигателя.

Как видно из приведенной схемы включения ЗМН обмотки реле KVT1-4 подключаются к междуфазным напряжениям (АВ и ВС). Для повышения надежности защиты и исключения КЗ на землю одна из фаз (в нашем случае В) подключается посредством пробивного предохранителя к заземляющей шине. На фазы А и С устанавливаются однофазные АВ (автоматические выключатели). Причем один из них оборудован электромагнитной защитой, а второй – тепловой.

Рассмотрим, как будет вести себя данное устройство релейной защиты в случаях различных повреждений цепи питания:

Фазное КЗ. В данном случае не последует отключение выключателей SF2 и SF3, поскольку цепь питания не обустроена глухим заземлением.
Междуфазное КЗ. Если замыкание происходит между фазами В и С, то это вызывает отключение выключателя SF3 по току срабатывания. Цепи обмоток KVT1-2 продолжают быть запитаны от номинального напряжения, поэтому данные реле не срабатывают. Что касается KVT3-4, то они включаются, когда произойдет КЗ. Но, как только сработает SF3, на катушки реле подается фаза А (через емкость С1).

Если произойдет замыкание между другими фазами (АС или АВ), произойдет срабатывание SF2, соответственно, напряжение на обмотки KVT1-2 будет подано через емкость C1 от фазы С, а KVT3-4 не сработают.

Как видим, в данной схеме ложное срабатывание маловероятно, для этого должно произойти замыкание всех трех фаз, что вызовет одновременное срабатывание SF2 и SF3.

Ступени срабатывания ЗМН

На практике применяются двухступенчатые системы защиты. Такой алгоритм работы позволяет разграничить реакцию ЗМН в зависимости от напряжения. Рассмотрим работу степеней срабатывания.

1-ая ступень.

Данная ступень защиты активируется при напряжении 70% от номинальной величины (U_ном), временная задержка срабатывания устанавливается в диапазоне 0,5-1,5 сек, что соответствует параметрам токовых отсечек АВ. При срабатывании 1-й ступени защиты производится отключение неответсвенного оборудования.

2-ая ступень.

Ее срабатывание происходит при падении напряжения до 50% от номинала. При таких условиях автозапуск электродвигателей невозможен. Задержка активации 2-й ступени устанавливается в диапазоне 10,0-15,0 сек, после чего производится отключение ответственных двигателей. Такое время устанавливается, чтобы дать возможность автоматике подключить резервный источник питания или снизить оперативные токи путем отключения неответственного оборудования.

Пример двухступенчатой ЗМН

Для наглядности приведем схему простой двухступенчатой защиты и кратко опишем алгоритм ее работы.

Как видим из рисунка отключение неответственного оборудования производит реле времени Т1 (установка срабатывания 0,5 — 1,5 сек.). Его питание производится через замкнутые контакторы трех реле V1, включенных на междуфазное напряжение. При падении U_ном ниже 70% от номинала, реле T1 (первая ступень) производит включение выключателя неответственного оборудования, чтобы поднять минимальное остаточное напряжение.

Вторая ступень защиты активируется промежуточным реле напряжения V2, обмотка которого рассчитана на отключение при U ≤ 0.5U_ном, через промежуток времени, заданный на Т2 (как правило не более 15 секунд). Если за отведенное время не будет подключен резервный ввод (например, пуск схемы АВР электродвигателей) или не произойдет снижение напряжения, будет производиться отключение ответственного оборудования.

Применение

Безусловно, что рассматриваемая нами защита не лишена недостатков (например, в простых схемах наблюдается ложное срабатывание при нулевом токе), тем не менее она доказала свою эффективность во многих сферах производства. Например, ЗМН устанавливается на электростанции, а также распределительные и трансформаторные подстанции. Это позволяет при максимальных токовых нагрузках отключить от шины подстанции третью категорию потребителей.

Большим плюсом системы ЗМН является то, что она может использоваться совместно с дистанционной, резервной и дифференциальной защитой, а также с устройством автоматического ввода резерва, трансформаторами тока и т.д. Это существенно расширяет сферу применения.

Расчет уставок ЗМН

Уставки рассчитываются исходя из особенностей технологического процесса. Приведем пример расчета пуска схемы типовой двухступенчатой защиты. Напряжение срабатывания первой ступени рассчитывается по следующей формуле: U_з1 = 0,7 х U_ном. То есть, 70% от номинального напряжения. Повышение чувствительности системы путем повышение границы падения напряжения может привести к снижению эффективности из-за ложных срабатываний.

Время задержки срабатывания секционных выключателей устанавливается в пределах 0,5 -1,5 сек.

Расчет срабатывания второй ступени защиты выполняется по формуле: U_з2 = 0,5 х U_ном.

Время задержки выбирается в диапазоне 10,0 -15,0 сек.

Как работает расцепитель максимального и минимального напряжения: устройство и обзор характеристик

В электросетях время от времени могут происходить аварии. Причём аварии случаются вне зависимости от того, как давно был проведён монтаж линий.

Это может привести к скачкам напряжений, перекосам фаз, к изменениям уровней напряжения, которые становятся или слишком пониженными, или слишком заниженными в электросети.

Существуют разные способы борьбы с такими проблемами. Один из самых эффективных способов — включить в электросеть расцепитель напряжения для максимального и минимального уровня.

Один из таких расцепителей мы рассмотрим в нашей статье, а именно РММ 47. О работе этого прибора и технических параметрах читайте далее в статье.

Подробнее о расцепителе

Читайте также: Электросчетчик ЦЭ6807П — однофазный (технические характеристики)

Как можно понять, РММ‑47 является моделью расцепителя максимального и минимального напряжения. Такие устройства устанавливают вместе с выключателями нагрузки и автоматическими выключателями.

По ширине это устройство чуть больше пятнадцати миллиметров, в щитке данный элемент занимает один модуль.

Ключевым параметром прибора является его порок срабатывания. Устройство будет срабатывать при минимальном напряжении в 165В и максимально напряжении в 265В. Отхождение от установленного значения может составлять погрешность в десять процентов.

Регулировать порог срабатывания у данного устройства нельзя. Максимальная возможность контроля заключается в освобождении срабатывающего механизма и возвращении устройство в первоначальное состояние после срабатывания.

Система АВР

При длительном отсутствии электрического питания срабатывает отключение и на главные электродвигатели. Это необходимо для запуска АВР (автоматика включения резерва), также этого требует технология производства.

При прекращении подачи электропитания на секционный ввод, срабатывает автоматика, включающая резерв, включается секционный выключатель, обеспечивающий подачу питания от резервного источника.

Минимальное время работы АВР зависит от задержки в системе, контролирующей ввод рабочего напряжения, времени срабатывания промежуточных реле, временных интервалов отключения и включения выключателей рабочего, резервного ввода.

Зачем нужен расцепитель

Устройства, как РММ 47, используют для установки в цепи электрических установок, чтобы защитить устройства от завышенных или заниженных уровней напряжения. Изменение уровня напряжения возникает по следующим причинам:

В сети отгорает ноль.
В сети на три фазы случился перекос фаз.

Отметим, что от импульсов с большим количеством вольт РММ 47 не защитит электросеть. Сам по себе прибор отслеживает характеристики в электросети и, регистрируя отклонения, обесточивает потребителей энергии.

Чтобы защитить электросеть от больших скачков импульсов, нужно использовать другие элементы защиты сети. Подойдёт устройство защиты от импульсных напряжений, созданное на основе варистора.

Расцепители минимального и максимального уровня напряжения можно подключать к автомату на ввод, защитив сеть целого объекта, а можно подвергнуть защите отдельные приборы электропотребления.

Применение

Несмотря на некоторые недостатки, защита минимального напряжения тесно связана с производственными процессами, обеспечивает надежное функционирование техническому оборудованию.

Читайте также: Ветрогенератор для частного дома: устройство, виды, обзор лучших предложений

Применяется для обеспечения защиты на электростанциях, обеспечивает работу важных механизмов при кратковременном исчезновении собственного питания. Устанавливается на проблемных участках электросети и подстанциях, отключая в первую очередь потребителей третьей категории. Обеспечивает сохранение напряжения на жизненно-важных объектах (больницы, железная дорога, связь, водопровод, канализация).

Установка устройства

Если у реле напряжений есть силовые контакты, то у РММ 47 такие контакты отсутствуют. По этой причине Вы не найдёте в параметрах значение номинального тока. По сути, расцепитель — это дополнительное устройство для автоматически выключателей и выключателей нагрузок.

Обычно у автоматов на корпусе сбоку можно найти небольшое отверстие. Именно через это отверстие можно подключить дополнительные элементы для защиты сети.

Повернув заглушку на автомате и освободив некоторое пространство в корпусе, Вы обнаружите место для соединения.

Здесь же можно увидеть кусочек механизма взвода автомата. Левая грань расцепителя имеет небольшой штырь, с помощью которого можно присоединить устройство к автоматическому выключателю для совместной работы и полного обеспечения безопасности.

В целом из этого можно сделать вывод о том, как работает данный прибор.

Плата внутри аппарата производит анализ текущих положений напряжения в сети. Именно благодаря плате происходит сравнение значений номинального напряжения и возможных отклонений.
Если устройство фиксирует сильные отклонения, оно посылает сигнал, который связывается с автоматом. Из-за этого автоматический выключатель реагирует на изменения в сети.
Так, сеть была отключена от подачи энергии. Чтобы вернуть работу сети в прежнее состояние, нужно заново включить соответствующие кнопки на устройствах защиты.

Назначение

ЗМН (защита минимального напряжения) используется совместно с защитами, которые осуществляют контроль сети. Эксплуатируется вкупе с устройством автоматического включения резерва (АВР). ЗМН выполняет отключение или подает соответствующий сигнал пользователю (системе) при возникновении аварий в сети потребителей, в следствии:

Короткого замыкания, когда происходят значительные потери электроэнергии. Возникают большие токи, напряжение резко падает.
Перегрузки сети. (Мощности источников электропитания не хватает или один из них вышел из строя).

Такое действие обеспечивает безопасность важных механизмов во время самозапуска, когда пусковые токи вызывают снижение напряжения. Автоматика отключает работу менее важных механизмов.

Схемы установки и подключения расцепителя

Устройство подключается к фазе. Фаза выходит из автомата, при этом важно помнить, что РММ 47 и автоматический включатель соединены между собой.

Такой способ установки заключается в следующем: при подключении от фазы к автоматическому выключателю устройства будут под защитой, однако катушка может сломаться. Это доказано многочисленными испытаниями экспертов.

Читайте также: Газовая защита трансформатора: устройство, принцип действия

При нахождении отклонений уровня напряжения, расцепитель тоже должен быть обесточен. Для этого необходимо правильно подключить элемент к сети, чтобы не покупать новое устройство в дальнейшем.

Для правильного подключения используйте схемы, которые мы продемонстрировали в нашей статье.

Ступени срабатывания ЗМН

1-ая ступень

Система срабатывает при снижении напряжения до 70 % от номинального значения и с временной выдержкой полсекунды.

При включении первой ступени защиты, отключаются менее важные для производства электродвигатели. Предотвращается дальнейшее снижение одного из главных параметров, обеспечивающего возможность самозапуска главных механизмов.

2-ая ступень

Следующая ступень срабатывает после работы первой ступени. Уставка второй имеет 50 % от номинального значения разности потенциалов, время срабатывания девять секунд.

Самозапуск главных электродвигателей не происходит, отключаются оставшиеся механизмы, подключенные к цепи защиты, но поддерживается работа агрегатов, отключение которых приведет к аварийной ситуации. Вторая ступень обеспечивает режим безопасного торможения и остановки.

Подведём черту

Поскольку РММ 47 является стандартной моделью, его аналоги выпускаются разными производителями. Среди них выделяют такие компании, как:

Российская .
Другой отечественный .
Крупная фирма по производству электрического оборудования «TDM».

Данные приборы не являются обязательными предметами в электрических сетях, однако они рекомендованы к установке для большей безопасности сети. Если Вы переживаете за приборы электропотребления, лучше всё же выбрать реле напряжения для установки.

Реле помогут определить границы необходимой регистрации отклонений напряжений в сети и пороги срабатывания. Благодаря этому устройство можно подогнать под характеристики сети, которые всегда индивидуальны.

Однако невозможность регулировки значений порога срабатывания является минусом не для всех: для некоторых это плюс, так как прибор не требует больших знаний его эксплуатации.

Это основные моменты по работе расцепителя РММ 47. Теперь, когда Вы познакомились с работой устройства, можно решить, необходим ли подобный прибор вашей электрической сети.

Схема ЗМН

Система ЗМН, как правило, выполняется при помощи электромагнитных или электронных реле напряжения. Это своеобразный реагирующий орган в цепи.

Релейные контакты соединяют последовательно, чтобы предотвратить сбой при перегорании предохранителей в электрических цепях. На контакты реле подается фаза через вспомогательный контакт от секционного трансформатора или электрической сети.

Дополнительно в состав змн входят реле:

Времени, обеспечивающее последовательность работы в электрической схеме.
Промежуточное, коммутирующее управляющие сигналы.
Указательное, которое сигнализирует о срабатывании защиты.
Минимального напряжения.

Также система защиты на производстве включает линейные контакторы или электромагнитные пускатели.

При понижении показателей до значения 50 процентов от номинального, замыкатель отключается, размыкает, шунтирующий кнопку пуск, контакт, предотвращает самозапуск двигателя, машины.

При такой системе запуск механизмов происходит после нажатия на кнопку, которая замкнет схему.

ЗМН могут работать автономно или совместно с токовыми защитами.

Разновидности модельного ряда

Многие домашние мастера предпочитают использовать проверенные временем независимые расцепители. Такие агрегаты срабатывают исключительно под действием напряжения, которое постепенно проходит по главной цепи автоматического выключателя. Большая популярность таких установок возникла на фоне того, что каждый мастер может управлять системой в дистанционном режиме, чего не предусмотрено в других категориях расцепителей.

Автоматизированный выключатель помогает своевременно отключить от электросети абсолютно все приборы и другие источники, которые функционируют за счёт электроэнергии. Эта функция особенно важна в тех ситуациях, когда в сети наблюдается заметное отклонение напряжения от заданной потребителем нормы

Но важно учесть и недостатки, которые связаны с переводом энергии в тепловое выделение. Наличие такого фактора может быть чревато тем, что выключатель будет отсоединён ненадлежащим образом

Современный Z-ASA/230

Производители отмечают тот факт, что отключение вентиляции при пожаре через независимый выключатель этой серии происходит крайне быстро. Эта модель выпускается с высококачественными подвижными модулями и шестью парами контактов. Такое устройство особенно актуально в отношении импульсных выключателей. Агрегат прекрасно работает в экстремальных условиях, где наблюдается повышенная влажность. Устройство часто используется специалистами для дистанционного управления. Уровень проводимости тока приравнивается к показателю 4.5 мк.

Усовершенствованные модификации на 30А

Эта разновидность расцепителей для автоматического выключателя изготавливается со специальным кодовым расширителем. Итоговый показатель выходного напряжения приравнивается к 35 В. Слаженная работа агрегата связана с диодными выпрямителями. Все контакты монтируются на подвижных пластинах.

Читайте также: Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками: технология сборки ветряка и разбор ошибок

Специалисты предусмотрели наличие трансиверов с подстроечными резисторами. Многие модели из этой категории подключаются к щиткам электросети через высококачественные конденсаторные блоки. Для предотвращения негативного воздействия внеплановых перегрузок на сети используются расширительные динисторы.

Агрегат IEK РН47

Специалисты с уверенностью утверждают, что этот расцепитель является одним из самых востребованных. Огромное значение имеет именно компактность этой модели. Надёжная фиксация со щитком обеспечивается благодаря небольшим конденсаторным блокам. Помимо этого, у модели предусмотрено только два выпрямителя, а все контакты подвижные.

Сам расширитель находится в нижнем отсеке конструкции вместе с реле. Наличие трансивера не предусмотрено.

Повышенное внимание нужно обратить на рабочие параметры независимого расцепителя — выходное напряжение находится в пределах 40 В. Максимальная нагрузка сети не должна превышать 30 А

Помимо этого, производителями были проведены многочисленные исследования, которые показали, что минимальная температура расцепления находится в пределах -10˚С. Агрегат совершенно не боится воздействия повышенной влажности. Вся проводка изолирована особым образом для безопасной эксплуатации устройства.

Бытовой SHUNT 250 VAC

Эта модель независимого расцепителя выпускается на основе диодного выпрямителя, который расположен над реле

Внимание нужно уделить и рабочим параметрам системы, которые составляют 44 Ом. Стандартная пороговая перегрузка приравнивается к 24 А

Миниатюрный конденсаторный блок используется для подключения модификации.

Все проводники оснащены мощными изоляторами. Агрегат оборудован сразу тремя парами резисторов, надёжно зафиксированными над выпрямителем. Производители не предусмотрели только наличие стабилизатора. Благодаря этому такая модель идеально подходит для маломощных приводов.