Tehnologia de protecție împotriva pierderii de fază a releului: principiu, tendință de aplicare și dezvoltare

Principiul de bază și importanța protecției împotriva pierderii de fază

Pericole de defecțiuni de pierdere de fază

Pierderea de fază se referă la fenomenul că lipsește orice fază a sursei de alimentare într-un sistem de alimentare trifazat, care este unul dintre principalele motive care duc la arderea motoarelor asincrone trifazate. Atunci când motorul trifazat este în funcțiune, atunci când lipsește faza, va produce o componentă de curent secvență negativă, rezultând un dezechilibru de curent trifazat sau prea mare, ceea ce, la rândul său, provoacă arderea instantanee a înfășurării motorului. Conform statisticilor, aproximativ 40% dintre defecțiunile motorului sunt legate de pierderea fazei sursei de alimentare.

Principiul de bază al protecției la pierderea de fază a releului

Protecția la pierderea de fază a releului determină dacă a apărut o defecțiune a pierderii de fază prin monitorizarea anomaliei de curent sau de tensiune a circuitului trifazat. Pentru motoarele cu conexiune în stea (Y), deoarece curentul de linie este egal cu curentul de fază, releele termice obișnuite pot oferi o protecție eficientă; totuși, pentru motoarele cu conexiune delta (Δ), deoarece curentul de fază nu este egal cu curentul de linie, este posibil ca releele termice obișnuite să nu poată acționa la timp și trebuie utilizate relee speciale de protecție împotriva defecțiunii de fază.

Mecanism diferențial de protecție la rupere de fază

Releele termice cu protecție la rupere de fază utilizează un mecanism diferențial, format dintr-o placă de ghidare superioară, o placă de ghidare inferioară și o pârghie. Când o fază este deconectată, bimetalul acelei faze se răcește și se resetează, împingând placa de ghidare superioară să se deplaseze spre dreapta, în timp ce bimetalul celorlalte două faze continuă să fie îndoit de căldură, împingând placa de ghidare inferioară să se deplaseze spre stânga, declanșând acțiunea de protecție prin acțiune diferențială.

Schema de realizare tehnica a protectiei la pierderi de faza

Protecție împotriva pierderii de fază a releului termic

Releul termic obișnuit împinge actuatorul prin îndoirea bimetalului prin căldură, dar are un efect limitat asupra protecției motorului conexiunii Δ.

Releul termic diferențial rezolvă această problemă printr-un design structural special. Când are loc pierderea de fază, bimetalul de pe partea pierderii de fază se răcește și se resetează, în timp ce celelalte două faze continuă să fie îndoite de căldură, declanșând protecția prin acțiune diferențială.

Tip de monitorizare a tensiunii de protecție împotriva pierderii de fază

folosește trei relee de joasă tensiune cu tensiune de declanșare reglabilă, bobinele sunt conectate în stea și nodul comun este conectat la linia zero.

Dezavantajul este că sensibilitatea este insuficientă și motorul poate menține în continuare o tensiune ridicată în timpul pierderii de fază, rezultând întârzierea protecției.

Releu electronic de protecție completă

Integrând microprocesorul și tehnologia avansată de detectare, poate monitoriza simultan mai mulți parametri, cum ar fi curentul și tensiunea, realizând o protecție completă.

Tehnologie Solid State Relay (SSR).

Potrivit pentru sistemele de baterii auto de înaltă tensiune, cu tensiuni de ieșire rezistente de până la 900 V, are răspuns rapid și viață lungă.

Provocări și soluții în practică

Provocări de protecție pentru motoarele conectate cu Δ

Soluțiile includ utilizarea releelor specializate de protecție împotriva defecțiunilor de fază, apărătoarelor de motoare integrate sau proiectarea circuitelor auxiliare de protecție.

Probleme de nepotrivire a tensiunii de eliberare a contactorului

Tensiunile comune de declanșare a contactorului variază de la 0,2Us la 0,7Us, ceea ce poate duce la defecțiuni de protecție împotriva pierderii de fază.

O soluție mai fezabilă este adoptarea unei strategii de protecție bazată pe protecția actuală.

Risc ca releele să se defecteze singure

Măsurile preventive includ utilizarea unor produse de calitate fiabile, testarea și întreținerea regulată, proiectarea redundantă și utilizarea releelor inteligente cu funcții de autodiagnosticare.

Defecțiuni defazate în sistemele fotovoltaice

Releele pot fi utilizate pentru a deconecta sistemul fotovoltaic de la rețea în cazul unei defecțiuni a rețelei pentru o protecție rapidă.

Inovație tehnologică a releului de protecție împotriva pierderii de fază

Sistem inteligent de protecție împotriva pierderii de fază bazat pe CPLD

Conține modul de achiziție a semnalului, modul de procesare logică CPLD și modul de protecție pentru controlul tiristoarelor.

Prin algoritmul de judecată în timp real a stării circuitului, odată detectată pierderea de fază, închideți imediat singurul SCR pentru a proteja releul.

Design integrat și miniaturizat

precum releele mici cu stare solidă, reducând dimensiunea soluției cu până la 90%, reducând în același timp costurile BOM.

Aplicații de materiale noi

Utilizarea contactelor din aliaj de argint, a materialelor ceramice izolante etc. îmbunătățește rezistența releului la temperaturi ridicate și arc.

Tehnologia semiconductoare cu bandă largă

Introducerea dispozitivelor cu carbură de siliciu (SiC) și nitrură de galiu (GaN) a crescut temperatura de funcționare a releelor cu stare solidă la peste 200°C și a adus frecvența de comutare în era MHz.

Ghid de selecție pentru protecția la pierderea de fază a releului

Selectare in functie de tipul de sarcina

Sarcinile rezistive, inductive sau capacitive necesită caracteristici diferite ale releului.

Potrivirea evaluărilor de tensiune și curent

Asigurați-vă că valoarea nominală a releului este mai mare decât parametrii maximi de funcționare ai sistemului. Considerarea adaptabilității mediului

Factorii de mediu precum temperatura ridicată, umiditatea ridicată, vibrațiile etc. afectează selecția releului.

Analiza cerințelor funcționale

Diferite cerințe, cum ar fi protecția de bază, monitorizarea inteligentă sau controlul de la distanță determină tipul de produs.

Scenarii tipice de aplicare pentru protecția la pierderea de fază a releului

Protecția motorului industrial

Protecție împotriva pierderii de fază pentru echipamente cheie, cum ar fi pompele de apă, ventilatoarele și compresoarele.

Sistem de înaltă tensiune pentru vehicule cu energie nouă

Protecția circuitului pentru gestionarea bateriei, controlul motorului, sistemul de încărcare și alte legături.

Sistem de generare a energiei fotovoltaice

Protecția invertorului, comutarea rețelei, gestionarea stocării energiei și alte aplicații.

Distribuția inteligentă a puterii clădirii

Monitorizarea puterii sarcinilor importante, cum ar fi ascensoare și aparate de aer condiționat

Tendințe viitoare de dezvoltare

Inteligent și Digital

Noua generație de dispozitive de protecție care integrează microprocesoare, algoritmi de procesare a semnalului digital și interfețe de comunicare pentru a realiza definirea software-ului și gestionarea de la distanță a funcțiilor de protecție.

Tehnologia releului cu stare solidă

Pe măsură ce tehnologia semiconductoarelor avansează, ponderea releelor cu stare solidă în aplicațiile de înaltă tensiune și curent ridicat va crește treptat.

Întreținere predictivă și integrare IoT

Releele inteligente pot detecta în avans potențialele pericole de defecțiune prin monitorizarea continuă a parametrilor de stare a echipamentelor și integrarea profundă cu sistemele IoT industriale.

Design standardizat și modular

Releele de protecție moderne folosesc de obicei montaj încorporat, terminale standard și interfețe HD LCD pentru a simplifica procesele de instalare și configurare