Tehnologia de protecție împotriva pierderii de fază a releului: principii, aplicații și tendințe de dezvoltare

Ca componentă de bază a sistemului de control electric, releul joacă un rol de neînlocuit în domeniul protecției energiei electrice. Printre acestea, protecția împotriva pierderii de fază este o funcție importantă a releelor, care este direct legată de funcționarea în siguranță a motoarelor și a altor echipamente electrice. Acest articol va analiza în mod cuprinzător principiul de lucru, scenariile tipice de aplicare, dificultățile tehnice și cele mai recente tendințe de dezvoltare ale protecției releelor ​​împotriva pierderii de fază pentru a ajuta cititorii să înțeleagă profund importanța acestei tehnologii cheie în industria modernă.

Principiile de bază și importanța protecției împotriva pierderilor de fază

Definiţia Phase Loss

Pierderea de fază se referă la pierderea sau deconectarea oricărei faze dintr-o sursă de alimentare trifazată sau un circuit întrerupt într-o fază a unei înfășurări a motorului, contactor, siguranță, întrerupător, terminal sau altă legătură, rezultând în funcționarea asimetrică a circuitului trifazat. Cauzele comune includ:

• Siguranță monofazată arsă;
• Contactul contactorului monofazat nu este închis sau ars;
• Defecțiune întrerupător de circuit monofazat;
• Cablu monofazat sau deconectare terminal;
• Circuit deschis bobinaj motor monofazat;
• Împământare sau deconectare monofazată pe partea rețelei.

Riscuri ale erorilor de pierdere de fază

Pierderea de fază se referă la fenomenul în care lipsește orice fază a sursei de alimentare într-un sistem de alimentare cu trei faze. Este una dintre principalele cauze ale arderii motoarelor asincrone trifazate. Atunci când un motor trifazat pierde o fază în timpul funcționării, se generează o componentă de curent cu secvență negativă, care provoacă un dezechilibru de curent trifazat sau un curent excesiv, care, la rândul său, determină arderea instantanee a înfășurării motorului. Conform statisticilor, aproximativ 40% dintre defecțiunile motorului sunt legate de pierderea fazei sursei de alimentare.

Principii de bază ale protecției releului împotriva pierderii de fază

Detectarea curentului și detectarea tensiunii

Protecția împotriva pierderii de fază determină de obicei defecțiunile prin următoarele metode:

• Tip de detectare a curentului: monitorizează dacă curentul trifazat este simetric. După pierderea de fază, curentul într-o fază este zero sau se reduce semnificativ, în timp ce curentul în celelalte două faze crește.
• Tip de detectare a tensiunii: monitorizează dacă tensiunea trifazată este simetrică. După pierderea de fază, tensiunea într-o fază scade sau dispare, iar punctul neutru se schimbă.
• Tip de detectare a componentelor cu secvență negativă: extrage curentul de secvență negativă sau tensiunea de secvență negativă prin algoritmi, având sensibilitate ridicată și adecvare pentru protectori electronici.
• Tip de detectare a deplasării diferențiale: folosește diferența de îndoire a benzilor bimetalice sub căldură pentru a împinge un mecanism diferențial pentru a funcționa, utilizat în principal în releele termice cu protecție împotriva defecțiunii de fază.

Diferențele dintre conexiunile Star și Delta

Protecția releului împotriva pierderii de fază determină dacă a apărut o defecțiune a pierderii de fază prin monitorizarea anomaliilor de curent sau de tensiune în circuitul 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. Cu toate acestea, 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 funcționeze la timp și trebuie utilizate relee speciale de protecție împotriva defecțiunii de fază.

Mecanism de protecție diferențial de fază-defecțiune

Releele termice cu protecție împotriva defecțiunii de fază utilizează un mecanism diferențial compus dintr-o placă de ghidare superioară, o placă de ghidare inferioară și o pârghie. Când o fază este deconectată, banda bimetală a acelei faze se răcește și se resetează, împingând placa de ghidare superioară să se deplaseze spre dreapta, în timp ce benzile bimetalice ale celorlalte două faze continuă să se îndoaie sub căldură, împingând placa de ghidare inferioară să se deplaseze spre stânga, declanșând astfel acțiunea de protecție prin acțiune diferențială.

Scheme tehnice de implementare pentru protecția împotriva pierderilor de fază

Protecție împotriva pierderii de fază a releului termic

Releele termice obișnuite împing actuatorul prin îndoirea benzilor bimetalice sub căldură, dar efectul lor de protecție asupra motoarelor conectate în delta este limitat.

Releele termice diferențiale rezolvă această problemă printr-un design structural special. Când are loc pierderea de fază, banda bimetalică de pe partea cu pierdere de fază se răcește și se resetează, în timp ce celelalte două faze continuă să se îndoaie sub căldură, declanșând protecție prin acțiune diferențială.

Protecție împotriva pierderii de fază de monitorizare a tensiunii

Se folosesc trei relee de joasă tensiune cu tensiune de întrerupere reglabilă; bobinele lor sunt conectate în stea, iar nodul comun este conectat la linia neutră.

Dezavantajul este sensibilitatea insuficientă. Atunci când motorul pierde o fază, o tensiune relativ ridicată poate fi încă menținută, rezultând o protecție întârziată.

Releu electronic de protecție completă

Acesta integrează un microprocesor și o tehnologie avansată de detectare, poate monitoriza simultan mai mulți parametri, cum ar fi curentul și tensiunea, și asigură o protecție completă.

Tehnologie SSR (Solid State Relay).

Releele cu stare solidă (SSR) folosesc dispozitive semiconductoare pentru a realiza comutarea fără contact și au avantajele unui răspuns rapid, durată lungă de viață, fără arc și frecvență mare de comutare. Ele însele sunt utilizate în principal pentru pornire și oprire, mai degrabă decât pentru detectarea pierderii de fază. În aplicațiile de înaltă tensiune DC sau AC de înaltă frecvență, releele cu stare solidă pot fi utilizate ca elemente de întrerupere rapidă în combinație cu modulele electronice de detectare.

În sistemele de înaltă tensiune ale vehiculelor cu energie nouă, releele de înaltă tensiune și comutatoarele cu stare solidă sunt utilizate pentru comutarea circuitelor de gestionare a bateriei, preîncărcare, încărcare și control al motorului. Trebuie remarcat faptul că nu există o „pierdere de fază” tradițională în sistemele de curent continuu de înaltă tensiune, dar defecțiunile de defecțiune de fază pot apărea totuși la motoarele de antrenare trifazate și la ieșirile invertorului, necesitând strategii speciale de diagnosticare și protecție.

Releu de blocare FH31L 80A cu opțiuni de bobină simplă sau dublă Acest releu de blocare de 80 A acceptă atât configurații cu bobină simplă, cât și cu bobină dublă pe aceeași amprentă, făcându-l o alegere flexibilă pentru contoarele inteligente care au nevoie de conformitate UC2 și putere redusă de așteptare. Vizualizare produs →

Provocări și soluții în aplicații practice

Dificultatea de protecție pentru motoarele conectate în Delta

Soluțiile includ utilizarea releelor dedicate de protecție împotriva defecțiunilor de fază, a dispozitivelor de protecție cuprinzătoare a motorului sau proiectarea circuitelor auxiliare de protecție.

Nepotrivirea tensiunii de întrerupere a contactorului

Intervalul de tensiune de întrerupere a contactoarelor obișnuite este între 0,2Us și 0,7Us, ceea ce poate duce la defectarea protecției împotriva pierderii de fază.

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

Risc de defectare a releului

Măsurile preventive includ selectarea produselor de calitate fiabilă, testarea și întreținerea regulată, proiectarea redundantă și utilizarea releelor inteligente cu funcții de autodiagnosticare.

Defecțiuni cu pierdere de fază în sistemele fotovoltaice

Releele pot fi folosite pentru a deconecta sistemul fotovoltaic de la rețea atunci când apare o defecțiune a rețelei, realizând o protecție rapidă.

Ghid de selecție pentru protecția releului împotriva pierderii de fază

Selectare în funcție de tipul de încărcare

Sarcinile rezistive, sarcinile inductive și sarcinile capacitive au cerințe diferite pentru caracteristicile releului.

Potrivirea evaluărilor de tensiune și curent

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

Considerații privind adaptabilitatea mediului

Factorii de mediu precum temperatura ridicată, umiditatea ridicată și vibrațiile 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 împotriva pierderii de fază a releului

Protecția motorului industrial

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

W15-1 Releu de putere 16A 20A W151 este un releu de putere cu un singur contact normal deschis (1 formă A), conceput pentru comutare fiabilă în aplicații de control industrial și management al energiei. Vizualizare produs →

Sisteme de înaltă tensiune ale vehiculelor cu energie noi

Protecție a circuitelor pentru gestionarea bateriei, controlul motorului, sistemele de încărcare și alte legături.

FH21L 90A Releu de blocare Conform TUV FH21L este un releu electric de blocare de 90 A cu capacitate ridicată de comutare și conformitate RoHS. Vizualizare produs →

Sisteme de generare a energiei fotovoltaice

Aplicații precum protecția invertorului, comutarea conexiunii la rețea și gestionarea stocării energiei.

Releu de putere W12 30A 40A Fanhar W12 este un releu de putere compact de 40 A, cu o tensiune de întrerupere de 4KV, certificări UL/TUV/CQC și un design cu montare pe PCB, ceea ce îl face ideal pentru încărcarea vehiculelor electrice, sisteme fotovoltaice și aplicații de control industrial. Vizualizare produs →

Distribuția inteligentă a energiei în clădire

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

Releu de semnal FH32 1A 2A Linia de relee FH32 are certificări UL, TUV și CQC, reflectând conformitatea cu standardele internaționale majore de siguranță și calitate. Fanhar în sine operează în conformitate cu sistemele de management ISO9001, ISO14001 și ISO45001, iar produsele sale respectă pe deplin directivele UE RoHS și REACH Vizualizare produs →