Phasenregelrelais: Funktionsprinzip, Typen, Kennzeichnung + Einstellen und Anschließen

Amir Gumarov
Von einem Spezialisten geprüft: Amir Gumarov
Autor: Victor Kitaev
Letztes Update: Mai 2019

Das Ergebnis der technischen Situation, wenn die Statorwicklungen des Motors mehr Strom verbrauchen als die eingestellten Parameterwerte, ist überschüssige Wärme. Dieser Faktor führt zu einer Verschlechterung der Motorisolationsqualität. Ausrüstung fällt aus.

Die Reaktionszeit von thermischen Überlastrelais reicht normalerweise nicht aus, um einen wirksamen Schutz gegen überschüssige Wärme zu bieten, die durch hohen Strom erzeugt wird. In solchen Fällen wird nur das Phasenüberwachungsrelais als wirksame Schutzeinrichtung angesehen.

Allgemeine Instrumenteninformationen

Die Funktionalität solcher Elektrogeräte ist viel umfassender als nur der Schutz vor Überhitzung und Kurzschluss.

In der Praxis wurden die effektiven Eigenschaften des Relais zur Auswahl überlasteter Phasen festgestellt, die letztendlich einen umfassenden Schutz bieten.

Phasenregelrelais
Eine der vielen Gestaltungsmöglichkeiten bei der Herstellung von Phasenrelais. Trotz der Vielzahl von Fällen und Schaltungskonfigurationen ist die Funktionalität der Geräte dieselbe

Dank Phasenüberwachungsgeräten werden folgende Vorteile erzielt:

  • verlängerte Lebensdauer des Motors;
  • Reduzierung kostspieliger Reparaturen oder Austausch eines Motors;
  • reduzierte Ausfallzeiten aufgrund von Motorfehlern;
  • Reduziertes Risiko eines Stromschlags.

Darüber hinaus bietet das Gerät einen zuverlässigen Schutz gegen Feuer und Kurzschluss der Motorwicklungen.

Typische Sicherheitsrelais

Es gibt zwei Haupttypen von Schutzvorrichtungen, die als Teil von Dreiphasensystemen vorgesehen sind - Strommessung und Spannungsrelais.

Vorteile der Verwendung von Geräten

Vorteilhafte Seite der Stromschutzrelais in Bezug auf Spannungsüberwachungsrelais offensichtlich. Dieser Instrumententyp arbeitet unabhängig vom Einfluss der elektromagnetischen Kraft (EMF), die bei Motorüberlastungen stets mit einem Phasenausfall einhergeht.

Darüber hinaus können Geräte, die nach dem Prinzip der Strommessung arbeiten, das abnormale Verhalten des Motors feststellen. Die Überwachung ist entweder auf der Leitungsseite im Abzweigstromkreis oder auf der Lastseite möglich, auf der das Relais installiert ist.

Spannungsüberwachungsrelais
Dies ist eines der Modelle des Spannungsüberwachungsrelais. Solche Geräte können nicht nur für industrielle Zwecke, sondern auch für private Haushalte eingesetzt werden

Geräte, die den Prozess nach dem Prinzip der Spannungsmessung steuern, können abnormale Betriebsbedingungen nur auf der Seite der Leitung erkennen, an der das Gerät angeschlossen ist.

Spannungsempfindliche Geräte haben jedoch auch einen wichtigen Vorteil. Es liegt in der Fähigkeit von Geräten dieses Typs, einen abnormalen Zustand zu erkennen, der unabhängig vom Zustand des Motors ist.

Beispielsweise erkennt ein Relaistyp, der empfindlich auf Stromänderungen reagiert, einen abnormalen Phasenzustand nur direkt während des Motorbetriebs. Das Spannungsmessgerät bietet jedoch unmittelbar vor dem Starten des Motors Schutz.

Zu den Vorteilen von Spannungsmessgeräten zählen auch die einfache Installation und der niedrigere Preis.

Diese Art von Schutzvorrichtung:

  • benötigt keine zusätzlichen Stromwandler;
  • unabhängig von der Systemlast angewendet.

Und für den Betrieb muss nur die Spannung angeschlossen werden.

Phasenfehlererkennung

Ein Phasenausfall ist aufgrund des Ausfalls einer Sicherung in einem der Teile des Stromverteilungssystems durchaus möglich. Ein mechanischer Ausfall der Schaltanlage oder ein Bruch in einer der Stromleitungen führt ebenfalls zu einem Phasenausfall.

Motorphasensteuerrelais
Motorschutz durch ein Überwachungsrelais organisiert. Diese Methode ermöglicht einen effizienteren Betrieb der Motoren, ohne befürchten zu müssen, dass sie schnell ausfallen

Ein einphasiger Drehstrommotor zieht den erforderlichen Strom aus den verbleibenden zwei Leitungen. Wenn Sie versuchen, es im einphasigen Modus zu starten, wird der Rotor blockiert und der Motor startet nicht.

Die Reaktionszeit pro thermischer Überlasteinheit kann zu lang sein, um einen wirksamen Schutz gegen übermäßige Hitze zu bieten. Wenn es nicht zum Schutz installiert ist thermisches Relais, wenn dann ein Fehler aufgrund einer Überhitzung auftritt, die in den Motorwicklungen auftritt.

Der Schutz eines Dreiphasenmotors vor einem Phasenausfallfaktor ist schwierig, da ein unterlasteter Dreiphasenmotor, der an einer der drei Phasen arbeitet, eine Spannung erzeugt, die als regeneriert (Gegen-EMK) bezeichnet wird.

Es ist in einer zerfetzten Wicklung ausgebildet und entspricht nahezu dem Wert der verlorenen Eingangsspannung. Daher bieten Spannungsmessrelais, die in solchen Situationen nur ihren Wert steuern, keinen vollständigen Schutz gegen den Phasenausfallfaktor.

Anschlussplan des Phasenregelrelais
Anschlussplan des Phasen- und Spannungsregelgeräts im Steuerkreis eines Drehstrommotors. Dies ist eine klassische schematische Version, die in der Praxis überall verwendet wird.

Ein höherer Schutzgrad kann mit einer Vorrichtung erzielt werden, die eine Phasenwinkelverschiebung erfassen kann, die normalerweise mit einem Phasenausfall einhergeht. Unter normalen Bedingungen beträgt die dreiphasige Spannung relativ zueinander 120 Grad. Ein Fehler führt dazu, dass sich der Winkel von normal auf 120 Grad verschiebt.

Phasenumkehrerkennung

Phasenumkehr kann auftreten:

  1. Die Motorausrüstung wird gewartet.
  2. Das Stromverteilungssystem wurde geändert.
  3. Wenn die Wiederherstellung der Stromversorgung zu einer anderen Phasenfolge führt als vor dem Stromausfall.

Die Erkennung einer Phasenumkehr ist wichtig, wenn ein Rückwärtsmotor den angetriebenen Mechanismus beschädigen oder, noch schlimmer, das Wartungspersonal physisch schädigen kann.

Phasenversagen und schwerwiegende Folgen
Die Verwendung von Schutzrelais dient unter anderem dazu, die Sicherheit der Arbeitnehmer zu gewährleisten: 1 - Baumelphase; 2-stufige Spannung

Die Betriebsregeln für elektrische Netze erfordern die Verwendung eines Schutzes gegen mögliche Phasenumkehr an allen Geräten, einschließlich Fahrzeugen zum Transport von Personal (Rolltreppen, Aufzüge usw.).

Spannungsungleichgewichtserkennung

Ein Ungleichgewicht tritt normalerweise auf, wenn die vom Elektrizitätsunternehmen gelieferte Netzspannung unterschiedlich hoch ist. Ein Ungleichgewicht kann auftreten, wenn einphasige Lasten von Beleuchtung, elektrischen Ausgängen, einphasigen Motoren und anderen Geräten in getrennten Phasen angeschlossen und nicht ausgeglichen verteilt werden.

In jedem dieser Fälle bildet sich im System ein Stromungleichgewicht, das den Wirkungsgrad verringert und die Lebensdauer des Motors verkürzt.

Eine unsymmetrische oder unzureichende Spannung, die an einen Drehstrommotor angelegt wird, führt zu einem Ungleichgewicht im Strom in den Statorwicklungen, der einem Mehrfachwert der Unsymmetrie der Zwischenphasenspannungen entspricht. Dieser Moment geht wiederum mit einer Zunahme der Erwärmung einher, was der Hauptgrund für die rasche Zerstörung der Motorisolation ist.

Verbrannte Motorwicklung
Die durchgebrannte Wicklung des Stators des Motors kann als ein allgemeines Phänomen bezeichnet werden, bei dem die Einführung einer Relaissteuerung in den Steuerkreis nicht vorgesehen war

Anhand aller beschriebenen technischen und technologischen Faktoren wird deutlich, wie wichtig es ist, diesen Relaistyp nicht nur für den Betrieb von Elektromotoren, sondern auch für Generatoren, Transformatoren und andere elektrische Geräte zu verwenden.

Wie schließe ich ein Steuergerät an?

Das Design der Relais, die die Phasen mit allen verfügbaren Produkten steuern, verfügt über ein einheitliches Gehäuse.

Produktstrukturelemente

Auf der Vorderseite des Gehäuses befinden sich in der Regel Klemmenblöcke zum Anschließen elektrischer Leiter, die für Installationsarbeiten geeignet sind.

Das Gerät selbst ist für die Installation auf einer DIN-Schiene oder einfach auf einer flachen Ebene vorgesehen. Die Klemmenleistenschnittstelle ist normalerweise eine zuverlässige Standardklemme für die Montage von Kupferleitern (Aluminium) mit einem Querschnitt von bis zu 2,5 mm2.

Auf der Vorderseite des Geräts befinden sich der Regler / die Regler der Einstellung sowie die Anzeige der Lichtsteuerung. Letzteres zeigt das Vorhandensein / Fehlen einer Versorgungsspannung sowie den Zustand des Aktuators.

Relaiseinstellungen
Die Potentiometereinstellungen können eine Alarmanzeige, eine angeschlossene Lastanzeige, ein Potentiometer zur Modusauswahl, eine Einstellung des Asymmetriepegels, einen Spannungsabfallregler und ein Potentiometer zur Einstellung der Zeitverzögerung umfassen

An den Betriebsklemmen des Geräts wird eine dreiphasige Spannung angeschlossen, die durch die entsprechenden technischen Symbole (L1, L2, L3) gekennzeichnet ist. Die Installation eines Neutralleiters an solchen Geräten ist normalerweise nicht vorgesehen, aber dieser Moment wird speziell durch die Ausführung des Relais bestimmt - die Art des Modells.

Für den Anschluss an Steuerkreise wird eine zweite Schnittstellengruppe verwendet, die normalerweise aus mindestens 6 Arbeitsklemmen besteht. Ein Paar der Kontaktgruppe des Relais pendelt den Spulenkreis des Magnetstarters und durch das zweite den Steuerkreis der elektrischen Ausrüstung.

Alles ist ganz einfach. Jedes einzelne Relaismodell kann jedoch seine eigenen Verbindungsfunktionen haben. Wenn Sie das Gerät in der Praxis anwenden, sollten Sie sich daher immer an der zugehörigen Dokumentation orientieren.

Schritte zum Einrichten des Geräts

Auch hier kann je nach Version das Design des Produkts mit verschiedenen Schaltungsoptionen zum Einstellen und Einstellen ausgestattet werden. Es gibt einfache Modelle, die eine konstruktive Ausgabe an das Bedienfeld von einem oder zwei Potentiometern liefern. Und es gibt Geräte mit erweiterten Einstellungen.

Mikroschalter-Relais-Setup
Mikroschaltereinstellungen: 1 - Mikroschaltereinheit; 2, 3, 4 - Optionen zum Einstellen der Betriebsspannung; 5, 6, 7, 8 - Optionen zum Einstellen von Asymmetrie- / Symmetriefunktionen

Unter solchen fortschrittlichen Abstimmelementen befinden sich Block-Mikroschalter häufig direkt auf einer Leiterplatte unter dem Gerätekörper oder in einer speziellen zu öffnenden Nische. Durch Einstellen der einzelnen Positionen wird die erforderliche Konfiguration erstellt.

Die Einstellung läuft normalerweise darauf hinaus, die Schutzwerte durch Drehen der Potentiometer oder durch Positionieren der Mikroschalter einzustellen. Um beispielsweise den Zustand der Kontakte zu überwachen, wird der Empfindlichkeitspegel der Spannungsdifferenz (ΔU) normalerweise auf 0,5 V eingestellt.

Wenn die Stromversorgungsleitungen der Last gesteuert werden müssen, wird der Spannungsdifferenzempfindlichkeitsregler (ΔU) auf eine solche Grenzposition eingestellt, an der der Übergangspunkt vom Arbeitssignal zum Notsignal mit einer kleinen Toleranz gegenüber dem Nennwert notiert wird.

In der Regel werden alle Nuancen der Geräteeinstellungen in der Begleitdokumentation klar beschrieben.

Markieren des Phasensteuergeräts

Klassische Instrumente werden einfach beschriftet. Auf der Vorder- oder Seitenwand des Gehäuses ist eine alphanumerische Reihenfolge angebracht, oder die Bezeichnung ist im Reisepass angegeben.

Überwachung der Relaismarkierung
Eine Option zur Kennzeichnung eines der beliebtesten Geräte der heimischen Produktion. Die Bezeichnung befindet sich auf der Vorderseite, es gibt jedoch auch Abweichungen bei der Platzierung an den Seitenwänden

Ein in Russland hergestelltes Gerät zum Anschließen ohne Neutralleiter ist also gekennzeichnet:

EL-13M-15 AC400V

Dabei gilt Folgendes: EL-13M-15 - Name der Serie, AC400V - zulässige Wechselspannung.

Muster importierter Produkte sind leicht unterschiedlich gekennzeichnet.

Beispielsweise wird ein Relais der PAHA-Serie wie folgt abgekürzt:

PAHA B400 A A 3 C.

Die Dekodierung ist ungefähr wie folgt:

  1. PAHA ist der Name der Serie.
  2. B400 - Standardspannung 400 V oder an einen Transformator angeschlossen.
  3. A - Einstellung durch Potentiometer und Mikroschalter.
  4. A (E) - Gehäusetyp zur Montage auf einer DIN-Schiene oder in einem speziellen Stecker.
  5. 3 - Gehäusegröße 35 mm.
  6. C ist das Ende der Code-Markierung.

Bei einigen Modellen kann vor Absatz 2 ein weiterer Wert hinzugefügt werden. Zum Beispiel "400-1" oder "400-2", und die Reihenfolge der anderen ändert sich nicht.

Auf diese Weise werden Phasensteuergeräte gekennzeichnet, die mit einer zusätzlichen Stromschnittstelle für eine externe Quelle ausgestattet sind. Im ersten Fall beträgt die Versorgungsspannung 10-100 V, im zweiten 100-1000 V.

Mit dem Funktionsprinzip werden Konstruktionsmerkmale und der Zweck des Lastschalters vorgestellt nächster Artikel, die wir sehr empfehlen zu lesen.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das Video beschreibt und überprüft ein einzelnes Produkt von EKF. Fast alle hergestellten Phasenüberwachungsgeräte arbeiten jedoch nach dem gleichen Prinzip:

Bei all den verschiedenen Geräten auf dem Markt ist es schwierig, einen Markierungsstandard zu bestimmen. Wenn ausländische Hersteller nach einem Kanon kennzeichnen, dann inländische nach anderen. Es ist jedoch immer möglich, auf Referenzdaten zu verweisen, wenn eine genaue Interpretation der Merkmale erforderlich ist.

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