Одним из видов релейной защиты является реле защиты по напряжению. Данный тип устройств используется для того, чтобы не допустить перегрузку электротехники.
Реле напряжения могут использоваться на промышленных предприятиях, крупных жилых домах или коммерческих объектах для того, чтобы защитить оборудование от различных повреждений, вызванных отклонениями напряжения от заданного порога либо колебаниями напряжения (скачками).
Некоторые пользователи электротехнических устройств и бытовой техники считают, что электрические сети, с которыми они работают, достаточно стабильны, и проблема перепада напряжения их не затронет. Однако, существует достаточно большое количество причин возможных отклонений напряжения от заданного значения. Это и аварии в передающих электрических сетях, и отключение мощных бытовых приборов и нарушения в работе трансформаторных подстанций. Также свою роль может сыграть природный фактор и внешние по отношению к энергосистеме события (проведение сварочных работ, аварии на крупных промышленных объектах, подключённых к смежным электросетям).
В электросетях на территории РФ достаточно часто происходят колебания напряжения. Ведь зачастую линии электропередач и трансформаторы оказываются не модернизированными.
Возникают большие перегрузки, так как потребляемый объём электроэнергии со временем возрастает.
Решить данную проблему возможно с помощью реле защиты по напряжению РЗН-1001, которое ввёл в серийное производство приборостроительный завод «ВИБРАТОР».
Рассмотрим характеристики данной модели.
Предназначено данное реле для трёхфазных сетей переменного тока. Прибор может применяться для конфигураций сети:
- “Звезда” (с изолированной либо с заземлённой нейтралью)
- “Треугольник”
В качестве источников питания прибора могут выступать:
- контролируемая сеть,
- сеть постоянного тока,
- сеть переменного тока.
По заказу может быть исполнена модификация на конкретное напряжение. Данную возможность следует уточнять у изготовителя.
РЗН-1001 безотказно работает при температуре окружающего воздуха 25 ± 10 С°, относительной влажности воздуха 60 ± 30 % и атмосферном давлении 0.1 ± 0.004 МПа. Реле устойчивы к вибрациям различной частоты, чей диапазон – от 2 до 80 Гц.
Диапазон контролируемого напряжения, в котором работает РЗН-1001 – 80…120 % от номинального значения.
Устройство позволяет самостоятельно установить нижний и верхний пределы напряжения, при которых реле будет это напряжение отключать.
Если реле защиты находится в транспортной таре, то диапазон допустимой температуры расширяется от -10 до +55 С°. Также транспортная тара обеспечивает прочность к механико-динамическим нагрузкам и к одиночным ударам при свободном падении с высоты 500 мм.
Предполагается безотказная работа реле при помехах, вызванных влиянием внешних магнитных полей с напряжённостью 400 А/м, образованных постоянным или переменным током. По устойчивости к магнитному полю приборы соответствуют классу 2, в котором допускается нахождение прибора на расстоянии 1 м и более от мощного источника поля.
Реле защиты состоит из одного моноблока, к которому подводится напряжение контролируемой сети (а также отдельное напряжение питания, если это предусмотрено исполнением) и через сухие контакты подключается внешняя система, которая получает сведения о том, как срабатывают уставки. В качестве внешних систем могут быть как устройства автоматизации технологических процессов, так и простые сигнализирующие устройства: зуммер, сигнализационная колонка или индикаторная лампа.
У РЗН-1001 есть две уставки. Их значения задаются при настройке прибора, а также в процессе его эксплуатации. Возможны несколько модификаций по сочетанию алгоритмов срабатывания уставок: вариант, при котором 2 уставки срабатывают при превышении заданного порога; вариант, при котором 2 уставки срабатывают при понижении относительно заданного порога; комбинированный вариант (одна уставка – на повышение, одна – на понижение). В устройстве предусмотрен гистерезис, функция которого – обеспечить защиту устройства от ложного срабатывания.
Гистерезис регулируется отдельно для каждой из двух уставок. Под гистерезисом понимается разница между уровнями срабатывания уставки (параметр, который выставил заказчик) и отпускания уставки (отпускание происходит в тот момент, когда параметр вернулся назад, до предела срабатывания, которое выставил заказчик).
На передней панели прибора расположены регуляторы, осуществляющие установку порогов срабатывания уставок, их гистерезиса и задержек переключения соответствующих им сухих контактов. Помимо этого, на лицевой панели прибора размещены индикаторы срабатывания уставок, состояния сухих контактов, режима работы прибора, а также переключатель блокировки сухих контактов на время проведения тестовых запусков прибора. Также на передней панели прибора имеется индикатор “Блокировка реле”.
Среднее время восстановления работоспособного состояния реле защиты в условиях специализированного предприятия должно быть не более 8 часов.
Масса устройства – 0,6 кг. Габариты прибора: 97×160×60 мм. Устройство прослужит не менее 10 лет. РЗ устанавливается на стандартную DIN-рейку. Подключение к реле защиты осуществляется с помощью винтовых соединений.
Схема работы реле защиты по напряжению
В соответствии с функциональной схемой рисунок 4. трансформаторы напряжения подключаются к контролируемой сети в соответствии с исполнением реле (схема “звезда” или “треугольник”), с помощью них производится постоянное измерение напряжение в контролируемой сети. К выходным обмоткам трансформаторов подключается трёхфазный активный детектор. Компараторы уставок, в зависимости от исполнения реле защиты, выполняют сравнение минимального либо максимального значения выпрямленного напряжения с опорным уровнем, который задаётся потребителем. При выходе выпрямленного напряжения за установленный порог на выходе компаратора появляются импульсы. Их появление фиксируется при помощи триггера, подключённого к выходу соответствующего компаратора. Выходной сигнал триггера задерживается при помощи цифровой линии задержки. Интервал задержки формируется тактовым генератором. В момент, когда предыдущее состояние триггера доходит до выхода линии задержки, производится сброс триггера, подготавливающий его к захвату очередного состояния компаратора. Для реализации функции гистерезиса выходной сигнал с линии задержки добавляется в виде обратной связи к опорному уровню соответствующего компаратора, смещая при этом порог его отпускания.
Глубина обратной связи задаётся раздельно для каждой из уставок.
На территории Российской Федерации действуют программы импортозамещения зарубежной продукции отечественными аналогами. Необходимо понять, могут ли отечественные приборы полноценно заменить зарубежные устройства. Рассмотрим приборы-аналоги РЗН-1001.
Среди аналогов данного устройства можно выделить линейку изделий, произведённых компанией DEIF: RMV-112D, RMV-122D и RMV-132D для применения на морских и речных судах различного типа. Данные приборы отличаются сочетанием уставок «понижение»/«повышение». В случае с РЗН-1001 сочетание выбирается «крестами». Рекомендуются для использования в морских установках в качестве сигнализации о неисправностях. Можно отметить качественный и компактный корпус изделий датского производителя. Степень защиты корпуса IP40. Рабочая температура от -25 до +70 С°. Устройство имеет два релейных выхода.
ABB – ещё одна компания, производящая реле контроля напряжения для промышленного назначения. Среди приборов данной фирмы можно выделить ABB SST CM-PFS.S. Это прибор, который может обнаружить перенапряжения в трёхфазных сетях переменного и постоянного тока.
Устройство РЗН-1001 не уступает ему в своих ключевых параметрах.
Функционал описанных выше устройств во многом совпадает с РЗН-1001.
Плюсами РЗН-1001 являются возможность работать в сетях 400 Гц; наличие питания от сети 690В переменного тока. Также РЗН-1001 имеет приёмку Морского регистра и соответствует всем необходимым требованиям, изложенным в правовых документах. Образец изделия испытан под техническим наблюдением Российского морского регистра судоходства.
Также, в качестве преимущества стоит отметить более низкую стоимость РЗН-1001 в сравнении с ценой зарубежных устройств.
Вопрос защиты электрической сети от перенапряжений, колебаний и отклонений напряжения всегда будет иметь большое значение. “Приборостроительный завод ВИБРАТОР” производит подходящее оборудование, способное обеспечивать такую защиту.
Прибор РЗН-1001 может использоваться в программах импортозамещения, обеспечивая работу электротехнических систем промышленного и судового назначения на необходимом уровне качества. РЗН-1001 отличается надёжностью, качеством исполнения и чувствительностью к повреждениям в системах, на работу с которыми рассчитано.
