Ρελέ ελέγχου τάσης: αρχή λειτουργίας, διάγραμμα, λεπτές λεπτομέρειες σύνδεσης

Οι διακυμάνσεις τάσης δεν είναι σπάνιες στα εγχώρια σπίτια. Συμβαίνουν λόγω φθοράς των ηλεκτρικών δικτύων, βραχυκυκλωμάτων και άνισης κατανομής φορτίου μεταξύ των φάσεων.

Ως αποτέλεσμα, οι οικιακές συσκευές είτε δεν λαμβάνουν αρκετή ηλεκτρική ενέργεια είτε καίγονται από υπερβολική ποσότητα. Για να αποφευχθούν τα προαναφερθέντα προβλήματα, συνιστάται η εγκατάσταση ενός ρελέ ελέγχου τάσης (ΡΕΤ).

Προτείνουμε να κατανοήσουμε ποια πλεονεκτήματα προσφέρει η χρήση μιας τέτοιας συσκευής, ποιες είναι οι διαφορές του ΡΕΤ από τον σταθεροποιητή, πώς να επιλέξετε το κατάλληλο ρελέ και να πραγματοποιήσετε τη σύνδεσή του.

Γιατί χρειάζεται ένα ρελέ ρύθμισης τάσης

Η σωστή ονομασία της εν λόγω συσκευής είναι «ρελέ ελέγχου τάσης». Αλλά η μεσαία λέξη στις συνομιλίες μεταξύ ηλεκτρολόγων συχνά παραλείπεται από αυτόν τον όρο.

Κατ' αρχήν, είναι η ίδια ηλεκτροτεχνική συσκευή προστατευτικού αυτοματισμού. Επιπλέον, αυτός ο εξοπλισμός αναφέρεται συχνά και ως «προστασία από διακοπή του ουδετέρου». Γιατί – θα γίνει κατανοητό παρακάτω.

Μην συγχέετε τα αυτόματα RCD και τα ΡΕΤ. Τα πρώτα προστατεύουν τη γραμμή από υπερφόρτωση και βραχυκύκλωμα, ενώ τα δεύτερα από αιχμές τάσης. Πρόκειται για διαφορετικές συσκευές ως προς τη λειτουργική τους σκοπιμότητα.

Η κύρια αποστολή του ΡΕΤ είναι η αποσύνδεση των ηλεκτρικών συσκευών από το δίκτυο όταν υπάρχουν πολύ υψηλές ή πολύ χαμηλές τάσεις σε αυτό, ώστε ο εξοπλισμός που είναι συνδεδεμένος στην ηλεκτρική τροφοδοσία να μην υποστεί βλάβη.

Η επιγραφή «~220 V» είναι οικεία σε όλους τους Ρώσους. Σε αυτή την εναλλασσόμενη τάση λειτουργούν οι οικιακές συσκευές που είναι συνδεδεμένες στις πρίζες. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, η τάση στο οικιακό ηλεκτρικό δίκτυο κυμαίνεται μόνο γύρω από αυτή την ένδειξη με απόκλιση +/-10%.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι διακυμάνσεις φτάνουν και σε μεγαλύτερες τιμές. Το βολτόμετρο μπορεί να δείξει πτώσεις έως 70 και αιχμές έως 380 V.

Για τις ηλεκτροσυσκευές, τόσο η χαμηλή όσο και η υψηλή τάση είναι επικίνδυνη. Εάν ο συμπιεστής του ψυγείου «δεν λάβει αρκετή» ηλεκτρική ενέργεια, τότε απλά δεν θα εκκινήσει. Ως αποτέλεσμα, η συσκευή αναπόφευκτα θα υπερθερμανθεί και θα χαλάσει.

Σε χαμηλή τάση, ο μέσος χρήστης στις περισσότερες περιπτώσεις δεν μπορεί καν να προσδιορίσει εξωτερικά αν ο εξοπλισμός λειτουργεί σωστά ή όχι σε μια τέτοια κατάσταση. Οπτικά μπορεί κανείς μόνο να δει λαμπτήρες πυράκτωσης που φωτίζουν αμυδρά, των οποίων η τάση που τροφοδοτείται είναι μικρότερη από το κανονικό.

Με τις μεγάλες υπερτάσεις, όλα είναι πολύ πιο απλά. Εάν στην είσοδο τροφοδοσίας μιας τηλεόρασης, υπολογιστή ή φούρνου μικροκυμάτων δοθούν 300–350 W, στην καλύτερη περίπτωση θα καεί η ασφάλεια. Και πιο συχνά, καίγονται τα ίδια. Και καλά αν δεν προκληθεί πραγματική φωτιά της συσκευής και εκδήλωση πυρκαγιάς.

Οι πολυκατοικίες τροφοδοτούνται συνήθως από τριφασικό δίκτυο 380 V, ενώ στο διαμέρισμα καταλήγει μονοφασική καλωδίωση 220 V από τον ηλεκτρικό πίνακα του ορόφου.

Τα κύρια προβλήματα με τις διακυμάνσεις τάσης στις πολυκατοικίες προκύπτουν από τη διακοπή του ουδέτερου αγωγού. Αυτό το καλώδιο καταστρέφεται από απροσεξία των ηλεκτρολόγων κατά τη διάρκεια επισκευών ή απλώς καίγεται από παλαιότητα.

Εάν στο σπίτι στην κεντρική γραμμή υπάρχει ένα σύνολο απαραίτητης προστασίας σύγχρονου επιπέδου, τότε ως αποτέλεσμα αυτής της διακοπής ενεργοποιείται ο αυτόματος διακόπτης διαφυγής (ΡΕΚ). Όλα τελειώνουν σχετικά φυσιολογικά.

Ωστόσο, στο παλιό κτιριακό απόθεμα, όπου δεν υπάρχουν προστατευτικοί διακόπτες, η απώλεια του ουδέτερου οδηγεί σε ανισορροπία φάσεων. Και τότε σε μερικά διαμερίσματα η τάση γίνεται χαμηλή (50–100 V), ενώ σε άλλα απότομα υψηλή (300–350 V).

Το τι θα βγει τελικά στην πρίζα εξαρτάται από το φορτίο που είναι συνδεδεμένο στο ηλεκτρικό δίκτυο εκείνη τη συγκεκριμένη στιγμή. Είναι αδύνατο να υπολογιστεί και να προβλεφθεί με ακρίβεια εκ των προτέρων.

Στο τέλος, σε μερικούς όλος ο εξοπλισμός σταματά να λειτουργεί, ενώ σε άλλους καίγεται από υπέρταση. Εδώ ακριβώς χρειάζεται το ρελέ ελέγχου τάσης. Όταν προκύψουν προβλήματα, θα αποσυνδέσει το δίκτυο, αποτρέποντας τη ζημιά σε τηλεοράσεις, ψυγεία κ.λπ.

Στον ιδιωτικό τομέα, το πρόβλημα με τις διακυμάνσεις τάσης είναι κάπως διαφορετικό. Εάν η βίλα βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση από τον εξωτερικό μετασχηματιστή, τότε με αυξημένη κατανάλωση ρεύματος στα σπίτια πριν από αυτό, στο ακραίο αυτό σημείο η τάση μπορεί να πέσει σε κρίσιμα χαμηλά επίπεδα.

Ως αποτέλεσμα, λόγω παρατεταμένης έλλειψης «βολτ», οι ηλεκτροκινητήρες στις οικιακές συσκευές θα αρχίσουν αναπόφευκτα να καίγονται και να χαλάνε.

Ποικιλίες της συσκευής ΡΕΤ

Όλα τα μοντέλα ρελέ που εκτελούν λειτουργίες ρυθμιστή τάσης χωρίζονται σε μονοφασικά και τριφασικά.

Μονοφασικό ρελέ. Συνήθως εγκαθίσταται σε βίλες και διαμερίσματα – δεν χρειάζεται περισσότερο σε οικιακούς πίνακες.

Στους ηλεκτρικούς πίνακες ιδιωτικών και πολυκατοικιών συνήθως χρησιμοποιούνται μονοφασικά ρελέ σε συμπαγή μορφή για ράγα DIN (+)

Τριφασικό ρελέ. Τέτοια ΡΕΤ προορίζονται για βιομηχανική χρήση. Χρησιμοποιούνται συχνά σε κυκλώματα προστασίας τριφασικών μηχανημάτων. Επιπλέον, εάν στην είσοδο τέτοιου πολύπλοκου εξοπλισμού απαιτείται ένα τριφασικό ρελέ, συχνά επιλέγεται σε συνδυασμένη εκτέλεση με έλεγχο όχι μόνο της τάσης αλλά και της συγχρονισμού φάσεων.

Το κύριο μειονέκτημα και ταυτόχρονα πλεονέκτημα του τριφασικού ρελέ είναι η πλήρης διακοπή της τροφοδοσίας στην έξοδο όταν παρουσιάζεται απότομη αύξηση τάσης έστω και σε μία από τις φασικές γραμμές εισόδου. Στη βιομηχανία αυτό είναι μόνο ωφέλιμο. Αλλά στην οικιακή χρήση, οι συχνές διακυμάνσεις τάσης σε μία φάση δεν είναι συνήθως κρίσιμες, και το ΡΚΝ αποφασίζει να αποσυνδέσει το προστατευόμενο δίκτυο.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτή η υπερβολικά αξιόπιστη υπερασφάλιση είναι απαραίτητη. Ωστόσο, στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων είναι περιττή.

Ανά τύπο κατασκευής και διαστάσεις

Ολόκληρη η σειρά μοντέλων των ρελέ τάσης χωρίζεται σε τρεις τύπους:

• προσαρμογείς «πρίζα-φις»·
• προεκτάσεις με 1-6 πρίζες·
• συμπαγή «πακέτα» για ράγα DIN.

Οι πρώτες δύο επιλογές χρησιμοποιούνται για την προστασία μιας συγκεκριμένης ηλεκτρικής συσκευής ή κάποιας ομάδας. Τοποθετούνται σε μια συνηθισμένη οικιακή πρίζα.

Η τρίτη επιλογή προορίζεται για εγκατάσταση σε ηλεκτρικό πίνακα στο πλαίσιο του συστήματος προστασίας του ηλεκτρικού δικτύου ενός διαμερίσματος ή μιας μονοκατοικίας.

Οι προσαρμογείς και οι προεκτάσεις των εν λόγω ρυθμιστών έχουν αρκετά μεγάλες διαστάσεις. Οι κατασκευαστές προσπαθούν να τις κάνουν όσο το δυνατόν μικρότερες, ώστε να μην αλλοιώνουν με την εμφάνισή τους τον εσωτερικό χώρο.

Ωστόσο, τα εσωτερικά εξαρτήματα του ρελέ τάσης έχουν τα δικά τους αυστηρά όρια διαστάσεων, και επιπλέον πρέπει να συναρμολογηθούν στο ίδιο περίβλημα με την πρίζα και το φις. Από άποψη σχεδιασμού, δεν υπάρχει περιθώριο ελιγμών.

Τα ρελέ για ράγα DIN για εγκατάσταση σε πίνακα διανομής έχουν πιο συμπαγείς διαστάσεις, δεν περιέχουν τίποτα περιττό. Η σύνδεσή τους στο δίκτυο γίνεται μέσω σύνδεσης καλωδίων και ακροδεκτών.

Ανά βάση και πρόσθετες λειτουργίες

Η εσωτερική λογική και η λειτουργία του ρελέ ελέγχου τάσης βασίζονται σε μικροεπεξεργαστή ή σε έναν απλούστερο συγκριτή. Η πρώτη επιλογή είναι ακριβότερη, αλλά παρέχει πιο ακριβή και ομαλή ρύθμιση των ορίων ενεργοποίησης του ΡΚΝ. Τα περισσότερα προστατευτικά όργανα που πωλούνται σήμερα βασίζονται σε μικροεπεξεργαστή.

Το ανώτερο (Umax) και το κατώτερο (Umin) όριο είναι οι δύο κύριες ρυθμιζόμενες παράμετροι του ΡΚΝ – εάν η τάση εισόδου υπερβεί το καθορισμένο εύρος, το ρελέ αποσυνδέει τη γραμμή εξόδου από το ηλεκτρικό ρεύμα (+).

Τουλάχιστον, στο σώμα του ρελέ υπάρχει ένα ζεύγος LED, με τα οποία μπορείτε να διαπιστώσετε την παρουσία τάσης στην είσοδο και στην έξοδο. Οι πιο προηγμένες συσκευές διαθέτουν οθόνες που δείχνουν τα καθορισμένα επιτρεπόμενα όρια και την τάση που υπάρχει στη γραμμή.

Η ρύθμιση των οριακών τιμών γίνεται με ποτενσιόμετρο βαθμονομημένης κλίμακας ή με κουμπιά που εμφανίζουν τις παραμέτρους σε πίνακα.

Το ίδιο το ρελέ που είναι υπεύθυνο για τη μεταγωγή εντός του ΡΚΝ είναι κατασκευασμένο σύμφωνα με δισταθές κύκλωμα. Αυτό το πηνίο έχει δύο σταθερές καταστάσεις. Η ενέργεια δαπανάται μόνο για την εναλλαγή του μάνταλου. Για τη διατήρηση των επαφών σε κλειστή ή ανοιχτή θέση δεν απαιτείται ηλεκτρισμός.

Από τη μία αυτό ελαχιστοποιεί την κατανάλωση ενέργειας, ενώ από την άλλη εγγυάται ότι το πηνίο δεν θα ζεσταθεί κατά τη λειτουργία του ρυθμιστή.

Κατά την επιλογή ρελέ τάσης πρέπει να εξετάσετε στις παραμέτρους:

• το εύρος λειτουργίας σε Volt·
• τις δυνατότητες ρύθμισης του άνω και κάτω ορίου ενεργοποίησης·
• την παρουσία/απουσία ενδείξεων στάθμης τάσης·
• τον χρόνο αποκοπής κατά την ενεργοποίηση του ΡΚΝ·
• τον χρόνο καθυστέρησης για την επαναφορά της παροχής ηλεκτρικού ρεύματος·
• τη μέγιστη μεταγωγική ισχύ σε kW ή το διερχόμενο ρεύμα σε Ampere.

Στην τελευταία παράμετρο, το ρελέ πρέπει να λαμβάνεται με περιθώριο 20–25%. Εάν δεν υπάρχει κατάλληλο ΡΚΝ για τα υψηλά φορτία που υπάρχουν στη γραμμή, τότε επιλέγεται ένα μοντέλο χαμηλής ισχύος και συνδέεται στην έξοδό του ένας μαγνητικός εκκινητής.

Όσον αφορά τη ρύθμιση των ορίων, η κατάσταση έχει ως εξής. Εάν οριστούν πολύ αυστηρά, η συχνότητα ενεργοποίησης του ρελέ θα είναι υψηλή. Εδώ θα πρέπει να γίνει συμβιβασμός.

Η ρύθμιση αυτών των παραμέτρων πρέπει να γίνεται έτσι ώστε να εξασφαλίζεται το κατάλληλο επίπεδο προστασίας, αλλά να μην επιτρέπεται πολύ συχνή εναλλαγή του ΡΚΝ. Οι συνεχείς ενεργοποιήσεις και απενεργοποιήσεις δεν θα ωφελήσουν ούτε τον συνδεδεμένο στο δίκτυο εξοπλισμό ούτε τον ίδιο τον ρυθμιστή τάσης.

Επιπλέον, ορισμένα ρελέ δεν έχουν καθόλου δυνατότητα αυτόνομης διόρθωσης των ορίων. Αυτά είναι ρυθμισμένα «σταθερά». Για παράδειγμα, η ρύθμιση του κατώτατου ορίου από το εργοστάσιο γίνεται στα 170 V και του ανώτατου στα 265 V.

Τέτοια ΡΚΝ είναι φθηνότερα, αλλά πρέπει να επιλέγονται με μεγαλύτερη προσοχή. Δεν θα μπορέσετε να τα ρυθμίσετε εκ νέου αργότερα· σε περίπτωση σφαλμάτων στους υπολογισμούς, θα χρειαστεί να αγοράσετε καινούργια για να αντικαταστήσετε εκείνα που δεν ταιριάζουν.

Η επιλογή των χρονικών παραμέτρων αποκοπής και επαναφοράς της τροφοδοσίας της γραμμής στην έξοδο εξαρτάται από το συνδεδεμένο φορτίο και τα χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου δικτύου (+)

Εάν στο ηλεκτρικό δίκτυο παρουσιάζονται συνεχώς βραχυπρόθεσμες (κλασμάτων δευτερολέπτου) ήπιες πτώσεις τάσης, τότε είναι προτιμότερο να ρυθμίσετε τον χρόνο αποκοπής στο κατώτατο όριο στο μέγιστο. Έτσι θα έχετε λιγότερες ενεργοποιήσεις, ενώ η απειλή για τον τροφοδοτούμενο εξοπλισμό θα είναι ελάχιστη.

Η καθυστέρηση ενεργοποίησης πρέπει να επιλέγεται ανάλογα με τον τύπο των ηλεκτρικών συσκευών που είναι συνδεδεμένες στην πρίζα. Εάν ο συνδεδεμένος εξοπλισμός έχει συμπιεστή ή ηλεκτροκινητήρα, τότε ο χρόνος παροχής τάσης θα πρέπει να αυξηθεί σε 1–2 λεπτά.

Αυτό θα αποφύγει τις απότομες αυξομειώσεις τάσης και ρεύματος κατά την επαναφορά της τροφοδοσίας στο δίκτυο, προστατεύοντας τα ψυγεία και τα κλιματιστικά από βλάβες.

Για υπολογιστές και τηλεοράσεις, αυτή η παράμετρος μπορεί να μειωθεί ακόμα και στα 10–20 δευτερόλεπτα.

Τι είναι καλύτερο: σταθεροποιητής εναντίον ρελέ

Συχνά, αντί να συνδέσετε ένα ρελέ ελέγχου ηλεκτρικών στοιχείων στον πίνακα, συνιστάται η εγκατάσταση ενός σταθεροποιητή τάσης στο σπίτι. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό είναι δικαιολογημένο. Ωστόσο, υπάρχει μια σειρά αποχρώσεων που πρέπει να θυμάστε όταν επιλέγετε μια ή την άλλη επιλογή προστασίας ηλεκτρικών συσκευών.

Από λειτουργική άποψη, ο σταθεροποιητής όχι μόνο εξομαλύνει την τάση, αλλά αποσυνδέεται και όταν οι ενδείξεις της είναι πολύ υψηλές. Το ρελέ τάσης, από την άλλη, είναι αποκλειστικά προστατευτικό αυτόματο. Φαινομενικά, το πρώτο περιλαμβάνει τις λειτουργίες του δεύτερου.

Αλλά σε σύγκριση με το ΡΚΝ, ο σταθεροποιητής:

• είναι πιο ακριβός και κάνει θόρυβο:
• είναι πιο αδρανής σε απότομες διακυμάνσεις:
• δεν έχει δυνατότητες ρύθμισης παραμέτρων:
• καταλαμβάνει πολύ περισσότερο χώρο.

Όταν η τάση εισόδου μειώνεται, προκειμένου ο σταθεροποιητής να έχει τις ειθυμητές ενδείξεις στην έξοδο, αρχίζει να «τραβάει» περισσότερο ρεύμα από το δίκτυο. Αυτός είναι ένας άμεσος δρόμος για την υπερθέρμανση της καλωδίωσης, εάν αρχικά δεν είχε σχεδιαστεί για κάτι τέτοιο.

Το δεύτερο βασικό μειονέκτημα του σταθεροποιητή σε σύγκριση με το ρελέ ελέγχου είναι η αδυναμία του να αναχαιτίςει μια απότομη αύξηση τάσης κατά τη διακοπή του ουδετέρου.

Αρκεί κυριολεκτικά μισό δευτερόλεπτο με 350–380 W στην πρίζα για να καεί όλος ο εξοπλισμός στο σπίτι. Τα περισσότερα σταθεροποιητές δεν μπορουν να προσαυμοστούν σε αυτές τις αλλαγές και αφήνουν να περάσει η υψηλή τάση, αποσυνδεόμενα μόνο 1–2 δευτερόλεπτα μετά την έναρξη της αύξησης.

Εκτός από σταθεροποιητές και ρελέ, για την προστασία της γραμμής από διακυμάνσεις τάσης στο δίκτυο μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν διακόπτες υπέρτασης και υποτάσης (απελευθερωτές). Αυτά, σε σύγκριση με το ΡΚΝ, έχουν μεγαλύτερο χρόνο απόκρισης. Επιπλέον, δεν ενεργοποιούν ξανά την τροφοδοσία αυτόματα και στη λειτουργία τους μοιάζουν περισσότερο με το ΥΖΟ.

Μετά τη διακοπή ρεύματος, αυτοί οι απελευθερωτές θα πρέπει να επαναφερθούν στην αρχική κατάσταση χειροκίνητα.

Διαγράμματα σύνδεσης του ΡΕΤ

Στον πίνακα, το ρελέ τάσης εγκαθίσταται πάντα μετά τον μετρητή, στη διακοπή του φασικού αγωγού. Πρέπε να ελέγχει κα, εάν χρειαστεί, να αποκόπτει ακριβώς τη «φάση». Δεν μπορεί να συνδεθεί με διαφορετικό τρόπο.

Τις περισσότερες φορές για μονοφασικούς καταναλωτές χρησιμοποιείται το τυπικό διαγραμμα με απευθείας φορτίο μέσω του ρελέ (+)

Υπάρχουν δύο βασικά διαγράμματα σύνδεσης μονοφασικών ρελέ ρυθμιστή τάσης δικτύου:

• με απευθείας φορτίο μέσω του ΡΚΝ:
• με σύνδεση φορτίου μέσω επαφέα – με σύνδεση μαγνητικού εκκινητή.

Κατά την εγκατάσταση του ηλεκτρικού πίνακα στο σπίτι, σχεδόν πάντα χρησιμοποιείται η πρώτη επιλογή. Υπάρχουν αρκετά διαθέσιμα μοντέλα ΡΚΝ με την απαιτούμενη ισχύ στην αγορά. Επιπλέον, εάν χρειαστεί, αυτά τα ρελέ μπορούν να εγκατασταθούν και σε παράλληλη διάταξη, συνδέοντας σε καθένα μια ξεχωριστή ομάδα ηλεκτρικών συσκευών.

Η εγκατάσταση είναι εξαιρετικά απλή. Στο περίβλημα ενός τυπικού μονοφασικού ρελέ υπάρχουν τρεις ακροδέκτες – «ουδέτερος» συν οι φασικοί «είσοδος» και «έξοδος». Απλώς πρέπει να μην μπερδέψετε τα σύρματα που συνδέονται.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Για να σας είναι πιο εύκολο να προσανατολιστείτε στα διαγράμματα σύνδεσης και στην επιλογή του κατάλληλου ρελέ ρυθμιστή τάσης, δημιουργήσαμε μια συλλογή βίντεο με περιγραφή όλων των αποχρώσεων της λειτουργίας αυτής της συσκευής.

Πώς να προστατεύσετε τον εξοπλισμό από διακυμάνσεις στο ηλεκτρικό δίκτυο με τη βοήθεια του ΡΚΝ:

Ρύθμιση ρελέ τάσης:

Το ρελέ ελέγχου τάσης δικτύου είναι μια εξαιρετική προστασία από τη «διακοπή ουδετέρου» και απότομες μεταβολές τάσης. Η σύνδεσή του είναι εύκολη. Απλά πρέπει να εισαγάγετε τα κατάλληλα καλώδια στους ακροδέκτες και να τα σφίξετε.Σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις, εφαρμόζεται ένα τυπικό σχήμα με άμεση φόρτωση μέσω του ΡΚΝ.

Μοιραστείτε με τους αναγνώστες την εμπειρία σας στη σύνδεση και τη χρήση ενός ρελέ τάσης. Παρακαλώ, αφήστε σχόλια, κάντε ερωτήσεις σχετικά με το θέμα του άρθρου και συμμετάσχετε στις συζητήσεις – η φόρμα σχολίων βρίσκεται παρακάτω.