Реле контроля и защиты электроустановок

Реле контроля и защиты (РКЗ) предназначено для установки в цепях питания трехфазных электроустановок переменного тока (электродвигателей, трансформаторов и других ответственных агрегатов) с целью повышения их надежности и увеличения срока службы.

Реле осуществляет контроль рабочих токов обслуживаемой электроустановки и при выявлении аварийных режимов работы отключает ее. Отключение происходит в следующих аварийных ситуациях:

- при перегрузке по току недопустимой продолжительности;

- при недогрузке (холостом ходе) электроустановки;

- при обрыве любой фазы;

- при перекосе фаз по току.

Реле позволяет осуществлять автоматическое отключение или циклический режим работы электроустановки с целью экономии ее ресурса.

Реле изготавливается в исполнении УХЛ категории 3 по ГОСТ 15150 и предназначено для работы при температуре окружающей среды от -40 до +40 ⁰С при относительной влажности до 95%. Реле предназначено для работы совместно с пультом индикации ЯЮКЛ. 411711.000 (входит в комплект поставки по требованию заказчика).

Технические характеристики:

- Пределы контролируемых токов в каждой из трех фаз электроустановок:

РКЗ-25.1 – 2...25 А;

РКЗ-25.25 – 5…50 А;

РКЗ-250.1 – 40...250 А;

РКЗ-250.2 – 40...500 А;

РКЗ-250.3 – 90... 900 А.

- Время задержки срабатывания защитного отключения регулируется в пределах от 3 до 250 с.

- Время задержки срабатывания защитного отключения при пуске электроустановки регулируется в пределах от 3 до 250 с.

- Время задержки срабатывания защитного отключения при обрыве фазы фиксировано и составляет 3 ± 0.2 с.

Реле сохраняет в памяти значения контролируемых токов и режимных уставок в момент защитного отключения, а также сохраняет информацию о причине аварии.

Реле регистрирует и сохраняет в памяти неограниченное время информацию о количестве и причинах аварийных отключений. Максимальное число регистрируемых аварийных отключений – не менее 255.

Реле имеет режим автоматического сброса защиты через заданный интервал времени, регулируемый в пределах от 1 до 255 минут.

Реле имеет режим автоматического отключения электроустановки через заданный интервал времени, регулируемый в пределах от 1 до 255 минут.

Реле коммутирует электрическую цепь переменного тока от 0,03 до 1,5 А при напряжении до 380 В и рассчитано на управление магнитными пускателями и контакторами от 0 до VI величины.

Питание реле осуществляется от одной фазы сети переменного тока с нулевым проводом напряжением 220 В частотой 50 Гц. Реле сохраняет работоспособность при снижении питающего напряжения до 160 В продолжительностью не более 5 с. Мощность, потребляемая реле от сети, не более 10 ВА.

Внешний вид и габаритные размеры блока РКЗ и пульта управления (ПУ) приведены на рис. 6.3.

На рис. 6.3 обозначено: 1 – вывод «Питание», 2 – вывод «Контактор», 3 – вывод «Нейтраль», 4 – индикатор «Работа»,
5, 6, 7, 8 – индикаторы типа аварии, 9 – ИК-приемник , 10 – ИК-излучатель, 11, 12, 13 – датчики тока, 14 – клеммы контакта сигнализации (разъем Х1), 15, 17 – ИК-излучатели пульта, 16 – ИК-приемник пульта, 18 – дисплей, 19 – кнопка «Питание», 20 – кнопка «Выбор параметров», 21, 22 – кнопки «Выбор страницы».

При подключенной нагрузке реле обеспечивает выдачу сигналов о работоспособном состоянии в виде прерывистого светового сигнала индикатора «РАБОТА». При возникновении проблемной ситуации производится прерывистая индикация причины проблемы, соответствующим типу аварии индикатором. Индикация аварийного режима с одновременным размыканием цепи выводов управляющего ключа (выводы 1, 2) реле отображается непрерывным свечением соответствующих типу аварии индикаторов. Индикация режима «СТОП» (режим с отключенной нагрузкой) и режима «ПЕРЕРЫВ» (запрограммированное отключение) осуществляется непрерывным свечением индикатора «РАБОТА».

Рис. 6.3. Внешний вид и габаритные размеры блоков
РКЗ и ПУ-02

Реле оборудовано гальванически изолированным контактом аварийной сигнализации, винтовые клеммы которого (14) расположены на боковой панели реле. Контакт нормально разомкнут и замыкается при аварийном отключении.

Контакт аварийной сигнализации предназначен для включения последовательно в цепь маломощной нагрузки, например, электромагнитного реле с максимальным током катушки не более 0,1А при напряжении 220 или 380 В, управляющего своими контактами устройством сигнализации.

Питание реле обеспечивается наличием переменного сетевого напряжения между выводами (1,3) реле.

Пульт управления (рис. 3б) с автономным питанием обеспечивает дистанционное считывание информации с реле и ее отображение на экране цифрового дисплея (18), а также используется для программирования реле. Реле и пульт обмениваются информацией по оптическому инфракрасному (ИК) каналу связи, который обеспечивается инфракрасными излучателями (10, 15, 17) и приемниками (9, 16). Дальность связи находится в пределах от 5 до 20 см.

При аварийном отключении реле регистрирует в памяти значения контролируемых токов на момент аварийного отключения и сохраняет их до тех пор, пока не произведен сброс защиты.

Реле имеет в своем составе четыре счетчика, в которых фиксируется число аварийных отключений в зависимости от характера аварийных ситуаций. Состояние счетчиков аварий сохраняется в памяти реле неограниченное время, в том числе, и при отключении сетевого питания.

Сброс счетчиков возможен только подачей специальной команды с пульта управления.

Деблокировка защиты и возврат реле в исходное состояние при необходимости осуществляется снятием напряжения сетевого питания с реле на время 2 - 3 с.

Подключение устройства производится в соответствии со схемой, приведенной на рис. 6.4.

При включении напряжения сетевого питания элек­троустановки реле РКЗ готово к работе. Включение установки осуществляется кнопкой «Пуск», а выключение – кнопкой «Стоп».

Считывание информации с реле осуществляется с помощью пульта управления (ПУ) в следующем порядке:

Нажмите и удерживайте кнопку «ПИТАНИЕ» на ПУ. На дисплее появится сообщение: ПУЛЬТ 02 М.Если изображение не появляется или оно недостаточно контрастно, то это свидетельствует о чрезмерном разряде элементов питания ПУ и их необходимо заменить.

Рис. 6.4. Схема включения реле контроля и защиты в систему управления электродвигателем

Поднесите ПУ к реле на расстояние 5-30 см, совместив ось ИК - излучателя реле и ИК -приемника ПУ. Появится знак «*» в правом верхнем углу ПУ - информация считана.

Отображаемая информация размещается на пяти страницах дисплея, последовательное переключение которых осуществляется с помощью кнопок «ВЫБОР СТРАНИЦЫ»в прямом или обратном порядке.

На странице № 1 дисплея отображается:

- Текущее состояние электроустановки: «СТОП» (отключено); «РАБОТА» (режим в норме); «АВАРИЯ» (произошло аварийное отключение) или «ПЕРЕРЫВ» (отключено по программе).

- В режиме «АВАРИЯ»указывается причина аварийного отключения: отключение в результате обрыва фазы; перегрузка по току;недогрузка по току;превышение допустимого дисбаланса; состояние таймера, показывающего остаток времени в минутах и секундах до автоматического сброса защиты.

На странице № 2 дисплея отображаются:

- В режимах «СТОП» или «РАБОТА» – текущие значения фазных токов и дисбаланса токов электроустановки в единицах ампер.

- В режиме «АВАРИЯ» - значения фазных токов и дисбаланса токов электроустановки в момент времени, предшествующий аварийному отключению.

На странице № 3 отображаются значения уставок защиты по току перегрузки, недогрузкии дисбалансу токов в единицах ампер.

На странице № 4 отображаются установленные значения времени задержки срабатывания защитного отключения в секундах и времени до автоматического сброса защиты в единицах минут.

На странице № 5 отображаются значения четырех счетчиков аварийных отключений, условно обозначенных символами:

- О - число отключений по обрыву фазы;

- П - число отключений по перегрузке;

- Н - число отключений по недогрузке;

- Д - число отключений по превышению дисбаланса.

Программирование реле заключается в установке требуемых значений режимных уставок и временных задержек на отключение и сброс защиты. Могут быть установлены следующие параметры:

- порог срабатывания защиты по току перегрузки, A;

- порог срабатывания защиты по току недогрузки, А.

Если функция отключения по недогрузке не используется, то следует установить значение параметров:

- порог срабатывания защиты по дисбалансу токов, А;

- время задержки срабатывания защитного отключения при аварии и пуске, секунды;

- время в минутах до автоматического сброса защиты;

- время в минутах до автоматического отключения электроустановки.

Порядок программирования реле РКЗ следующий:

Произведите считывание информации с реле. Последовательным нажатием кнопки «ВЫБОР ПАРАМЕТРА» на ПУ выберите параметр, который необходимо изменить. С помощью кнопок «ВЫБОР СТРАНИЦЫ» установите требуемые значение параметра (отображается в правом нижнем углу индикатора). Произведите запись измененного значения параметра в реле, для чего поднести ПУ к реле на расстояние 5-15 см, совместив ось ИК-излучателя ПУ и ИК-приемника реле. Запись будет закончена когда значение параметра, отображаемое в левом нижнем углу индикатора, совпадет с установленным. Отпустите кнопок «ПИТАНИЕ»,при необходимости повторите эту операцию для изменения других параметров.

Сброс (обнуление) счетчиков аварийных отключений устройства при необходимости производится в следующем порядке:

Нажмите кнопку «ВЫБОР ПАРАМЕТРА» на ПУи, удерживая ее, нажмите затем кнопку «ПИТАНИЕ».На дисплее в первой строке появятся условные обозначения счетчиков аварий (символы О, П, Н, Д). Удерживая кнопку «ПИТАНИЕ», поднесите ПУк устройству на расстояние 5-15 сантиметров, совместив ось ИК-излучателя ПУ и ИК-приемника реле. Дождитесь, пока все счетчики во второй строке дисплея не обнуляются, после чего отпустите кнопку «ПИТАНИЕ».

6.3. РЕЛЕ КОНТРОЛЯ, ДИАГНОСТИКИ И ЗАЩИТЫ
ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Реле контроля, диагностики и защиты электроустановок (РКД) предназначены для установки в цепях питания трехфазных электроустановок напряжением 0,4 кВ (электродвигателей, трансформаторов и другого электрооборудования) с целью повышения надежности их работы и увеличения срока службы. Реле выдает сигнал о наступлении аварийного события в соответствии с заданными параметрами в виде разомкнутого контакта реле и светового сигнала при наступлении одного из следующих событий:

- короткого замыкания;

- длительной перегрузки по току (функция максимально-токовой защиты с токовременной зависимостью);

- превышении текущим током номинального значения на заданную величину (функция максимально-токовой защиты без токовременной зависимости);

- перекосе фаз по току;

- обрыве фазы (фаз);

- холостом ходе электроустановки;

- превышении напряжением заданного значения;

- снижении напряжения ниже заданного значения;

- перекосе фаз по напряжению.

Реле обеспечивает защиту по трем или двум произвольно выбранным фазам и любую, по выбору пользователя, комбинацию видов защит, а также ввод параметров с помощью сервисной программы, установленной на персональном компьютере, или с помощью внешнего пульта настройки и индикации. Реле обеспечивает фиксацию во внутренней энергонезависимой памяти параметров аварийного события:

- вид аварийного события;

- дату и время его возникновения;

- значения фазных токов и напряжений в момент аварийного отключения электроустановки.

Реле РКД имеет возможности просмотра аварийных параметров с помощью внешнего пульта настройки и индикации или с помощью сервисной программы, установленной на персональном компьютере.

Диапазоны токов, контролируемых реле при использовании датчиков тока производства ОАО «НИИПП» приведены в табл. 6.1.

Табл. 6.1

Типономинал	Контролируемые токи
РКД-5	0.3 – 60 А
РКД-25	1.5 – 300 А
РКД-50	4 – 600 А
РКД-250	15 – 2500 А
РКД-500	20 – 4000 А
РКД-900	40 – 6000 А

Реле обеспечивает заданное количество (от 1 до 99) повторных включений электроустановки через заданное время сброса защиты с последующей блокировкой автоматического сброса защиты.

В реле РКД предусмотрен прием двух дискретных сигналов в виде сухого контакта. Реле обеспечивает обмен информацией с персональным компьютером по локальной сети интерфейса RS-485 и непосредственно - по интерфейсу RS-232.

Измерительная часть реле построена по принципу цифровой обработки входных аналоговых сигналов и осуществляет измерение среднеквадратичных значений фазных токов по каждой фазе. Температура обмоток рассчитывается по измеренным величинам фазных токов и введенным паспортным данным электроустановки.

При возникновении аварийной ситуации, соответствующей по параметрам одному из выбранных видов защиты, реле производит отключение пускателя электроустановки, включает красный светодиод и производит запись параметров аварии в энергонезависимую память.

Конструктивно реле состоит из нескольких узлов:

- корпус;

- базовая плата;

- плата индикации;

- лицевая панель;

- разъем последовательного интерфейса;

- клеммные колодки.

Корпус предназначен для размещения элементов конструкции реле и защиты от внешних воздействий.

Базовая плата осуществляет функции измерения и управления устройством.

Плата индикации предназначена для индикации питания реле, обмена по локальной сети и аварийной ситуации.

Лицевая панель предназначена для нанесения обозначений защиты платы индикации от внешних воздействий и для ввода команды сброса аварийной ситуации.

Разъем последовательного интерфейса предназначен для подключения к реле внешнего пульта управления и индикации или персонального компьютера.

Клеммные колодки предназначены для подключения цепей питания, измерительных и силовых цепей.

Реле сохраняет работоспособность в следующих климатических условиях:

- предельное нижнее рабочее значение температуры –40 ⁰С;

- предельное верхнее рабочее значение температуры +50 ⁰С;

- относительная влажность воздуха 98% при температуре 25 ⁰С.

Запрещается:

- закрывать вентиляционные отверстия в корпусе реле;

- применение датчиков тока других производителей;

- включение в цепь коммутирующего реле нагрузки с током, превышающим 5 А;

-удерживать длительное время (более 2-х с) в нажатом положении кнопку «Сброс аварии» на лицевой панели реле.

Подключение реле РКД к двигателю осуществляется по схеме, приведенной на рис. 6.5. Через разъем Х1 к реле подключается компьютер или пульт настройки и индикации. Питание реле от сети переменного тока происходит через выводы 1 и 2, причем провод от вывода 1 помечен меткой и должен быть подключен к фазе А. Через контакты N и NO подключается катушка контактора или магнитного пускателя.