Relé de control de fase: principio de funcionamiento, tipos, marcas + cómo ajustar y conectar
El resultado de la situación técnica, cuando los devanados del estator del motor consumen más corriente que los valores paramétricos establecidos, es un exceso de calor. Este factor provoca una disminución en la calidad del aislamiento del motor. El equipo falla.
El tiempo de respuesta de los relés de sobrecarga térmica suele ser insuficiente para proporcionar una protección eficaz contra el exceso de calor generado por una corriente elevada. En tales casos, sólo el relé de control de fase se considera un dispositivo de protección eficaz.
El contenido del artículo:
Información general sobre el dispositivo.
La funcionalidad de los dispositivos eléctricos de este tipo es mucho más amplia que la simple protección contra sobrecalentamiento y cortocircuito.
En la práctica, se han observado las propiedades efectivas de los relés de selección de fase sobrecargados, que en última instancia brindan una protección integral.
Gracias a los dispositivos de seguimiento de fases se consiguen los siguientes beneficios:
- aumentar la vida útil del motor;
- reducción de costosas reparaciones o reemplazo de motores;
- reducción del tiempo de inactividad por defectos del motor;
- reduciendo el riesgo de descarga eléctrica.
Además, el dispositivo proporciona una protección fiable contra incendios y cortocircuitos de los devanados del motor.
Diseño típico de relés de protección.
Hay dos tipos principales de dispositivos de protección diseñados para su uso en sistemas trifásicos: relés sensores de corriente y relés sensores de voltaje.
Ventajas de usar dispositivos
El lado ventajoso de los relés de protección actuales en relación con relé de control de voltaje obvio. Este tipo de dispositivo funciona independientemente de la influencia de la EMF (fuerza electromotriz), que invariablemente acompaña a una falla de fase cuando el motor está sobrecargado.
Además, los dispositivos que funcionan según el principio de medición de corriente pueden detectar un comportamiento anormal del motor. El monitoreo es posible ya sea en el lado de la línea del circuito derivado o en el lado de la carga donde está instalado el relé.
Los dispositivos de monitoreo de procesos basados en el principio de medición de voltaje se limitan a detectar condiciones de funcionamiento anormales solo en el lado de la línea donde está conectado el dispositivo.
Sin embargo, los dispositivos sensibles al voltaje también tienen una ventaja importante. Consiste en la capacidad de dispositivos de este tipo para detectar una condición anormal que no depende del estado del motor.
Por ejemplo, un tipo de relé que es sensible a los cambios de corriente detecta condiciones anormales de fase sólo directamente durante el funcionamiento del motor. Pero el dispositivo de medición de voltaje brinda protección inmediatamente antes de arrancar el motor.
También entre las ventajas de los dispositivos de medición de voltaje se encuentran la instalación simple y el precio más bajo.
Este tipo de dispositivos de protección:
- no requiere transformadores de corriente adicionales;
- se aplica independientemente de la carga del sistema.
Y para que funcione sólo necesitas conectar el voltaje.
Detección de fallo de fase
Una falla de fase es muy posible debido a la falla de un fusible en una de las partes del sistema de distribución de energía. Una falla mecánica del equipo de conmutación o una rotura en una de las líneas eléctricas también provoca una falla de fase.
Un motor trifásico que funciona con una fase extrae la corriente requerida de las dos líneas restantes. Un intento de arrancarlo en modo monofásico provocará el bloqueo del rotor y el motor no arrancará.
El tiempo de respuesta por unidad de sobrecarga térmica puede ser demasiado largo para proporcionar una protección eficaz contra el calor excesivo. Si la protección contra él no está configurada relé térmico, luego cuando ocurre una falla debido al sobrecalentamiento en los devanados del motor.
Proteger un motor trifásico de un factor de falla de fase es difícil debido al hecho de que un motor trifásico subcargado que opera en una fase de tres genera un voltaje llamado regenerado (EMF inverso).
Se forma dentro del devanado roto y es casi igual al valor del voltaje de entrada perdido. Por lo tanto, los relés de medición de voltaje que monitorean solo su magnitud en tales situaciones no brindan una protección completa contra fallas de fase.
Se puede obtener un mayor grado de protección utilizando un dispositivo que pueda detectar el cambio de ángulo de fase que normalmente acompaña a una falla de fase. En condiciones normales, el voltaje trifásico está a 120 grados en fase entre sí. Una falla resultará en un cambio de ángulo de los 120 grados normales.
Detección de inversión de fase.
La inversión de fase puede ocurrir:
- El mantenimiento se realiza en equipos de motor.
- Se han realizado cambios en el sistema de distribución de electricidad.
- Cuando se restablece la energía, la secuencia de fases es diferente de lo que era antes del corte de energía.
La detección de inversión de fase es importante si un motor funcionando en reversa podría dañar el mecanismo accionado o, peor aún, causar daño físico al personal operativo.
Las reglas para la operación de redes eléctricas requieren el uso de protección contra una posible inversión de fase en todos los equipos, incluidos los vehículos para el transporte de personal (escaleras mecánicas, ascensores, etc.).
Detección de desequilibrio de voltaje
El desequilibrio generalmente ocurre cuando los voltajes de la línea entrante suministrada por la empresa de servicios públicos están en diferentes niveles. El desequilibrio puede ocurrir cuando cargas monofásicas de iluminación, tomas de corriente, motores monofásicos y otros equipos están conectados en fases separadas y no están distribuidos de manera equilibrada.
En cualquiera de estos casos se produce un desequilibrio de corriente en el sistema, lo que reduce la eficiencia y acorta la vida útil del motor.
Una tensión desequilibrada o insuficiente aplicada a un motor trifásico da como resultado un desequilibrio de corriente en los devanados del estator igual a múltiplos del desequilibrio de tensión entre fases. Este momento, a su vez, va acompañado de un aumento del calentamiento, que es la principal causa de la rápida destrucción del aislamiento del motor.
Con base en todos los factores técnicos y tecnológicos descritos, se hace evidente la importancia de utilizar este tipo de relés, no solo para el funcionamiento de motores eléctricos, sino también para generadores, transformadores y otros equipos eléctricos.
¿Cómo conectar el dispositivo de control?
Los diseños de relés que monitorean fases, a pesar de la amplia gama de productos disponibles, tienen una carcasa unificada.
Elementos estructurales del producto.
Los bloques de terminales para conectar conductores eléctricos generalmente se encuentran en la parte frontal de la carcasa, lo que resulta conveniente para los trabajos de instalación.
El dispositivo en sí está diseñado para su instalación en un carril DIN o simplemente en una superficie plana. La interfaz del bloque de terminales suele ser una abrazadera estándar confiable diseñada para sujetar conductores de cobre (aluminio) con una sección transversal de hasta 2,5 mm.2.
El panel frontal del dispositivo contiene una perilla/controles de control, así como una indicación de control de luz. Este último muestra la presencia/ausencia de tensión de alimentación, así como el estado del actuador.
La conexión de tensión trifásica se realiza en los terminales de funcionamiento del dispositivo, indicados por los correspondientes símbolos técnicos (L1, L2, L3). Por lo general, no se proporciona la instalación de un conductor neutro en tales dispositivos, pero este punto está determinado específicamente por el diseño del relé: el tipo de modelo.
Para conectarse a los circuitos de control, se utiliza un segundo grupo de interfaz, que generalmente consta de al menos 6 terminales operativos. Un par del grupo de contactos de relé conmuta el circuito de la bobina del arrancador magnético y, a través del segundo, el circuito de control del equipo eléctrico.
Todo es bastante sencillo. Sin embargo, cada modelo de relé individual puede tener sus propias características de conexión. Por lo tanto, cuando utilice el dispositivo en la práctica, siempre debe guiarse por la documentación adjunta.
Pasos de configuración del dispositivo
Nuevamente, dependiendo del diseño, el diseño del producto puede equiparse con diferentes configuraciones de circuito y opciones de ajuste. Existen modelos sencillos que están diseñados para conectar uno o dos potenciómetros al panel de control. Y hay dispositivos con elementos de personalización avanzados.
Entre estos elementos de ajuste avanzados, a menudo se encuentran microinterruptores de bloque ubicados directamente en la placa de circuito impreso debajo del cuerpo del dispositivo o en un nicho de apertura especial.Instalando cada uno de ellos en una posición u otra se crea la configuración requerida.
La configuración generalmente se reduce a configurar los valores nominales de protección girando potenciómetros o colocando microinterruptores. Por ejemplo, para monitorear el estado de los contactos, el nivel de sensibilidad a la diferencia de voltaje (ΔU) generalmente se establece en 0,5 V.
Si es necesario controlar las líneas de suministro de carga, el regulador de sensibilidad de diferencia de voltaje (ΔU) se ajusta a una posición límite donde el punto de transición de la señal de operación a la señal de emergencia está marcado con una pequeña tolerancia hacia el valor nominal.
Como regla general, todos los matices de la configuración de dispositivos se describen claramente en la documentación adjunta.
Marcado del dispositivo de control de fase.
Los dispositivos clásicos están marcados de forma sencilla. Se aplica una secuencia numérica simbólica en el panel frontal o lateral del estuche, o la designación se anota en el pasaporte.
Así, un dispositivo de fabricación rusa para conexión sin cable neutro está marcado:
EL-13M-15 CA 400V
donde: EL-13M-15 es el nombre de la serie, AC400V es el voltaje de CA permitido.
Las muestras de productos importados tienen marcas ligeramente diferentes.
Por ejemplo, el relé de la serie PAHA está marcado con la siguiente abreviatura:
PAHA B400 A A 3 C
La decodificación es algo como esto:
- PAHA es el nombre de la serie.
- B400 – voltaje estándar 400 V o conectado desde un transformador.
- A – ajuste mediante potenciómetros y microinterruptores.
- A (E) – tipo de carcasa para montaje en carril DIN o en conector especial.
- 3 – tamaño de caja 35 mm.
- C – fin de la marca del código.
En algunos modelos se podrá añadir un valor más antes del punto 2. Por ejemplo, “400-1” o “400-2”, y la secuencia del resto no cambia.
Así se marcan los dispositivos de control de fase equipados con una interfaz de alimentación adicional para una fuente externa. En el primer caso, la tensión de alimentación es de 10-100 V, en el segundo es de 100-1000 V.
Lo familiarizará con el principio de funcionamiento, las características de diseño y el propósito del interruptor de carga. próximo artículo, que recomendamos encarecidamente leer.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
El vídeo está dedicado a la descripción y reseña de un único producto de la empresa EKF. Sin embargo, casi todos los dispositivos de control de fase fabricados funcionan según el mismo principio:
Con toda la variedad de dispositivos que hay en el mercado, es difícil determinar un estándar de etiquetado. Si los fabricantes extranjeros etiquetan según un canon, los nacionales, según otro. Sin embargo, siempre es posible recurrir a datos de referencia si se requiere una decodificación precisa de las características.
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