Реле контроля напряжения
Крайне неприятное и достаточно распространённое явление, особенно в сельской местности это скачки напряжения. Очень часто из за этого сгорают блоки питания телевизоры, вылетают мосты на материнских платах компьютеров, слетают прошивки стиральных машин. Ремонт их зачастую обходится дорого, а компенсации добиться практически нериально. Защититься вам поможет самодельное реле напряжения
Как известно для современной бытовой техники опасна не столько неровность синусоиды питающего напряжения (особенно для стиральных машинок и холодильников), сколько кратковременные скачки, которые значительно превышают номинальные значения напряжения, на которые рассчитана аппаратура. Поэтому зачастую надобность в различных стабилизаторах отпадает. Но вот как пресечь скачки? Тут на помощь приходит однофазное реле контроля напряжения.
Принцип работы реле контроля напряжения основан на сравнении напряжения питания с эталонным значением. При несоответствии напряжения, реле тут же срабатывает и отключает нагрузку. Благодаря этому, аппаратура не успевает сгореть. Устройство крайне простое, но достаточно эффективное, рассмотрим несколько самодельных конструкций.
Реле контроля напряжения схема на таймере
В конкретном примере микросхема КР1006ВИ1 используется в роли компаратора. При наличии контролируемого напряжения на входе схемы не ниже 4 В, его уровень регулируется переменным сопротивлением R2, на выводе 3 DA1 будет низкий уровень и поэтому звуковой сигнал отсутствует. При изменении уровня контролируемого напряжения ниже порога срабатывания компаратора внутренний триггер КР1006ВИ1 переключится в другое состояние, и на его выходе появится высокий уровень напряжения — он же включит узел пьезоэлектрического капсюля с внутренним генератором и последовательно включенным с ним мигающим светодиодом HL1.
Выход КР1006ВИ1 представляет собой обыкновенный двухполюсник, то есть устройство нагрузки можно подключать, как показано на схеме между выводом 3 DA1 и общим проводом, так и между выводом 3 DA1 и положительным полюсом источника питания. Такая особенность конструкции позволяет расширить прямое функциональное назначение. Подключив нижний вывод сопротивления R4 к положительному выводу емкости С1. получают конструкцию с обратной функцией. Теперь звуковой сигнал будет звучать при наличии контролируемого параметра и пропадать при его отсутствии.
При правильной сборке, правильной пайке и исправных элементах устройство начинает работать сразу. Регулировка заключается в точной установке переменным сопротивлением R2 порога переключения компаратора. Перед первым включением питания движок переменного сопротивления R2 переводим в среднее положение. Как правило, для контроля параметра в условиях «есть/ нет» этого вполне достаточно, и другая регулировка не требуется. Чем ближе средний вывод резистора R2 к нижнему — тем ниже чувствительность узла.
Громкость звукового сопровождения схемы сирены задается параметрами капсюля НА1 и его частотой резонанса.
Все постоянные сопротивления типа ОМЛТ-0,25 (MF-25). Переменное сопротивление R2 можно заменить на подстроечное. Автономным источником питания является батарея с напряжением питания 12 или 6 В. Вместо неё можно использовать и самодельный блок питания. но он должен выдавать на выходе стабилизированное напряжение. Ток потребления в режиме контроля не выше 2 мА, а при звуковом сигнале увеличивается до 12 мА.
Контролируемый параметр — любое постоянное напряжение в диапазоне от 4 до 12 В.
Реле контроля напряжения на TL431
TL 431 регулируемый стабилитрон с высокой термостабильностью во всем температурном диапазоне. Его выходное напряжение может быть выбрано в диапазоне от 2.5 до 36 вольт с использованием всего двух внешних сопротивлений. Напоминаю, что TL431 маркируется как LM431 и выпускается в двух типах корпусов
Работа схемы элементарна, как только напряжение достигнет заложенного значения, включится светодиод. Данная конструкция может хорошо дополнить уже готовое самодельное зарядное устройство .
Сопротивления резисторов определяются из формулы:
Если опорное напряжение Vref 2.5В, а нам нужно зажигать светодиод при 7 вольтах, то R1 может быть 1,8 кОм и R2 — 1 кОм.
Сопротивление R4, соедененное параллельно со светодиодом, препятствует слабому свечению светодиода. Сопротивление R3 должно защищать светодиод от большого тока — мы взяли его номинал 500 Ом, но его значение зависит от параметров используемого светодиода и нужной яркости свечения.
9 схем правильного подключения реле напряжения
24.03.2015 3 комментария 33 850 просмотров
Реле контроля напряжения на фазах позволяет мгновенно отключить электроэнергию после счетчика при возникновении аварийной ситуации – скачке напряжения в сети. Данное устройство применяется как в однофазной, так и в трехфазной электросети для защиты потребителей электроэнергии от выхода из строя. Далее мы рассмотрим типовые схемы подключения реле напряжения в квартирном щитке.
Итак, простейшая схема разводки провода от вводного автоматического выключателя в квартире к реле контроля напряжения выглядит следующим образом:
В данном случае сеть однофазная (220 Вольт) и нагрузка составляет не более 7 кВт, поэтому дополнительно не нужно подключать магнитный пускатель либо контактор на дин рейку. Если же нагрузка будет более 7 кВт, рекомендуется выполнить подключение через пускатель, как показано на второй схеме подсоединения реле РН-113:
Сразу же обращаем Ваше внимание на то, что помимо устройства защиты сети от перенапряжения в распределительном щитке должно присутствовать УЗО либо дифавтомат, чтобы защитить жителей дома от токов утечки, которые могут стать причиной поражения человека электрическим током. Принципиальная схема подключения реле напряжения и УЗО (либо дифавтомата) выглядит примерно так:
Если же у Вас в частном доме трехфазная сеть на 380 Вольт, подключение защитного устройства можно выполнить по одной из двух схем:
Первую рекомендуется использовать в том случае, если в доме нет трехфазных потребителей – мощной электроплиты либо котла на 380 В. Если же Вы используете 3-х фазные электродвигатели, необходимо защитить их соответствующим реле напряжения, к примеру, РНПП-311 либо РКН 3-14-08, схемы которых мы Вам предоставляем:
Помимо этого рекомендуем ознакомиться с видео уроками, на которых доходчиво разъяснен весь процесс монтажа:
Правильное подсоединение устройства к сети
Как Вы видите, в обеих вариантах дополнительно присутствует магнитный пускатель, который позволяет коммутировать высокие нагрузки (свыше 7 кВт). К тому же, пускатель позволяет дистанционно управлять защитой, что делает данную схему подключения реле напряжения очень удобной!
Правильное подсоединение устройства к сети
Реле напряжения
Реле напряжения – это устройства, контролирующие его величину и генерирующие на выходе сигнал при выходе ее из заданных пределов. Значение, при превышении которого срабатывает реле, называется уставкой.
Реле напряжения по логике работы делятся на две категории:
- реле максимального напряжения, срабатывающие при превышении заданной уставки;
- реле минимального напряжения, выдающие на выходе сигнал при понижении контролируемой величины ниже уставки.
Часто в одном корпусе совмещают функционально оба вида этих реле.
В устройствах релейной защиты и автоматики реле напряжения нужны для выполнения следующих функций:
- контроля величины напряжения в устройствах, способных влиять на его величину (устройства форсировки генераторов) или для сигнализации об его недопустимом изменении;
- формирование сигнала «напряжение пропало » при падении его ниже уставки в устройствах автоматического ввода резерва;
- минимальной защиты. для отключения электродвигателей для исключения их группового запуска при восстановлении напряжения или недопущения их работы при пониженном напряжении.
Электромеханическое реле напряжения для РЗиА
В бытовых электрощитках реле контроля напряжения применяются для более простой задачи: защиты электроприборов от колебаний напряжения. Разберем, откуда берутся изменения напряжения в сети, и чем они опасны.
Откуда берутся колебания напряжения?
Колебания – это процесс изменения величины за относительно длительное время. Отчего же изменяется величина напряжения в сети?
Источник энергии, питающий потребителей села или многоквартирного дома, обладает конечной величиной мощности. Таким источником является силовой трансформатор на подстанции. При загрузке сверх номинальной мощности напряжение на его выводах падает.
Нагрузки потребителей рассчитывались еще в прошлом веке, хоть и с запасом. Но тогда не было такого количества бытовой техники. Теперь мощности не хватает, и в часы максимумов (обычно – вечером) величина напряжения в сети падает ниже допустимой ГОСТом .
Работа при пониженном напряжении вредна для многих бытовых электроприборов. Электродвигатели снижают обороты и их обмотки сгорают. Бытовая электроника, блоки питания которой работают на грани возможного, тоже выходит из строя. Не страдают только нагревательные элементы электроплит и обогревателей, которые просто снижают эффективность работы. Да и лампам накаливания от пониженного напряжения только лучше.
Но тут возникает противоположная ситуация. Чтобы привести величину напряжения в норму в часы максимума, электрики переключают анцапфой обмотки трансформатора, повышая на его выходе напряжения. В часы максимума его величина становится нормальной. Но вот в ночные часы и утром, когда потребления мощности почти нет, напряжение наоборот – превышает допустимый уровень .
Суточный график колебаний напряжения в сети
А это – намного опаснее, чем пониженное. От него страдают все электроприборы без исключения.
Что такое обрыв нуля?
В наших розетках – 220 В. Но на самом деле трансформатор выдает 380 В. Это – напряжение между любой из трех фаз на выводах его обмоток. Внутри трансформатора обмотки соединены между собой в звезду и образуют четвертый проводник – ноль. Вот между ним и любой фазой – 220 В.
Но на самом деле все сложнее. Пока кабели и провода доберутся до потребителя, все изменится. Ток, проходя по нулевому проводнику, встречает на своем пути контактные соединения, не подтягиваемые и не прочищаемые десятки лет, ржавые шины PEN, с прикрученными ржавыми же болтами нулевыми проводниками кабелей. Да и кабели, давно уже проложенные, выполнялись трехжильными. Нулевым проводником до сих пор служит их броня. Как она там, в земле, не сильно еще сгнила?
И вот появляется новая угроза – в любой момент нулевой проводник, за счет которого мы имеем с сети свои 220 в, может оборваться. Или его сопротивление станет угрожающе большим.
При увеличенном сопротивлении нулевого проводника. с превышением током нагрузки на одной из фаз токов на двух других, напряжение на нагруженной фазе уменьшается, на других – увеличивается. Такие эффекты наблюдаются на территории коллективных гаражных стоянок. Если сосед использует сварочный аппарат, то в рядом стоящих гаражах, подключенных к другим фазам, свет в такт с работой сварки вспыхивает ярче.
При полном обрыве нулевого проводника все еще хуже. На фазе с большей нагрузкой напряжение падает, с меньшей – стремится к 380 В. Комментарии излишни.
Обрыв нуля в трехфазной сети
Добавим теоретически существующую и уже не раз реализованную электриками возможность после переключений жил кабеля отправить абоненту две фазы (с напряжением между ними 380 В), и необходимость защищаться от подобных сюрпризов уже не покажется преувеличенной.
Защита при помощи реле контроля напряжения
Реле напряжения не сможет повлиять на его величину. На это способны только стабилизаторы. Но стабилизатор стоит недешево. Если требуется защита от возможного (аварийного) недопустимого изменения напряжения, то его покупка нецелесообразна. А если колебания напряжения стали нормой для вашей электросети, то его покупка – обязательна. Реле напряжения, постоянно отключая питание вашей квартиры, вынудит вас либо завысить (занизить) уставку, либо отключить его совсем. Да и частые включения – отключения в совокупности с ненормальной величиной напряжения для электрооборудования бесследно не проходят. Еще неизвестно, что хуже: не отключать совсем или отключать 15 раз за вечер при напряжении питания 250 В.
На лицевой панели реле напряжения выставляются уставки срабатывания. Минимальный набор их такой:
- уставка по повышению напряжения;
- уставка по понижению напряжения;
- выдержка времени, с которой реле сработает при превышении уставок.
Лицевая панель реле РН-102 с регуляторами уставок
Реле устанавливается во вводной щиток и подключается после счетчика. Вариантов его использования два:
- Непосредственная коммутация тока нагрузки. В этом случае фаза от счетчика подключается к отходящим автоматам через выходной контакт реле напряжения.
- Коммутация через пускатель. Между счетчиком и нагрузкой подключаются силовые контакты пускателя или модульного контактора. Управление на катушку пускателя подключается через реле напряжения.
Схема прямого подключения реле напряжения
Вторая схема применяется, если реле не способно коммутировать ток нагрузки напрямую. Но ее рекомендуют реализовывать во всех случаях. При коротком замыкании при первом варианте подключения контакты реле могут подгореть, и его придется выбросить. Пускатель стоит меньше, его заменить несложно.
Схема подключения реле напряжения через пускатель
Схема с пускателем имеет и недостаток: при работе он издает шум. сила которого зависит от выбранной модели. Серия КМИ производства ИЭК имеет наихудший шумовой показатель. К тому же, подобные контакторы при монтаже на DIN-рейку криво интегрируются в модульные щитки. Пускатель выступает над пластроном (оперативной панелью), закрыть его невозможно. Модульные контакторы больше подходят для этой цели, но стоят подороже.
Большинство реле контроля напряжения имеют дисплей, на котором показывается величина текущего напряжения в сети. Задав уставки срабатывания, соответствующие допустимым ГОСТом колебаниям напряжения (±10 %), при срабатывании реле можно понаблюдать, какое на самом деле напряжение было в сети в момент отключения. Без реле вам в голову не взбредет подключить к сети вольтметр и постоянно наблюдать за его показаниями.
И вот, вооружившись статистическими данными, можно отправляться в энергосбытовую компанию. Если напряжение в вашей квартире регулярно выходит за рамки дозволенного, то это – их головная боль. Ваше право – написать жалобу и потребовать исправления ситуации. А если дополнительно привлечь соседей, разъяснив им, чем они рискуют с таким положением вещей в электросети, процесс пойдет быстрее.
Вот какую пользу можно извлечь, установив у себя дома реле контроля напряжения. Не считая самого главного: при обрыве нуля оно гарантированно спасет ваши электроприборы. Поэтому, если величина колебаний в электросети по результатам ваших наблюдений окажется в пределах нормы – не торопитесь демонтировать реле за ненадобностью. Оно еще пригодится.
И напоследок: известны случаи, когда такое реле спасало от грозовых перенапряжений в сети. Хотя это и не входит в его обязанности.
Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:
Источники: http://www.texnic.ru/konstr/avtomatika/001/avtomatika041.html, http://samelectrik.ru/9-sxem-pravilnogo-podklyucheniya-rele-napryazheniya.html, http://electric-tolk.ru/rele-napryazheniya/
