Релета за мониторинг

• Релетата за мониторинг осигуряват защита чрез постоянно следене на параметрите на системата и изключване на електроподаването при регистриране на каквото й да е аномално условие
  
  
• Обикновено едно реле за мониторинг се състои от два основни компонента – сензорна схема и изключващ елемент
  
  
• Класификацията им като цяло се основава на параметъра, който са предназначени да следят – от напрежение и ток до температура

Релетата за мониторинг са важни защитни устройства. Инсталирани в една електрическа система, те осигуряват защита чрез постоянно следене на параметрите й и изключване на електроподаването при регистриране на каквото й да е аномално условие. В статията ще разгледаме работния принцип на релетата и различните им разновидности.

Какво представляват релетата за мониторинг

Както подсказва името им, това са вид защитни релета, използвани за проследяване на различни условия в една електрическа система, които се задействат при превишаване на предварително зададена стойност на конкретен параметър. Обикновено едно реле за мониторинг, независимо дали става дума за такова за наблюдение на електродвигател или на линия, се състои от два основни компонента – сензорна схема и изключващ елемент. Сензорният елемент засича параметъра, който ще се следи, а изключващият осигурява комутиращото действие.

Релетата за мониторинг обикновено се предлагат с регулируеми контролни точки, които могат да се използват за настройване на защитата спрямо специфичните потребности на електроенергийната система. За целта релетата за мониторинг разполагат с копчета, винтчета или в случая на цифрови релета – бутони и дисплей. Сред важните опции са: времезакъснение (за избягване на фалшиви задействания заради моментни пикови стойности или преходни състояния); ръчно/автоматично нулиране (за връщане на системата в изходно състояние след задействане); дистанционно нулиране; подаване на алармен сигнал при задействане; визуални индикатори.

Релетата за мониторинг се класифицират в различни категории. Класификацията им като цяло се основава на параметъра, който са предназначени да следят – от напрежение и ток до температура. Най-разпространените видове са релетата за мониторинг на напрежение, фази, ток, честота, температура и ниво.

Напрежение

Релетата за напрежение засичат повишено или понижено напрежение, или и двете. Те могат да регистрират аномално състояние само от страната на линията, където е присъединено релето. По този начин устройството осигурява защита преди стартиране на оборудването. Релетата за мониторинг на напрежение са лесни за инсталиране, не изискват токови трансформатори и следователно са по-достъпни. Единствено са необходими напреженови присъединявания, за да могат релетата да се ползват независимо от товара на системата.

Релетата за понижено напрежение се задействат, когато величината на параметъра падне под зададена стойност. Понижено е напрежението, което се поддържа в системата под номиналните стойности за трансформатори, електродвигатели, генератори и др. и което може да доведе до възникване на неизправност в оборудването. Те могат да се причинят от претоварване на системата или повреда на оборудването. На понижените напрежения следва да се отделя специално внимание, защото редица електроенергийни системи представляват мегаволтамперови товари (електродвигатели, непрекъсваеми захранвания и др.). Това означава, че с понижаване на напрежението токовото натоварване се увеличава, докато електропреносният капацитет на системата намалява. Релетата за понижено напрежение обикновено са устройства с мигновено действие и трябва да изпълняват функцията си всеки път, когато входното напрежение падне под зададената стойност. Те намират приложение за пренос на товари, регулиране на напрежението и защита на електродвигатели.

Релетата за свръхнапрежения се задействат, когато напрежението надвиши зададената стойност. Свръхнапреженията могат да доведат до неизправности на оборудването или самите те да са резултат от такива, например внезапна загуба на товар. Релетата за свръхнапрежение могат да бъдат устройства както с мигновено, така и с отложено задействане. Те се използват за регулиране на напрежението, защита на шини, резервирани мощности и генератори.

Релетата за мониторинг на диференциално напрежение се задействат в отговор на разликата между входните и изходните напрежения, свързани със защитаваното оборудване. Количествата електроенергия, постъпващи и излизащи от системата се сравняват чрез токови трансформатори. Ако разликата между двете вериги е нула, няма неизправност или проблем. Ако разликата не е нула, то тогава може да се идентифицира вътрешен проблем. Този тип релета са приложими за всички части на електроенергийната система и често са предпочитаното решение за защита.

Фази

Релетата за мониторинг на фази могат да следят за правилната последователност на фазите, фактор на мощността, загуба на фази и фазов дисбаланс.
Релетата за мониторинг на загубата на фази следят за напрежение с грешна последователност на фазите или за една или повече отворени фази. Неизправност може да възникне вследствие на изгорял предпазител, механична повреда на комутационното оборудване или ако една от линиите се отвори. Препоръчва се релетата за мониторинг на фази да се комбинират с устройство, което може да регистрира изместването на фазовия ъгъл. Причината за това е, че чувствителните на напрежение устройства, които следят само величината му, може да не осигуряват защита докато оборудването работи.

Релетата за мониторинг на обръщане на фазите следят за промяна на полуцикъл или на 180° в една фаза. Обръщането на фаза често се дължи на погрешно опроводяване, некачествена електроенергия вследствие на модифициране на електроразпределителната система или се получава при възстановяването на електроподаването след прекъсване. Тази защита е необходима за всички висове оборудване за транспортиране на хора – ескалатори, асансьори и др.

Релетата за мониторинг за фазовата последователност се използват, за да се гарантира, че последователността е правилна при присъединяването на трифазни товари. Ако устройството отчете, че последователността на фазите е грешна, то спира електроподаването, предотвратявайки стартирането на неправилно свързаното оборудване.

Ток

Предимството на релетата за мониторинг на ток пред тези за напрежение е, че те не реагират на обратна електродвижеща сила, която съпровожда фазовите неизправности при електродвигателни товари.

Релетата за понижен ток се задействат, когато величината му падне под определена зададена стойност. До това може да се стигне, ако има неизправност в електрозахранването или при спиране на натоварването на електродвигател. Често ситуациите със свръхнапрежение водят до понижение на тока, което може да причини повреди на оборудването.

Релетата за максимален ток се задействат, когато величината на тока надвиши зададената стойност. Максимален ток може да се получи или от товара, или от захранването, например при внезапно увеличаване на товара заради неизправни електронни компоненти или физическо натоварване на електродвигател. Пад в напрежението също може да доведе до ситуация с максимален ток.

Релетата за диференциален ток реагират на разликата между входящите и изходящите токове, свързани със защитаваното оборудване. Работният принцип се състои в следене дали сумата от всички входящи и изходящи токове в шина или генератор е равна на нула. Ако има неизправност, то ще има нетен електроенергиен поток и диференциалното реле ще се задейства.

Честота

Релетата за мониторинг на честота могат да следят за минимална и максимална честота, както и за диференциални стойности. Измененията в честотата като цяло са свързани с доставяната електроенергия. Характеристиките на подаваната от електроразпределителна компания енергия едва ли ще се изменят, но ако токът идва от преобразувател, резервирана система или алтернативен енергиен източник, тогава е много по-вероятно да има проблеми с честотата.

Нормалното функциониране на някои видове индустриално оборудване, например електродвигатели, зависи от постоянната честота. Поради това внезапна промяна в този параметър може да доведе до нарушения в съответния производствен процес заради изменението в скоростта на мотора. Именно такива събития могат да се предотвратят с реле за мониторинг на честотата.