Relé fase-tap beskyttelsesteknologi: prinsipp, applikasjon og utviklingstrend

Grunnprinsippet og viktigheten av fase-tap-beskyttelse

Farer for fase-tap feil

Fasetap refererer til fenomenet at en hvilken som helst fase av strømforsyningen i et trefaset kraftsystem mangler, noe som er en av hovedårsakene som fører til brenning av trefasede asynkronmotorer. Når trefasemotoren i drift når den manglende fasen, vil produsere negativ sekvens gjeldende komponent, noe som resulterer i trefase strømubalanse eller for stor, noe som igjen fører til at motorviklingen øyeblikkelig brenner. I følge statistikk er omtrent 40% av motorfeil relatert til fasetap i strømforsyningen.

Det grunnleggende prinsippet for beskyttelse mot reléfasetap

Reléfasetapsbeskyttelse bestemmer om en fasetapsfeil har oppstått ved å overvåke strøm- eller spenningsunormaliteten til trefasekretsen. For motorer med stjerne (Y) tilkobling, siden linjestrømmen er lik fasestrømmen, kan vanlige termiske reléer gi effektiv beskyttelse; Men for motorer med delta (Δ)-tilkobling, siden fasestrømmen ikke er lik linjestrømmen, kan det hende at vanlige termiske releer ikke kan fungere i tide, og spesielle fasefeilbeskyttelsesreleer må brukes.

Differensiell fasebruddbeskyttelsesmekanisme

Termiske reléer med fasebruddsbeskyttelse bruker en differensialmekanisme, bestående av en øvre styreplate, en nedre styreplate og en spak. Når en fase kobles fra, avkjøles bimetallet i den fasen og tilbakestilles, og skyver den øvre styreplaten for å bevege seg til høyre, mens bimetallet til de to andre fasene fortsetter å bøyes av varme, og skyver den nedre styreplaten for å bevege seg til venstre, og utløser beskyttelseshandlingen gjennom differensialvirkning.

Teknisk realiseringsopplegg for fasetapsikring

Termisk relé beskyttelse mot fasetap

Vanlig termisk relé skyver aktuatoren gjennom bimetallbøyning av varme, men det har begrenset effekt på beskyttelsen av Δ-tilkoblingsmotoren.

Differensielt termisk relé løser dette problemet ved spesiell strukturell design. Når fasetap oppstår, kjøles bimetallet på fasetapssiden ned og tilbakestilles, mens de to andre fasene fortsetter å bøyes av varme, noe som utløser beskyttelsen ved differensialvirkning.

Spenningsovervåking type fasetap beskyttelse

bruker tre lavspentreléer med justerbar utløserspenning, spolene er stjernekoblet og fellesnoden er koblet til nulllinjen.

Ulempen er at følsomheten er utilstrekkelig og motoren kan fortsatt opprettholde høy spenning under fasetap, noe som resulterer i forsinket beskyttelse.

Elektronisk omfattende beskyttelsesrelé

Ved å integrere mikroprosessor og avansert sensorteknologi kan den overvåke flere parametere som strøm og spenning samtidig, og realisere all-round beskyttelse.

Solid State Relay (SSR) teknologi

Egnet for høyspente bilbatterisystemer med utgang tåler spenninger opp til 900V, den har rask respons og lang levetid.

Utfordringer og løsninger i praksis

Beskyttelsesutfordringer for Δ-koblede motorer

Løsninger inkluderer bruk av spesialiserte fasefeilbeskyttelsesreléer, integrerte motorbeskyttere eller utforming av hjelpebeskyttelseskretser.

Problemer med feiltilpasning av kontaktorutløsningsspenning

Vanlige kontaktorutløserspenninger varierer fra 0,2Us til 0,7Us, noe som kan føre til fasetapbeskyttelsesfeil.

En mer gjennomførbar løsning er å vedta en beskyttelsesstrategi basert på gjeldende beskyttelse.

Risiko for at releene svikter av seg selv

Forebyggende tiltak inkluderer bruk av pålitelige kvalitetsprodukter, regelmessig testing og vedlikehold, redundant design og bruk av intelligente releer med selvdiagnostiske funksjoner.

Ut-av-fase feil i solcelleanlegg

Releer kan brukes til å koble solcelleanlegget fra nettet ved nettfeil for rask beskyttelse.

Teknologisk innovasjon av reléfasetapbeskyttelse

CPLD-basert intelligent fasetapbeskyttelsessystem

Inneholder signalinnsamlingsmodul, CPLD logikkbehandlingsmodul og tyristorkontrollbeskyttelsesmodul.

Gjennom algoritmen for sanntidsvurdering av kretstilstanden, når fasetap er oppdaget, må du umiddelbart lukke enkelt SCR for å beskytte reléet.

Integrert og miniatyrisert design

for eksempel små solid state-reléer, som reduserer løsningsstørrelsen med opptil 90 % samtidig som stykklistekostnadene reduseres.

Nye materialapplikasjoner

Bruk av sølvlegeringskontakter, keramiske isolasjonsmaterialer etc. forbedrer reléets motstand mot høye temperaturer og buedannelse.

Bredbånds halvlederteknologi

Introduksjonen av silisiumkarbid (SiC) og galliumnitrid (GaN) enheter har hevet driftstemperaturen til solid state reléer til over 200 °C og brakt svitsjefrekvensen inn i MHz-æraen.

Valgguide for reléfasetapbeskyttelse

Valg i henhold til type last

Resistive, induktive eller kapasitive laster krever forskjellige reléegenskaper.

Matchende spennings- og strømverdier

Sørg for at reléklassifiseringen er høyere enn de maksimale driftsparametrene til systemet. Hensyn til miljøtilpasning

Miljøfaktorer som høy temperatur, høy luftfuktighet, vibrasjoner osv. påvirker relévalg.

Funksjonsbehovsanalyse

Ulike krav som grunnleggende beskyttelse, intelligent overvåking eller fjernkontroll bestemmer produkttypen.

Typiske bruksscenarier for beskyttelse mot reléfasetap

Industriell motorbeskyttelse

Fasetapsbeskyttelse for nøkkelutstyr som vannpumper, vifter og kompressorer.

Nytt høyspenningssystem for energikjøretøy

Kretsbeskyttelse for batteristyring, motorstyring, ladesystem og andre lenker.

Fotovoltaisk kraftproduksjonssystem

Inverterbeskyttelse, nettbytte, energilagringsstyring og andre applikasjoner.

Intelligent bygningskraftfordeling

Effektovervåking av viktige laster som heiser og klimaanlegg

Fremtidige utviklingstrender

Intelligent og digital

Ny generasjon beskyttelsesenheter som integrerer mikroprosessorer, digitale signalbehandlingsalgoritmer og kommunikasjonsgrensesnitt for å oppnå programvaredefinisjon og fjernstyring av beskyttelsesfunksjoner.

Solid State reléteknologi

Etter hvert som halvlederteknologien utvikler seg, vil andelen solid state-releer i høyspennings- og høystrømapplikasjoner gradvis øke.

Prediktivt vedlikehold og IoT-integrasjon

Intelligente releer kan oppdage potensielle feilfarer på forhånd gjennom kontinuerlig overvåking av utstyrsstatusparametere og dyp integrasjon med industrielle IoT-systemer.

Standardisert og modulær design

Moderne beskyttelsesreleer bruker vanligvis innebygd montering, standardterminaler og HD LCD-grensesnitt for å forenkle installasjons- og konfigurasjonsprosesser