Relay Phase-Loss Protection Technology: Prinsipper, applikasjoner og utviklingstrender

Som en kjernekomponent i det elektriske kontrollsystemet spiller relé en uerstattelig rolle innen elektrisk kraftbeskyttelse. Blant dem er fasetapbeskyttelse en viktig funksjon av reléer, som er direkte relatert til sikker drift av motorer og annet elektrisk utstyr. Denne artikkelen vil grundig analysere arbeidsprinsippet, typiske applikasjonsscenarier, tekniske vanskeligheter og de siste utviklingstrendene for fasetapbeskyttelse av reléer for å hjelpe leserne til å forstå viktigheten av denne nøkkelteknologien i moderne industri.

Grunnleggende prinsipper og viktigheten av fase-tap-beskyttelse

Definisjon av fasetap

Fasetap refererer til tap eller frakobling av en fase i en trefase strømforsyning, eller en åpen krets i en fase av en motorvikling, kontaktor, sikring, strømbryter, terminal eller annen kobling, noe som resulterer i asymmetrisk drift av trefasekretsen. Vanlige årsaker inkluderer:

• Enfaset sikring røket;
• Enfasekontaktorkontakt ikke lukket eller brent;
• Enfaset effektbryterfeil;
• En-fase kabel eller terminal frakobling;
• En-fase motor vikling åpen krets;
• Enfase jording eller frakobling på nettsiden.

Farer ved fase-tap-feil

Fasetap refererer til fenomenet der en hvilken som helst fase av strømforsyningen i et trefaset kraftsystem mangler. Det er en av hovedårsakene til utbrenthet av trefasede asynkronmotorer. Når en trefasemotor mister en fase under drift, genereres en strømkomponent i negativ sekvens, noe som forårsaker trefasestrømubalanse eller for høy strøm, som igjen fører til at motorviklingen brenner ut øyeblikkelig. I følge statistikk er omtrent 40 % av motorfeilene relatert til fasetap i strømforsyningen.

Grunnleggende prinsipper for reléfase-tapbeskyttelse

Strømdeteksjon og spenningsdeteksjon

Fasetapsbeskyttelse bestemmer vanligvis feil ved hjelp av følgende metoder:

• Strømdeteksjonstype: overvåker om trefasestrømmen er symmetrisk. Etter fasetap er strømmen i en fase null eller betydelig redusert, mens strømmen i de to andre fasene øker.
• Spenningsdeteksjonstype: overvåker om trefasespenningen er symmetrisk. Etter fasetap synker eller forsvinner spenningen i en fase, og nøytralpunktet skifter.
• Negativ sekvens komponent deteksjonstype: trekker ut negativ sekvens strøm eller negativ sekvens spenning gjennom algoritmer, med høy følsomhet og egnethet for elektroniske beskyttere.
• Differensialforskyvningsdeteksjonstype: bruker forskjellen i bøyning av bimetalliske strimler under varme for å presse en differensialmekanisme til å fungere, hovedsakelig brukt i termiske releer med fasefeilbeskyttelse.

Forskjeller mellom stjerne- og deltaforbindelser

Reléfase-tap-beskyttelse avgjør om en fase-tap-feil har oppstått ved å overvåke strøm- eller spenningsavvik i 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 fungerer i tide, og spesielle fasefeilbeskyttelsesreleer må brukes.

Differensiell fase-feilbeskyttelsesmekanisme

Termiske releer med fasefeilbeskyttelse bruker en differensialmekanisme som består av en øvre styreplate, en nedre styreplate og en spak. Når en fase kobles fra, avkjøles og tilbakestilles den bimetalliske stripen til den fasen, og skyver den øvre styreplaten for å bevege seg til høyre, mens de bimetalliske strimlene til de to andre fasene fortsetter å bøye seg under varme, og skyver den nedre styreplaten til å bevege seg mot venstre, og utløser derved beskyttelseshandlingen gjennom differensiell handling.

Tekniske implementeringsordninger for fase-tapsbeskyttelse

Termisk relé fase-tap beskyttelse

Vanlige termiske releer skyver aktuatoren gjennom bøyningen av bimetallstrimler under varme, men deres beskyttelseseffekt på deltakoblede motorer er begrenset.

Differensielle termiske reléer løser dette problemet gjennom en spesiell strukturell design. Når fasetap oppstår, avkjøles den bimetalliske stripen på fasetapssiden og tilbakestilles, mens de to andre fasene fortsetter å bøye seg under varme, og utløser beskyttelse gjennom differensialvirkning.

Spenningsovervåking fase-tap beskyttelse

Det brukes tre lavspentreléer med justerbar frafallsspenning; spolene deres er stjernekoblet, og den felles noden er koblet til nøytrallinjen.

Ulempen er utilstrekkelig følsomhet. Når motoren mister en fase, kan en relativt høy spenning fortsatt opprettholdes, noe som resulterer i forsinket beskyttelse.

Elektronisk omfattende beskyttelsesrelé

Den integrerer en mikroprosessor og avansert sensorteknologi, kan samtidig overvåke flere parametere som strøm og spenning, og realiserer allsidig beskyttelse.

Solid-State Relay (SSR) teknologi

Solid-state reléer (SSRer) bruker halvlederenheter for å realisere kontaktløs svitsjing og har fordelene med rask respons, lang levetid, ingen lysbue og høy svitsjingsfrekvens. De selv brukes hovedsakelig for å slå av og på, snarere enn for fasetapdeteksjon. I høyspennings-DC eller høyfrekvente AC-applikasjoner kan solid-state reléer brukes som hurtigutkoblingselementer i kombinasjon med elektroniske deteksjonsmoduler.

I høyspentsystemer til nye energikjøretøyer brukes høyspentreléer og solid-state-brytere for å bytte batteristyring, forhåndslading, lading og motorkontrollkretser. Det skal bemerkes at det ikke er noe tradisjonelt "fasetap" i høyspente DC-systemer, men fasefeil kan fortsatt forekomme i trefasede drivmotorer og omformerutganger, noe som krever spesielle diagnose- og beskyttelsesstrategier.

FH31L 80A låserelé med alternativer for enkel eller dobbel spole Dette 80A låsereléet støtter både enkelt- og dobbelspolekonfigurasjoner på samme fotavtrykk, noe som gjør det til et fleksibelt valg for smarte målere som trenger UC2-kompatibilitet og lav standby-strøm. Se produkt →

Utfordringer og løsninger i praktiske applikasjoner

Beskyttelsesvanskelighet for deltakoblede motorer

Løsningene inkluderer bruk av dedikerte fasefeilbeskyttelsesreléer, motoromfattende beskyttere eller utforming av hjelpebeskyttelseskretser.

Kontaktorutfall spenning Mismatch

Utfallsspenningsområdet for vanlige kontaktorer er mellom 0,2Us og 0,7Us, noe som kan føre til at fasetapbeskyttelsen svikter.

En mer gjennomførbar løsning er å vedta en vernestrategi basert hovedsakelig på dagens vern.

Risiko for relésvikt

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

Fase-tap feil i solcelleanlegg

Releer kan brukes til å koble solcelleanlegget fra nettet når det oppstår en nettfeil, og oppnå rask beskyttelse.

Valgguide for reléfase-tapbeskyttelse

Valg i henhold til belastningstype

Resistive laster, induktive laster og kapasitive laster har ulike krav til 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 og vibrasjon påvirker relévalg.

Analyse av funksjonskrav

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

Typiske bruksscenarier for reléfase-tapbeskyttelse

Industriell motorbeskyttelse

Fasetapsbeskyttelse for nøkkelutstyr som vannpumper, vifter og kompressorer.

W15-1 16A 20A Strømrelé W151 er et strømrelé med en enkelt normalt åpen (1 Form A) kontakt, designet for pålitelig svitsjing i industrielle styrings- og strømstyringsapplikasjoner. Se produkt →

Høyspentsystemer for nye energikjøretøyer

Kretsbeskyttelse for batteristyring, motorstyring, ladesystemer og andre lenker.

FH21L 90A låserelé TUV-kompatibel FH21L er et 90A elektrisk låserelé med høy svitsjingsevne og RoHS-overensstemmelse. Se produkt →

Fotovoltaiske kraftproduksjonssystemer

Applikasjoner som inverterbeskyttelse, nettilkoblingssvitsjing og energilagringsstyring.

W12 30A 40A Strømrelé Fanhar W12 er et kompakt 40A strømrelé med en 4KV nedbrytningsspenning, UL/TUV/CQC-sertifiseringer og en PCB-montert design, noe som gjør den ideell for EV-lading, fotovoltaiske systemer og industrielle kontrollapplikasjoner Se produkt →

Intelligent byggekraftdistribusjon

Strømovervåking av viktige laster som heiser og klimaanlegg.

FH32 1A 2A Signalrelé FH32-relélinjen har UL-, TUV- og CQC-sertifiseringer, noe som gjenspeiler samsvar med viktige internasjonale sikkerhets- og kvalitetsstandarder. Fanhar selv opererer under ISO9001, ISO14001 og ISO45001 styringssystemer, og produktene deres oppfyller fullt ut EUs RoHS- og REACH-direktiver Se produkt →