Beveiligingstechnologie tegen faseverlies van relais: principe, toepassing en ontwikkelingstrend

Het basisprincipe en het belang van faseverliesbescherming

Gevaren van faseverliesfouten

Faseverlies verwijst naar het fenomeen dat een fase van de voeding in een driefasig stroomsysteem ontbreekt, wat een van de belangrijkste redenen is die leiden tot het verbranden van driefasige asynchrone motoren. Wanneer de driefasige motor in bedrijf is en de ontbrekende fase optreedt, zal deze een negatieve sequentiestroomcomponent produceren, wat resulteert in een driefasige stroomonbalans of te groot, waardoor de motorwikkeling onmiddellijk wordt verbrand. Volgens statistieken houdt ongeveer 40% van de motorstoringen verband met faseverlies in de voeding.

Het basisprincipe van bescherming tegen faseverlies van relais

De faseverliesbeveiliging van het relais bepaalt of er een faseverliesfout is opgetreden door de stroom- of spanningsafwijking van het driefasige circuit te bewaken. Voor motoren met steraansluiting (Y) kunnen gewone thermische relais effectieve bescherming bieden, aangezien de lijnstroom gelijk is aan de fasestroom; Bij motoren met een delta (Δ)-aansluiting kunnen gewone thermische relais echter mogelijk niet op tijd in actie komen, aangezien de fasestroom niet gelijk is aan de lijnstroom, en moeten er speciale fase-uitvalbeveiligingsrelais worden gebruikt.

Differentieel fase-onderbrekingsbeveiligingsmechanisme

Thermische relais met fase-onderbrekingsbeveiliging maken gebruik van een differentieelmechanisme, bestaande uit een bovenste geleideplaat, een onderste geleideplaat en een hendel. Wanneer een fase wordt losgekoppeld, koelt het bimetaal van die fase af en wordt gereset, waardoor de bovenste geleideplaat naar rechts wordt geduwd, terwijl het bimetaal van de andere twee fasen door hitte blijft buigen, waardoor de onderste geleideplaat naar links wordt geduwd, waardoor de beschermingsactie wordt geactiveerd door middel van differentiële actie.

Technisch realisatieschema faseverliesbeveiliging

Bescherming tegen faseverlies bij thermisch relais

Een gewoon thermisch relais duwt de actuator door bimetaalbuiging door hitte, maar heeft een beperkt effect op de bescherming van de motor met Δ-aansluiting.

Differentieel thermisch relais lost dit probleem op door een speciaal structureel ontwerp. Wanneer faseverlies optreedt, koelt het bimetaal aan de faseverlieszijde af en wordt gereset, terwijl de andere twee fasen door hitte worden gebogen, waardoor de bescherming door differentiële actie wordt geactiveerd.

Bescherming tegen faseverlies van het type spanningsbewaking

maakt gebruik van drie laagspanningsrelais met instelbare vrijgavespanning, de spoelen zijn stervormig verbonden en het gemeenschappelijke knooppunt is verbonden met de nullijn.

Het nadeel is dat de gevoeligheid onvoldoende is en dat de motor tijdens faseverlies toch een hoge spanning kan behouden, wat resulteert in een vertraagde beveiliging.

Elektronisch uitgebreid beveiligingsrelais

Door de integratie van een microprocessor en geavanceerde detectietechnologie kan het meerdere parameters, zoals stroom en spanning, tegelijkertijd bewaken, waardoor een allround bescherming wordt gerealiseerd.

Solid State Relay (SSR)-technologie

Geschikt voor hoogspanningsaccusystemen voor auto's met een uitgangsvermogen dat spanningen tot 900 V kan weerstaan, en beschikt over een snelle respons en een lange levensduur.

Uitdagingen en oplossingen in de praktijk

Beveiligingsuitdagingen voor Δ-aangesloten motoren

Oplossingen omvatten het gebruik van gespecialiseerde fase-uitvalbeveiligingsrelais, geïntegreerde motorbeschermers of het ontwerp van hulpbeveiligingscircuits.

Problemen met het loskomen van de schakelaar

De gebruikelijke vrijgavespanningen van de contactor variëren van 0,2Us tot 0,7Us, wat kan leiden tot storingen in de bescherming tegen faseverlies.

Een meer haalbare oplossing is het aannemen van een beschermingsstrategie die gebaseerd is op de huidige bescherming.

Risico dat relais vanzelf falen

Preventieve maatregelen omvatten het gebruik van betrouwbare kwaliteitsproducten, regelmatig testen en onderhoud, een redundant ontwerp en het gebruik van intelligente relais met zelfdiagnostische functies.

Uit-fase fouten in PV-systemen

Voor snelle bescherming kunnen relais worden gebruikt om het PV-systeem in geval van een netstoring van het elektriciteitsnet los te koppelen.

Technologische innovatie van bescherming tegen faseverlies van relais

Op CPLD gebaseerd intelligent faseverliesbeveiligingssysteem

Bevat een signaalverwervingsmodule, CPLD-logische verwerkingsmodule en een thyristorbesturingsbeschermingsmodule.

Door het algoritme van real-time beoordeling van de circuitstatus, zodra faseverlies wordt gedetecteerd, wordt de enkele SCR onmiddellijk gesloten om het relais te beschermen.

Geïntegreerd en geminiaturiseerd ontwerp

zoals kleine solid-state relais, waardoor de omvang van de oplossing tot 90% wordt verkleind en de stuklijstkosten worden verlaagd.

Nieuwe materiaaltoepassingen

Het gebruik van contacten van een zilverlegering, keramische isolatiematerialen enz. verbetert de weerstand van het relais tegen hoge temperaturen en vonken.

Breedband halfgeleidertechnologie

De introductie van siliciumcarbide (SiC) en galliumnitride (GaN) apparaten heeft de bedrijfstemperatuur van solid-state relais verhoogd tot meer dan 200°C en de schakelfrequentie in het MHz-tijdperk gebracht.

Selectiegids voor bescherming tegen faseverlies van relais

Selectie op basis van het type belasting

Resistieve, inductieve of capacitieve belastingen vereisen verschillende relaiskarakteristieken.

Overeenkomende spannings- en stroomwaarden

Zorg ervoor dat het relaisvermogen hoger is dan de maximale bedrijfsparameters van het systeem. Overweging van aanpassingsvermogen aan het milieu

Omgevingsfactoren zoals hoge temperaturen, hoge luchtvochtigheid, trillingen, enz. beïnvloeden de relaisselectie.

Analyse van functionele vereisten

Verschillende eisen zoals basisbescherming, intelligente monitoring of afstandsbediening bepalen het producttype.

Typische toepassingsscenario's voor bescherming tegen faseverlies van relais

Industriële motorbeveiliging

Bescherming tegen faseverlies voor belangrijke apparatuur zoals waterpompen, ventilatoren en compressoren.

Nieuw hoogspanningssysteem voor energievoertuigen

Circuitbeveiliging voor batterijbeheer, motorbesturing, laadsysteem en andere koppelingen.

Fotovoltaïsch energieopwekkingssysteem

Omvormerbeveiliging, netschakeling, energieopslagbeheer en andere toepassingen.

Intelligente energieverdeling in gebouwen

Vermogensbewaking van belangrijke belastingen zoals liften en airconditioners

Toekomstige ontwikkelingstrends

Intelligent en digitaal

Nieuwe generatie beveiligingsapparaten die microprocessors, digitale signaalverwerkingsalgoritmen en communicatie-interfaces integreren om softwaredefinitie en extern beheer van beveiligingsfuncties te realiseren.

Solid State Relay-technologie

Naarmate de halfgeleidertechnologie vordert, zal het aandeel van solid-state relais in toepassingen met hoge spanning en hoge stroom geleidelijk toenemen.

Voorspellend onderhoud en IoT-integratie

Intelligente relais kunnen potentiële storingsgevaren vooraf detecteren door continue monitoring van de statusparameters van apparatuur en diepe integratie binnen industriële IoT-systemen.

Gestandaardiseerd en modulair ontwerp

Moderne beveiligingsrelais maken vaak gebruik van ingebouwde montage, standaardterminals en HD LCD-interfaces om installatie- en configuratieprocessen te vereenvoudigen