Wat is de functie van een fasebeveiligingsrelais?

Wat is een fasebeschermingsrelais?

A fasebeveiligingsrelais is een klein maar belangrijk apparaat dat wordt gebruikt in driefasige elektrische systemen. Het waakt over elke fase van de stroomvoorziening. Als er iets misgaat, wordt de stroom uitgeschakeld om de aangesloten apparatuur te beschermen.

Driefasige stroom is de standaardmanier om zware machines in fabrieken en grote gebouwen te laten draaien. Als een fase wegvalt, uit de hand loopt of ongelijkmatig wordt, gebeuren er snel slechte dingen. Motoren raken oververhit. Machines trillen te veel. Apparatuur kan volledig doorbranden. Een fasebeveiligingsrelais signaleert deze problemen vroegtijdig en stopt de schade voordat deze ernstig wordt.

Wat doet een fasebeschermingsrelais eigenlijk?

Een fasebeveiligingsrelais heeft verschillende belangrijke taken. Elk richt zich op een ander soort machtsprobleem. Hier vindt u een duidelijk overzicht van elke functie.

1. Een ontbrekende fase detecteren

Soms verdwijnt een van de drie fasen. Dit kan gebeuren vanwege een doorgebrande zekering of een kapotte draad. Wanneer een motor één fase verliest, probeert hij nog steeds op de andere twee te draaien. Dit legt een enorme druk op deze twee fasen. De motor kan tot twee keer zijn normale stroomniveau trekken. De wikkeling in de motor warmt zeer snel op. Het relais merkt de ontbrekende fase meteen op en schakelt de boel uit voordat de motor doorbrandt.

2. Ongelijke spanning over fasen opvangen

De drie fasen moeten hetzelfde spanningsniveau hebben. Maar soms doen ze dat niet. Zelfs een klein gat is belangrijk. Een spanningsverschil van slechts 2% tussen de fasen kan het stroomverschil oplopen tot 6–10%. Die extra stroom bouwt warmte op in de motor. Na verloop van tijd verkort dit de levensduur van de apparatuur. Het relais controleert voortdurend de spanning op alle drie de fasen. Het systeem schakelt het systeem uit als de kloof te groot wordt.

3. De verkeerde fasevolgorde opvangen

Driefasige motoren draaien in een vaste richting. Die richting hangt af van de volgorde van de drie fasen. Als iemand de fasen in de verkeerde volgorde aansluit, draait de motor achteruit. Dit klinkt klein, maar het kan pompen, ventilatoren en liften binnen enkele seconden vernietigen. Het relais controleert de fasevolgorde voordat de motor start. Het blokkeert de start als de volgorde verkeerd is.

4. Spanningsniveaus bekijken

Een te lage spanning maakt motoren zwak en traag. Een te hoge spanning verslijt de isolatie in de motor sneller. Als u een motor laat draaien op slechts 10% onder de nominale spanning, kan de trekkracht met ongeveer 19% afnemen. Het relais houdt de spanningsniveaus in de gaten. Het ontkoppelt de belasting wanneer de spanning te ver boven of onder het veilige bereik komt.

5. De frequentie controleren

Elektriciteitsnetwerken worden verondersteld op een vaste frequentie te werken: 50 Hz of 60 Hz, afhankelijk van het land. Generatoren en zwakke netwerken drijven soms van dit doel af. Wanneer de frequentie te veel verschuift, draaien de motoren op de verkeerde snelheid. Sommige relais kunnen de frequentie volgen. Ze schakelen de stroom uit als de frequentie buiten het veilige bereik komt.

Soorten fasebeschermingsrelais

Er zijn verschillende soorten fasebeveiligingsrelais. Elk type is gebouwd voor een ander beschermingsniveau. Onderstaande tabel toont de belangrijkste typen en waar ze worden gebruikt.

Hoe een fasebeveiligingsrelais werkt: stap voor stap

Het relais volgt elke keer dat het een probleem detecteert een duidelijk proces. Hier leest u hoe het werkt van begin tot eind.

1. De fasen lezen: Het relais leest te allen tijde de spanning op alle drie de fasen via de ingangsdraden.
2. Gegevens controleren: Het interne circuit of de chip kijkt naar de spanningsgrootte, fasevolgorde, balans en frequentie.
3. Vergelijking met veilige limieten: Het relais controleert of de meetwaarden binnen het ingestelde veilige bereik vallen.
4. De fout opsporen: Als een meting buiten het veilige bereik valt, markeert het relais dit als een fout.
5. Even wachten (optioneel): Veel relais wachten een korte tijd voordat ze in actie komen. Dit stopt valse alarmen veroorzaakt door korte stroomstoringen.
6. Actie ondernemen: Het relais opent of sluit zijn uitgangscontact. Dit vertelt een contactor of stroomonderbreker om de stroom uit te schakelen.
7. De fout weergeven: Een lampje of display op het relais laat zien wat er mis is gegaan, zodat de operator weet wat hij moet oplossen.

Wat u moet controleren voordat u een fasebeschermingsrelais koopt

Het kiezen van het juiste relais is belangrijk. Door een verkeerde keuze kan uw apparatuur onbeschermd blijven of valse uitschakelingen veroorzaken. Dit zijn de belangrijkste dingen die u moet controleren.

• Voedingsspanning: Het relais moet overeenkomen met uw systeemspanning, zoals 380V, 400V of 480V.
• Frequentie: Controleer of uw elektriciteitsnet op 50 Hz of 60 Hz werkt en zorg ervoor dat het relais dit ondersteunt.
• Beveiligingsfuncties: Bepaal tegen welke fouten u moet waken: faseverlies, verkeerde volgorde, ongelijkmatige spanning of allemaal.
• Instelbare limieten: Een relais met instelbare uitschakelpunten geeft u meer controle over hoe gevoelig de beveiliging is.
• Hoe snel reageert het: Bij sommige apparatuur moet het relais binnen 200 milliseconden in werking treden. Anderen kunnen wat langer wachten om valse trips te voorkomen.
• Uitgangscontactwaarde: De uitgang van het relais moet sterk genoeg zijn om de schakelaar of onderbreker waarop het is aangesloten te besturen.
• Montagestijl: De meeste relais worden op een standaard DIN-rail in een paneeldoos geklikt. Controleer of het formaat bij uw ruimte past.
• Veiligheidsnormen: Zoek naar relais die voldoen aan IEC 60255 of een vergelijkbare norm. Dit bevestigt betrouwbare prestaties.

Waar fasebeschermingsrelais worden gebruikt

Fasebeschermingsrelais komen in veel industrieën voor. Ze zijn het belangrijkst wanneer een plotselinge machinestoring gevaarlijk of zeer kostbaar zou zijn.

Fabrieksmotoren

De meeste fabrieken gebruiken driefasige motoren om hun machines aan te drijven. Motorstoringen veroorzaken een groot deel van de onverwachte stilstand van fabrieken. Fasefouten zijn een van de belangrijkste redenen waarom motoren uitvallen. Fasebeschermingsrelais zijn in motorbedieningspanelen gemonteerd om elke motor één voor één te beschermen.

Airconditioning- en koelsystemen

Compressoren in airconditioning- en koelunits zijn erg gevoelig voor faseproblemen. Een verkeerde fasevolgorde in een scrollcompressor kan deze binnen enkele seconden kapot maken. Om deze reden zijn fasebeveiligingsrelais standaard onderdeel van deze systemen.

Waterpompstations

Waterpompen moeten in de goede richting draaien. Een omgekeerde fasevolgorde zorgt ervoor dat een pomp water de verkeerde kant op duwt. Hierdoor kan een watersysteem snel leeglopen. Fasebeschermingsrelais zorgen ervoor dat de pomp niet meer start als de fasevolgorde verkeerd is.

Liften en hefmachines

Een omgekeerde motor in een lift vormt een ernstig veiligheidsrisico. Veel landen vereisen wettelijk fasevolgordebescherming voor alle liftinstallaties. Het relais zorgt ervoor dat de motor altijd in de juiste richting draait.

Generatoren en zonne-energiesystemen

Back-upgeneratoren en zonne-energiesystemen die driefasige stroom voeden, kunnen soms een onstabiele output produceren. Fasebeveiligingsrelais waken over de leveringskwaliteit. Ze beschermen de apparatuur die op deze systemen is aangesloten tegen slechte stroomomstandigheden.

Hoe u een fasebeschermingsrelais correct installeert

Zelfs het beste relais helpt niet als het verkeerd is aangesloten. Volg deze basisstappen voor een correcte installatie.

• Sluit de fase-ingangsdraden van het relais rechtstreeks aan op de drie voedingslijnen (L1, L2, L3) vóór de belastingsschakelaar.
• Bedraad de normaal gesloten uitgang van het relais in serie met de contactorspoel. Op deze manier wordt bij een storing de stroom naar de contactor automatisch uitgeschakeld.
• Zorg ervoor dat de spanning van het relais overeenkomt met uw voedingsspanning. Een mismatch zal verkeerde metingen of schade aan het relais veroorzaken.
• Sluit de alarmuitgang aan op een waarschuwingslampje of bedieningspaneel. Hierdoor weten operators dat er iets mis is, zonder dat het hele systeem altijd moet worden uitgeschakeld.
• Controleer de fasevolgorde met een faserotatietool wanneer u de eerste keer instelt. Doe dit voordat u de aangesloten apparatuur inschakelt.
• Monteer het relais op een DIN-rail in een gesloten paneeldoos die past bij de omstandigheden van de ruimte.

Waarom het gebruik van een fasebeveiligingsrelais de moeite waard is

Fasebeschermingsrelais zijn niet duur. Maar de problemen die ze voorkomen, kunnen veel geld kosten om op te lossen. Hier volgt een kort overzicht van de belangrijkste voordelen.

Veelgestelde vragen

Vraag 1: Wat is de hoofdtaak van een fasebeveiligingsrelais?

Zijn belangrijkste taak is om te allen tijde de driefasige stroomvoorziening in de gaten te houden. Het schakelt de stroom uit als er een probleem wordt opgemerkt, zoals een ontbrekende fase, een verkeerde fasevolgorde of een ongelijkmatige spanning. Dit beschermt motoren en andere aangesloten apparatuur tegen schade.

Vraag 2: Wat gebeurt er met een motor als er geen fasebeveiligingsrelais is?

Zonder relais blijft de motor draaien, zelfs als er een probleem is met de stroomvoorziening. Het trekt te veel stroom. Het wordt te warm. De binnenbedrading is kapot. In veel gevallen brandt de motor binnen enkele minuten na het optreden van de fout volledig door.

Vraag 3: Kan een fasebeveiligingsrelais een thermisch overbelastingsrelais vervangen?

Nee. Deze twee relais doen verschillende dingen. Een thermisch overbelastingsrelais beschermt de motor tegen te veel stroom veroorzaakt door een zware belasting of een vastgelopen as. Een fasebeveiligingsrelais bewaakt de kwaliteit van de stroomvoorziening. Voor een volledige beveiligingsopstelling moeten beide relais samenwerken.

Vraag 4: Hoe meet het relais de spanningsonbalans?

Het relais leest de spanning op elk van de drie fasen. Vervolgens wordt het gemiddelde van de drie metingen gevonden. Er wordt gecontroleerd hoe ver elke fase van dat gemiddelde verwijderd is. Als een fase te ver weg is, beschouwt het relais dit als een onbalans en schakelt het systeem uit. De meeste relais schakelen uit als de afstand een bepaald niveau overschrijdt, meestal tussen 3% en 8%.

Vraag 5: Kan een fasebeveiligingsrelais worden gebruikt op een eenfasig systeem?

Nee. Een fasebeveiligingsrelais heeft alle drie de fasen nodig om correct te werken. Het is alleen gebouwd voor driefasige systemen. Als u bescherming nodig heeft voor een eenfasig systeem, moet u een ander type relais gebruiken, zoals een spanningsbewakingsrelais.

Vraag 6: Hoe snel reageert een fasebeveiligingsrelais op een fout?

Het hangt af van het type fout en het relaismodel. Bij een volledig ontbrekende fase werken veel relais naar binnen 0,1 tot 0,5 seconden . Bij spanningsonbalans of over-/onderspanningsfouten wacht het relais vaak eerst een korte tijd, meestal tussen 0,1 en 10 seconden. Deze korte wachttijd helpt valse uitschakelingen te voorkomen die worden veroorzaakt door korte stroomstoringen.