Меню

Датчик напряжения abb принцип работы

Реле контроля напряжения ABB: как работает?

Во время монтажа электроустановок к трехфазной сети нужно предусмотреть дополнительные элементы защиты, к их числу относится реле контроля напряжения ABB. Оно гарантирует защиту людей и механизмов от таких явлений, как перепады напряжения, обрыв одной из фаз или нулевого проводника, несимметричность силы тока и напряжения. Электрокоммутирующее оборудование применяется еще и для того, чтобы обеспечить правильное чередование фаз при подключении.

Принцип действия устройства

Существует несколько модификаций реле контроля напряжения ABB, но понимание работы устройства это не усложняет, поскольку все разновидности функционируют на одних и тех же принципах. Для начала необходимо разобраться в конструктивных особенностях таких изделий. Независимо от модели в конструкции есть микропроцессор с предустановленной программой, в которую можно вносить пользовательские настройки. В бюджетных модификациях устройства на входе есть три фазы и нулевой проводник, а на выходе расположено реле с меняющимся контактом. На более совершенных моделях имеется регулятор, при помощи которого устанавливается время срабатывания.

Независимо от модели все устройства работают по принципу выделения гармоник обратной последовательности (от 2 и более). При этом используются только четные гармоники – четвертая, шестая, восьмая и далее. Выделение гармоник происходит в измерительном блоке устройства (процессоре), который контролирует изменение напряжения электросети. Если напряжение выходит за предельные значения, то измерительный блок генерирует и отправляет на исполнительный механизм сигнал. Исполнительное устройство отключает потребителей электроэнергии от питания. Как только напряжение придет в норму, измерительный блок направляет на исполнительный механизм команду для включения питания.

По такому принципу работают реле контроля напряжения, предназначенные для одно- или трехфазных сетей. Однофазные модели используются в квартирах или частных домовладениях, а трехфазные – на промышленных предприятиях.

Особенности выбора реле контроля фаз ABB

Чтобы электротехническое оборудование выполняло свои функции, необходимо учитывать следующие критерии:

  • быстродействие – скорость обесточивания нагрузки;
  • предельно допустимые пороги срабатывания (верхний и нижний);
  • время задержки после нормализации напряжения;
  • пиковая коммутирующая мощность и максимальный пропускаемый ток.

Последний пункт особенно важен, так как при определении обоих значений необходимо обеспечить 20-процентный запас.

Источник

Датчики тока и напряжения ABB — от печатной платы до преобразователей-гигантов

Известные технические решения для измерений токов имеют ряд недостатков. Так, например, токовый шунт не имеет гальванической развязки, трансформатор тока и катушка Роговского не могут измерить постоянный ток, а датчики, основанные на эффекте Холла разомкнутого контура, имеют недостаточную точность и узкий частотный диапазон. Используемый в датчиках АВВ эффект Холла замкнутого контура обеспечивает высокую точность в частотном диапазоне до нескольких десятков килогерц с гальванической развязкой измерительного сигнала от первичной цепи.

Схожие проблемы характерны и для аппаратуры измерения напряжений. Резисторный мост не обеспечивает гальваническую развязку, а измерительные трансформаторы непригодны для измерения постоянного напряжения. Полностью электронная технология датчиков серии VS и технология эффекта замкнутого контура сенсоров серии ЕМ позволяют АВВ удовлетворить всем специфическим требованиям заказчиков.

Коротко остановимся на принципе эффекта Холла замкнутого контура (рис. 1). Первичный проводник проходит через чувствительный элемент. Измеряемый ток создает магнитный поток, который с точностью компенсируется магнитным полем вторичной обмотки в соответствии с формулой, которая справедлива в любой момент времени:

где NP и IP — соответственно число витков и ток первичной обмотки датчика; NS и IS — соответственно число витков и ток вторичной обмотки датчика.

Рис. 1. Принцип работы датчика тока на основе эффекта Холла замкнутого контура

В большинстве случаев NP = 1 (первичный кабель или токовая шина). При включении в цепь вторичного тока, то есть измерительного сигнала резистора, можно получить напряжение, пропорциональное первичному току. Постоянная компенсация первичного магнитного потока позволяет работать датчику и при перегрузочных значениях первичного тока, измерять его мгновенные изменения, а также обеспечивает высокую точность в широком температурном диапазоне. Принцип работы датчика напряжения на эффекте Холла замкнутого контура подобен предыдущему. Внутри датчика напряжения в первичную цепь включен резистор. При непосредственном приложении напряжения к входным контактам датчика ток резистора трансформируется во вторичный ток, пропорциональный первичному напряжению (рис. 2).

Рис. 2. Принцип работы датчика напряжения на основе эффекта Холла замкнутого контура

Читайте также:  Электромотор питается от сети с напряжением 220 вольт

Новое поколение датчиков напряжения выполнено по полностью электронной технологии, не требующей использования магнитопровода. Фактически внутри него располагается печатная плата с электронными компонентами. Измеряемое напряжение напрямую прикладывается к входным клеммам датчика, понижается делителем и далее с помощью специального усилителя с гальванической развязкой и электронных компонентов преобразуется во вторичный ток (рис. 3).

Рис. 3. Принцип работы датчика напряжения, выполненного на основе полностью электронной технологии

Рис. 4. Датчики тока МР (а) и EL (б) для установки на печатную плату

АВВ предлагает широкий ряд датчиков тока различных типоразмеров для промышленности с номиналами измеряемых токов от 5 до 100 А (серии МР и EL для установки на печатную плату — рис. 4), от 100 до 2000 А (серии ES и ESM для установки на корпус преобразователя — рис. 5), а также для электротяги от 50 до 6000 А — серия CS от 300 до 2000 А (рис. 6а), серия ЕА от 100 до 2000 А (рис. 6б), серия NK от 50 до 1000 А (рис. 6в) и совершенно новое поколение датчиков тока серии NCS от 2 до 40 кА для применения в любых сферах (рис. 7).

Рис. 5. Датчики тока ES (а) и ESM (б) для промышленности

Рис. 6. Датчики тока для электротяги CS (а), ЕА (б) и NK (в)

Рис. 7. Датчик тока нового поколения NCS

Для большинства датчиков тока возможны различные модификации исполнения. По требованию заказчика могут быть изменены число витков вторичной обмотки, напряжение питания и тип выходного разъема. Предлагаются дополнительные возможности — например, датчики для разных направлений установки, а также дополнительный экран для исключения влияния сильных электромагнитных полей.

Датчики напряжения компании АВВ представлены сериями VS (полностью электронные) для измерения напряжений в диапазоне от 50 до 4200 В (рис. 8а) и ЕМ (эффект Холла замкнутого контура) — от 600 до 5000 В (рис. 8б). Калиброванные датчики напряжения серии ЕМ010 уже содержат интегрированный резистор, и измеряемое напряжение может быть приложено непосредственно к входным контактам. Существует также тип некалиброванных датчиков этой серии. В зависимости от условий заказчик сам выбирает входное сопротивление таким образом, чтобы обеспечить первичный ток 10 мА.

Рис. 8. Датчики напряжения VS (а) и ЕМ (б)

Компания ABB Entrelec гордится новым поколением датчиков тока серии NCS. Они предназначены для измерения больших токов от 2 до 40 кА и удовлетворяют всем нормам промышленного и электротягового исполнений. Датчики имеют 2 токовых и 2 потенциальных выхода. Конструкция полностью электронная и не имеет магнитопровода (рис. 9).

Рис. 9. Принцип работы датчика тока NCS

Принцип действия основан на законе Ампера. Первичный проводник проходит сквозь датчик. Несколько чувствительных элементов на базе эффекта Холла создают небольшое напряжение, пропорциональное магнитному полю (2,5-5 В). Далее происходит фильтрация сигналов в целях исключения влияния искажений от питающей цепи и высокочастотного оборудования. Затем эти сигналы усиливаются, и напряжение возрастает до 12 В. На следующем этапе происходит настройка коэффициента усиления, который определяет номинал датчика и нулевая коррекция. Последний этап включает в себя преобразование напряжения в ток для токовых выходов. Поскольку в датчиках нет магнитопровода, они гораздо легче и удобней в установке по сравнению с устройствами других типов. АВВ предлагает 2 типоразмера с диаметрами отверстия 125 и 165 мм. Важно отметить, что эти датчики могут выдерживать максимальный ток продолжительное время, так как в них отсутствует магнитопровод и нет связанных с этим проблем рассеяния тепла, а универсальность применения за счет возможности выбора типа охватывания первичного проводника (рис. 10) позволяет использовать эти сенсоры в различной конфигурации силового оборудования.

Рис. 10. Дополнительные опции к датчикам тока NCS для различных способов установок

Источник

CS-CS.Net: Лаборатория Электрошамана

Сборка электрощитов, автоматика и автоматизация для квартир и частных домов. Программы для ПЛК. Сценический свет (световые шоу, настройка оборудования). Консультации, мастер-классы.

Щит с автоматикой IPM для коттеджа (Поварово)

Автоматика моего санузла на логическом реле ABB CL

Щиты TwinLine в Долгопрудный (таунхаус) и Солнечногорск

Щит для котельной на базе сенсорного ПЛК ОВЕН (Папушево)

Щиты с IPM (сеть, генератор, UPS) в Ядромино и Победа-2

Щит в ЖК Монэ на ПЛК ОВЕН со сценарным управлением светом

Силовой щит в Весёлово (Тула): Простой трёхфазный

Щит для квартиры в Митино на ПЛК ОВЕН (свет, отопление)

Почему ты не используешь реле напряжения от ABB? Дык они не для того созданы! =)

Промышленная серия разных реле от ABB

Читайте также:  Какое напряжение в фонарном столбе

Каждый раз, когда выходит новое реле напряжения (на данный момент у меня есть куча разных образцов и сведений, но я даже не знаю, писать ли — потому что рынок расползается в сторону всё большего шлака и хипстоты, а я против этого), находятся те, кто пишет мне примерно так: «Скажи, а почему ты не используешь реле напряжения от ABB? Я листал каталог и видел, что там есть хорошие модели!» или «А разве бренды не производят такие реле напряжения? Зачем использовать непонятные поделки, вот поставил бы реле от ABB — мне попадались такие реле в сети!».

Так вот щас я отвечу вам на этот вопрос и потом тем, кто спрашивает, буду давать ссылку на этот пост, чтобы вы от меня отстали и научились чуть внимательнее читать каталоги =)

Почему я не использую реле напряжения от ABB?…

Размеры реле ABB промышленной серии в несколько раз больше размеров обычной модульки (и в обычный щит их не поставить)

Да потому что это промышленный ЖЫР! И потому что слова «…на DIN-рейку» не всегда означают то, что это встанет в щиты, рассчитанные под обычную модульку, под пластрон! Да вот хотя бы зацените фотку размеров блока питания Mean Well SDR! Он, сцуко, тоже на DIN-рейку:

Мощный и компактный блок питания Mean Well SDR (сравнение размеров)

Так вот и не все реле напряжения одинаковы! И так как у меня есть несколько образчиков реле от ABB промышленной серии (для установки в шкафах автоматизации, а не в щитах), то я сейчас покажу вам их размеры и пару страничек из каталога, чтобы вы увидели отличия.

Хм! А вот в 2020 году ABB запустило новую серию промышленных реле в новом низком корпусе. Серия называется ST-C и теперь все новые реле наконец-то влезают под пластрон щита нормально. Ну? Кто хотел поюзать какие-нибудь хитрые реле? =)

Новые промышленные реле ABB серии ST-C

Начинаем вот с чего. Как у нас в стране понимают слова «Реле напряжения»? В большинстве случаев так: «реле защиты от аварийного напряжения, которое рассчитано на большой ток, ставится на вводе в щит и защищает дом или квартиру от слишком низкого или высокого напряжения». Но это частный случай таких реле. Точно так же, как у нас жаргонно принято словами «УЗО» называть дифференциальную защиту: тебя поймут во фразе «Собираю трёхфазный щит на дифавтоматах. Скажите, надо ли вносить питание серверов под УЗО», но о самом УЗО речь тут даже не идёт.

Поэтому, когда вы вбиваете в поиск «Реле напряжения от ABB» — вы находите просто реле напряжения от ABB, которые на данный момент (2019 год) выпускаются только в формате промышленной серии — а не реле напряжения для защиты ввода сети, которые вам нужны. И если ваш поиск не продвинулся дальше того, что вы вбили это в поиск и, увидев что такие реле есть, начали сразу же мне писать — то горе вам! =)

В общем случае реле напряжения — это реле, которое меряет какое-то напряжение и реагирует на него. Во-первых, реле не обязано питаться от того, что оно меряет. У ABB есть реле серии CM-ESS, которые могут измерять напряжение аж «до 600V». Но питание у этих реле или DC 24 или AC 230V! Вот, зацените:

Параметры реле напряжения ABB серии CM-ESS

Читайте также:  Автоматический регулятор напряжения устройство

То есть, вот есть у вас шкаф автоматики какой-нибудь подстанции (ТП), есть у этого шкафа оперативное питание (от АВР или аккумуляторов), и в этом шкафу находится реле, которое меряет напряжение на трансформаторе 110/10/6 кВ через трансформаторы напряжения — вот такие модели «реле напряжения» там и могут стоять. Отстроенные на что-то типа «Напряжение от 1 до 100 вольт». Хех! Да, это реле напряжения! Но совсем не то, про которое вы думали!

Во-вторых, у ABB и правда есть реле напряжения, которые могут питаться от того же напряжения, которое они меряют. Но если посмотреть в каталог, то что мы там увидим?

Страничка из каталога реле, где расписаны параметры реле напряжения от ABB промышленной серии

А опять хрень мы увидим! Эти реле напряжения — трёхфазные (модели ABB CM-PVE, CM-PSS), и у большинства из них вообще фиксированные пороги уставок (+/- 10%).

В-третьих, все эти реле выпускаются только в промышленной серии, в корпусах, которые хоть и ставятся на DIN-рейку, но имеют такие большие размеры, что не влезут ни в один щит с пластроном. Даже в TwinLine! =) Смотрите фотку:

Сравнение размеров промышленных реле ABB и обычной модульки на DIN-рейку

Слева — модуль IO от ОВЕНа серии Mx110 (вот пост про них), посерединке обычный автомат, а справа — реле от ABB. Ну как? Охуели? («Да, охуели — и что?» ©=)))

Те, кто чуть более пытлив (чем те, кто просто нашёл в поиске реле напряжения и написал мне), заглянут в каталог и найдут там такую фотку. Слева на ней обычные модульные реле, а посередине и справа — промышенная серия реле. Обратите внимание на то, что независимо от высоты реле у них широкая передняя панель, которая не влезет в прорезь пластрона.

Сравнительные размеры промышленных реле ABB новой серии и обычной модульки (фотка из каталога)

Поэтому на данный, 2019 год, успокойтесь. Не надо мне больше подсовывать эти реле и спрашивать, а знаю ли я про них. Знаю. Будете ли вы уродовать свои щиты ради такого реле и ставить ещё и контаткор к нему? Уродовать — это значит вырезать огромный кусок пластрона так, чтобы это реле торчало из него вместе с его контактами, на которых может быть высокое напряжение. Я знаю, что такие очумелые ручки есть! И это пиздец!

Давайте так TwinLine поуродуем? Поставим такое реле на DIN-рейку, а потом выпилим пластрон и заодно дверь. Лучше болгаркой! =) Что-что? Опустить DIN-рейку вниз на регуляторах глубины? Ну так широкая морда реле не влезет в прорезь пластрона? Да и опускать всю DIN-рейку на 12/24/36 модулей на большую глубину только ради одного реле? Вы совсем охуели?

Так как у меня валяется несколько таких промреле в старых корпусах (задержка переключения «звезда-треугольник», реле контроля фаз и реле контроля тока), давайте разломаем одно и просто так глянем внутрь ради интереса.

Мои образцы промышленных реле старой серии

Возьму то, в котором меньше всего напичкано — переключение «звезда-треугольник». Вдруг остальные ещё пригодятся куда-то?)

Передняя панель реле задержки переключения звезда-треугольник

Если потянуть верхнюю крышку на себя, то внутри отламываются защёлки, и реле легко разбирается на три части:

Внутренности реле времени звезда-треугольник

Хех! Когда вскрыл, то уже знаешь, где стоят защёлки и как надо было вскрывать это реле. Надо было не тянуть крышку на себя, а поддеть защёлки снизу вверх:

Защёлки корпуса (которые я, конечно же, сломал)

А начинка реле — обычная. Стоят хорошие коммутационные реле в качестве выходных контактов, блок питания на гасящем конденсаторе и микроконтроллер с резисторами, которые задают уставки.

Печатная плата реле. Виден микроконтроллер, резисторы для регулировки уставок

Вот и весь рассказ! В общем, это обычное реле (и реле напряжения, скорее всего, будет тоже обычное) — просто в корпусе промышленной серии. И больше ко мне по ним не приставайте! =)

Источник

Adblock
detector