11) Генератор сигналов
Обзор реле напряжения – устройств защиты от недопустимых колебаний в электросети
Необходимость защиты различных потребителей от любого рода неполадок в электросети очевидна для всех, но такая защита – понятие очень широкое.
Первое, что приходит на ум при разговоре на подобные темы, – это стабилизаторы и источники бесперебойного питания. Однако защита, обеспечиваемая этими двумя классами устройств, скорее сводится к нормированию, т.е. доведению напряжения, подаваемого на нагрузку, до нормального значения или до приемлемого диапазона (ИБП – также в случае провала входного напряжения).
Преимущества таких устройств защиты очевидны, но есть и недостатки. Наиболее очевидными из них являются значительные размеры, вес и цена, при прочих равных условиях, чем больше мощность нагрузки, тем больше недостатков.
Существуют также и другие недостатки. Прежде всего, КПД современных стабилизаторов и ИБП высок, но все же не 100%, и если при малой мощности это незначительный фактор, то при нагрузках в сотни ватт, при условии непрерывной работы, потери становятся заметными, а для нескольких киловатт – значительными. И это не только дополнительные деньги, которые начисляет счетчик электроэнергии, но и тепло, которое приходится отводить как от корпуса самого защитного устройства (что означает шум), так и от помещения, в котором оно находится (что означает расходы на кондиционирование).
Кроме того, существуют нагрузки, которые критичны к форме напряжения питания – например, двигатели переменного тока в холодильниках и стиральных машинах, а также многие котлы отопления с электронным управлением. А выход недорогих ИБП и стабилизаторов обычно представляет собой то, что их производители называют "приблизительной (или модифицированной) синусоидой" – сигнал, имеющий очень мало общего с нормальной синусоидой, которая должна присутствовать в сети переменного тока.
Наконец, многие нагрузки (те же двигатели, а также лазерные принтеры и многофункциональные устройства) имеют значительные пусковые токи, которые могут в несколько раз, если не на порядок, превышать рабочие токи. Но ИБП категорически "не любит" таких вещей, как и многие стабилизаторы, поэтому модель для работы с такими нагрузками нужно выбирать со значительным запасом мощности, а это дополнительные габариты и вес, а главное – цена.
Реле напряжения: на что обратить внимание при выборе
Реле напряжения можно разделить на две категории: индивидуальные реле напряжения, которые подключаются между конкретной нагрузкой и розеткой, и групповые реле напряжения, которые рассчитаны на большие токи нагрузки и устанавливаются в электрическом щите. Подключение последних потребует вмешательства квалифицированного электрика, поэтому мы подробно рассмотрим образцы из первой категории как наиболее доступные для использования.
Начнем с основных параметров.
Диапазон рабочего напряжения Само реле напряжения. Реле напряжения должно быть способно работать при всех возможных напряжениях в сети, к которой оно подключено. Среди реально возможных напряжений можно рассматривать не только 220-230 В плюс-минус 10 процентов, как требует стандарт, но и 380 В (о возможных причинах такого напряжения мы уже говорили), и при таком же допустимом отклонении реле напряжения должно работать в диапазоне не менее 400 В, а желательно до 420 В.
Конечно, могут происходить и очень драматические события: например, импульсные напряжения, вызванные ударами молнии, могут достигать десятков или сотен киловольт. Но защита от таких событий – это совсем другая история, требующая совсем других затрат.
В идеале зарядное устройство должно уметь работать даже при гораздо более низком напряжении в сети, помогая отслеживать происходящее. Поэтому стоит обратить внимание не только на верхнюю, но и на нижнюю границу диапазона рабочего напряжения, хотя это не так важно.
Максимальный рабочий ток. Здесь необходимо учитывать не только и не столько рабочие токи подключенного оборудования, но, прежде всего, пусковые токи. Так, поверхностный водяной насос Grundfos MQ3-35 имеет ток 4 А в установившемся режиме и достигает 11,7 А при запуске, хотя и кратковременном; у погружных насосов (за исключением вибрационных, таких как "Малыш" или "Ручеек") разница еще больше. К сожалению, найти такие данные для каждого устройства среди возможных нагрузок не представляется возможным.
Защитное реле – функции и принцип работы
Защитные реле или реле контроля напряжения – это специальные коммутационные устройства. Их функция заключается в установлении и выполнении отключения в электрической цепи, если значение входного напряжения начинает внезапно изменяться.
РКН не действует как регулятор напряжения. Однако он эффективно защитит оборудование от аварийных ситуаций, если:
- Допустимое напряжение 220 В повышается до 380 В.
- В трехфазной распределительной системе возникает фазовая перегрузка.
- Напряжение падает ниже нормы, а распределительная подстанция находится далеко от дома.
RCCB защищает бытовые приборы тем, что может немедленно отключить питание в случае аварийной ситуации. Восстановление сетевого питания происходит не ранее чем через шесть минут после его отключения.
Контрольное реле отличается рядом преимуществ:
- возможность эксплуатации в помещении и на улице. В списке параметров производителя для каждой модели указаны допустимые колебания температуры окружающей среды. Некоторые РКН могут комфортно работать в диапазоне от – 20 до + 40 градусов Цельсия.
- Устройство может быть установлено самостоятельно.
- Внешний вид устройства не выделяется из окружающей обстановки.
Дополнительным преимуществом является то, что во время работы RCN не зависит от интенсивности освещения. Назначение устройства – мгновенное отключение аварийного участка.
Видео – Реле напряжения
Типы защитных реле
По типу нагрузки
Модели делятся на однофазные и трехфазные. Первый тип предназначен для установки в односемейных домах и многоэтажных жилищах. Второй тип устанавливается в промышленных условиях. Например, для защиты станков, кондиционеров, компрессоров или промышленного оборудования с электрическим приводом.
Трехфазные реле также могут использоваться в домах в системах, контролирующих стабильность полного фазного и сетевого напряжения. При условии, что помещение оборудовано трехфазным входом. Однако у этого типа РКН могут быть сюрпризы. Например, при небольшом перекосе фаз весь жилой дом будет отключен от электроснабжения. Даже если фазы показывают приемлемые уровни напряжения для работы оборудования.
Тип подключения
Реле делятся по этому параметру на:
- штепсельные розетки
- удлинительные шнуры;
- на DIN-рейку.
Если в квартире требуется защита одного или двух электроприборов, лучшим выбором будет реле для розеток. Устройство подключается непосредственно к розетке и рассчитано на ток до 16 А. Отключение питания осуществляется специальным электромагнитным распределителем, расположенным внутри RCS. Управление осуществляется с помощью кнопок и цифрового дисплея.
Удлинители GSC могут одновременно защищать несколько маломощных устройств благодаря наличию нескольких розеток. Безопасность двух и более мощных устройств не может быть обеспечена с помощью этого реле.
Причины возникновения проблем
Существует три фактора, которые вызывают падение напряжения:
- Если происходит короткое замыкание между фазами, в розетке появляется напряжение 380 вольт.
- Если есть обрыв нейтрали и нагрузка в сети низкая, напряжение резко возрастет.
- Напряжение может быть "перекошено" между фазами.
В последнем случае неравномерно распределенная нагрузка приведет к тому, что пострадает наиболее нагруженная линия. Напряжение упадет до критического значения. Это может привести к локальным проблемам в самом оборудовании. Как правило, если на линии нет реле защиты от перенапряжения, первым пострадает холодильник или кондиционер.
В редких случаях в обрыве нулевой последовательности виноваты электрики. По неопытности или небрежности они могут повредить провод. Чаще всего последние перегорают от старости. Предусмотренная защита отключит подачу электроэнергии на линию, и тяжелых последствий не будет. Будут временные неудобства, пока не восстановится электропитание.
Но если у вас нет перебоев с электричеством, то в доме царит беспорядок. В некоторых комнатах напряжение на розетках падает до 50-100, в других квартирах резко возрастает до 300-350. Результат является полностью локальным и зависит от конкретной нагрузки на домашнюю линию.
В результате устройства некоторых владельцев просто перестают работать. Те, кому повезло меньше, отнесут их в ремонт. Но после критического скачка напряжения ремонт прибора иногда оказывается нерентабельным. Тогда остается только купить новый. А предъявить претензии, как правило, некому.
Как работает реле напряжения
Принцип работы реле напряжения прост. В прибор встроен блок контроля нагрузки. Параметры контроля обычно задаются производителем. Однако владелец имеет право установить свои собственные пределы.
Блок постоянно занят измерением напряжения в сети. И если оно отклоняется в какую-либо сторону, об этом немедленно сигнализируется исполнительному модулю. Исполнительный модуль немедленно отключает сетевую нагрузку, защищая рабочее оборудование.
Однако измерительный блок продолжает работать в циклическом режиме. По истечении заданного времени модуль считывает линию. Если неисправность все еще существует, автоматика остается в режиме ожидания. Она ожидает следующего периода времени для измерения.
Этот параметр также можно установить вручную. Или оставить заводские настройки. Когда измерение достигает установленной нормы, исполнительный блок также получает уведомление. И он замыкает контакт питания, возобновляя подключение к внешнему источнику питания.
Читайте также:
Что такое электромагнитное реле и где оно используется?
Как работает реле напряжения?
Чтобы понять, как работает стабилизатор напряжения, необходимо знать, что такое реле напряжения (РН).
Этот тип защитного устройства устанавливается в распределительном устройстве в блоке контроля нагрузки или подключается к розетке. Рабочие параметры определяются производителем, но владелец может сделать и собственные настройки.
Устройство используется для постоянного контроля сетевых значений и регулирования электропитания. Устройство периодически проверяет уровень напряжения.
Если напряжение отклоняется от нормальных значений, регулятор посылает сигнал на коммутационный привод. Коммутационный привод автоматически блокирует подачу электроэнергии, тем самым устраняя риск выхода из строя или возгорания электрооборудования.
Контрольное реле работает в циклическом режиме. Контроллер проверяет и регистрирует значения сети через заданный период времени. Если установленное отклонение сохраняется, устройство остается неактивным.
Питание возобновляется, когда напряжение возвращается к нормальным значениям. Реле посылает соответствующий сигнал на коммутационный привод. Силовой контакт автоматически замыкается. Подача питания восстанавливается.
Примечание: Продолжительность циклов можно установить самостоятельно или оставить заводскую настройку.
Где используется?
Стабилизатор напряжения предназначен для подключения к панели управления или розетке в доме. При правильной настройке он позволяет избежать финансовых потерь из-за поломок бытовых приборов.
Стабилизатор напряжения проверяет работу сети и способен защитить однофазные и трехфазные электроприборы. Поэтому стабилизатор может использоваться универсально, в том числе для установки на распределительном щите на промышленных объектах, где требуется стабильное высоковольтное питание.
25 лучших электронных устройств для самостоятельной сборки и пайки
1) Вентилятор с регулируемой скоростью вращения
Набор для самостоятельной сборки и пайки электронных компонентов, в результате чего получается вентилятор с платой управления скоростью вращения. Он идеально подходит для изучения пайки и работы электроники в целом. Цена такого набора составляет 128 рублей с бесплатной доставкой. Ссылка на источник
2) Светодиодное сердце
Набор для создания светодиодного освещения в форме красного сердца. Стоимость 40 рублей. Ссылка
3) Катушка Тесла
Набор для установки мини-катушки Тесла. Стоит 83 руб.. Ссылка
4) Мерцающий свет
Набор для сборки и пайки микросхем, светодиодов и других электронных компонентов для создания веселой световой платы. Стоимость набора 260 руб.. Ссылка
5) Стартовый набор Arduino
Стартовый набор для тех, кому нравится собирать, паять и программировать проекты на Arduino. Стоит ок. 1 800 руб. Ссылка
6) Набор для создания арфы
Набор для создания собственного музыкального инструмента – лазерной арфы. Стоит ок. 600 руб. Ссылка
7) Спектральный анализатор
Что такое электрическое напряжение?
Доброе утро. Итак, ради моих 22 подписчиков, которые хотят узнать больше об электричестве и всей этой магии проводов и умных слов. Я постараюсь быть формальным, чтобы не получить комментарии от умных людей, и простым, чтобы не получить комментарии от обычных людей. Но, скорее всего, я получу их от лингвистов.
Что такое напряжение? Вы наверняка часто слышали это слово от техников или видели его на плакатах и афишах, верно?
Напряжение – это физическая величина, значение которой равно работе электрического поля по переносу электрического заряда из одной точки в другую. Фух, я бы и сам этого не понял, если бы не знал.
Я дам дальнейшие объяснения и примеры для понимания именно такого термина, как "напряжение". Я не буду использовать такие слова, как ток или сопротивление. Просто потому, что о них я буду говорить позже.
Вот как это работает. Напряжение – это разность двух потенциалов, и эта же разность создает силу, перемещающую энергию. Оно измеряется в вольтах.В, V). Обычно обозначается буквой U. Именно с помощью напряжения мы указываем энергии, куда течь. Разница между двумя потенциалами, мы не можем измерить напряжение на одном проводе. Просто потому, что нам не с чем сравнить его потенциал. Вот почему для питания любого устройства необходимо как минимум два провода. Плюсовой и минусовой. Говоря еще проще, напряжение в проводе – это как давление в трубопроводе. Давление определяет, откуда, куда и с какой силой будет течь вода.
Пример следующий:
Давайте подключим светодиод (лампочку, динамик, что угодно) к аккумулятору.
На рисунке мы видим, что есть два контакта. Плюсовой и минусовой. Они подключены к светодиоду. Батарея дает нам разность потенциалов 1,5 вольта на контактах. Подключив светодиод, наша энергия начнет течь по такому пути:
+ контакт -> красный провод -> светодиод -> черный провод -> – контакт.
Это означает, что на плюсовом контакте потенциал больше, чем на минусовом. Если использовать пример с водой, то давление в одной трубе больше, чем в другой. Следовательно, энергия будет течь в этом направлении.