Relæ fase-tab beskyttelsesteknologi: princip, anvendelse og udviklingstendens

Det grundlæggende princip og vigtigheden af fase-tab beskyttelse

Farer for fasetabsfejl

Fasetab refererer til det fænomen, at en hvilken som helst fase af strømforsyningen i et trefaset strømsystem mangler, hvilket er en af hovedårsagerne, der fører til afbrænding af trefasede asynkronmotorer. Når den tre-fasede motor i drift, når den manglende fase, vil producere negativ sekvens nuværende komponent, hvilket resulterer i tre-faset nuværende ubalance eller for stor, hvilket igen forårsager motorviklingen øjeblikkeligt brændt. Ifølge statistikker er omkring 40% af motorfejl relateret til strømforsyningsfasetab.

Det grundlæggende princip for relæfasetabsbeskyttelse

Relæets fasetabsbeskyttelse bestemmer, om der er opstået en fasetabsfejl ved at overvåge strøm- eller spændingsunormaliteten i trefasekredsløbet. For motorer med stjerne (Y) forbindelse, da linjestrømmen er lig med fasestrømmen, kan almindelige termiske relæer give effektiv beskyttelse; Men for motorer med delta (Δ)-forbindelse, da fasestrømmen ikke er lig med linjestrømmen, kan almindelige termiske relæer muligvis ikke fungere i tide, og der skal bruges specielle fasefejlsbeskyttelsesrelæer.

Differentiel fasebrudsbeskyttelsesmekanisme

Termiske relæer med fasebrudsbeskyttelse bruger en differentialmekanisme, der består af en øvre styreplade, en nedre styreplade og et håndtag. Når en fase afbrydes, afkøles bimetallet i den fase og nulstilles, idet den øverste styreplade skubbes til højre, mens bimetallet i de to andre faser fortsætter med at blive bøjet af varme, hvilket skubber den nederste styreplade til venstre, hvilket udløser beskyttelseshandlingen gennem differentiel handling.

Teknisk realiseringsskema for fasetabsbeskyttelse

Termisk relæ fasetab beskyttelse

Almindelig termisk relæ skubber aktuatoren gennem bimetal bøjning ved varme, men det har begrænset effekt på beskyttelsen af Δ-forbindelsesmotor.

Differentiel termisk relæ løser dette problem ved et specielt strukturelt design. Når fasetab opstår, afkøles bimetallet på fasetabssiden og nulstilles, mens de to andre faser fortsætter med at blive bøjet af varme, hvilket udløser beskyttelsen ved differentiel handling.

Spændingsovervågningstype fasetabsbeskyttelse

bruger tre lavspændingsrelæer med justerbar udløserspænding, spolerne er stjerneforbundne og den fælles node er forbundet til nullinjen.

Ulempen er, at følsomheden er utilstrækkelig, og motoren kan stadig opretholde en høj spænding under fasetab, hvilket resulterer i forsinket beskyttelse.

Elektronisk omfattende beskyttelsesrelæ

Ved at integrere mikroprocessor og avanceret sensorteknologi kan den overvåge flere parametre, såsom strøm og spænding samtidigt, og realisere all-round beskyttelse.

Solid State Relay (SSR) teknologi

Velegnet til højspændingsbatterisystemer til biler med output modstår spændinger op til 900V, det har hurtig respons og lang levetid.

Udfordringer og løsninger i praksis

Beskyttelsesudfordringer for Δ-forbundne motorer

Løsninger omfatter brugen af specialiserede fasefejlsbeskyttelsesrelæer, integrerede motorbeskyttere eller design af hjælpebeskyttelseskredsløb.

Problemer med uoverensstemmelse med kontaktorudløsningsspænding

Almindelige kontaktorudløsningsspændinger spænder fra 0,2Us til 0,7Us, hvilket kan føre til fasetabsbeskyttelsesfejl.

En mere gennemførlig løsning er at vedtage en beskyttelsesstrategi baseret på den nuværende beskyttelse.

Risiko for at relæerne svigter af sig selv

Forebyggende foranstaltninger omfatter brug af pålidelige kvalitetsprodukter, regelmæssig test og vedligeholdelse, redundant design og brug af intelligente relæer med selvdiagnostiske funktioner.

Udfasede fejl i solcelleanlæg

Relæer kan bruges til at afbryde solcelleanlægget fra nettet i tilfælde af netfejl for hurtig beskyttelse.

Teknologisk innovation af relæfasetabsbeskyttelse

CPLD-baseret intelligent fasetabsbeskyttelsessystem

Indeholder signalopsamlingsmodul, CPLD logikbehandlingsmodul og tyristorstyringsbeskyttelsesmodul.

Gennem algoritmen for real-time bedømmelse af kredsløbstilstanden, når detekteringen af ​​fasetab, straks lukke den enkelte SCR for at beskytte relæet.

Integreret og miniaturiseret design

såsom små solid state-relæer, der reducerer løsningsstørrelsen med op til 90 %, samtidig med at styklisteomkostningerne reduceres.

Nye materialeapplikationer

Brugen af sølvlegeringskontakter, keramiske isoleringsmaterialer osv. forbedrer relæets modstandsdygtighed over for høje temperaturer og lysbuer.

Bredbånds halvlederteknologi

Introduktionen af siliciumcarbid (SiC) og Gallium Nitride (GaN) enheder har hævet driftstemperaturen for solid state relæer til over 200°C og bragt omskiftningsfrekvensen ind i MHz-æraen.

Valgvejledning til relæfasetabsbeskyttelse

Valg i henhold til belastningstype

Resistive, induktive eller kapacitive belastninger kræver forskellige relækarakteristika.

Matchende spændings- og strømværdier

Sørg for, at relæværdien er højere end de maksimale driftsparametre for systemet. Overvejelse om miljøtilpasning

Miljøfaktorer som høj temperatur, høj luftfugtighed, vibrationer osv. påvirker relævalg.

Analyse af funktionelle krav

Forskellige krav såsom grundlæggende beskyttelse, intelligent overvågning eller fjernbetjening bestemmer produkttypen.

Typiske anvendelsesscenarier for relæfasetabsbeskyttelse

Industriel motorbeskyttelse

Fasetabsbeskyttelse til nøgleudstyr såsom vandpumper, ventilatorer og kompressorer.

Nyt energikøretøjs højspændingssystem

Kredsløbsbeskyttelse til batteristyring, motorstyring, ladesystem og andre links.

Fotovoltaisk elproduktionssystem

Inverterbeskyttelse, netomskiftning, energilagringsstyring og andre applikationer.

Intelligent bygningskraftfordeling

Strømovervågning af vigtige belastninger såsom elevatorer og klimaanlæg

Fremtidige udviklingstendenser

Intelligent og digital

Ny generation af beskyttelsesenheder, der integrerer mikroprocessorer, digitale signalbehandlingsalgoritmer og kommunikationsgrænseflader for at opnå softwaredefinition og fjernstyring af beskyttelsesfunktioner.

Solid State relæteknologi

Efterhånden som halvlederteknologien udvikler sig, vil andelen af solid state-relæer i højspændings- og højstrømsapplikationer gradvist stige.

Prædiktiv vedligeholdelse og IoT-integration

Intelligente relæer kan detektere potentielle fejlfarer på forhånd gennem kontinuerlig overvågning af udstyrsstatusparametre og dyb integration med industrielle IoT-systemer.

Standardiseret og modulært design

Moderne beskyttelsesrelæer bruger almindeligvis indlejret montering, standardterminaler og HD LCD-grænseflader for at forenkle installations- og konfigurationsprocesser