Фаза реттілігі реле қандай жағдайда өнеркәсіптік жабдықты қорғайды?

Фаза Реттілігі Релеулерін Түсіну және Олардың Жұмыс Принципі

Фаза Реттілігі Релеулерінің Анықтамасы мен Негізгі Ұғымы

Фазалық реттілік релелері үш фазалы электр орнатқылары үшін маңызды қорғаныс құрылғысы болып табылады. Бұл құрылғылар жабдық зақымданбау үшін кернеу фазаларының (L1, L2, L3) дұрыс ретпен келуін қамтамасыз етеді. Оларсыз моторлар мен әртүрлі жүктемелер тек фазалық реттілік өндірушілердің көрсеткен талаптарына сәйкес келген жағдайда ғана дұрыс жұмыс істей алады. Қазіргі нарықтағы жаңа модельдер фазалық ақауларды шамамен 100 миллисекунд ішінде анықтайды, бұл HVAC жүйелеріндегі моторлардың кері бұрылуы немесе компрессорлардың шығып қалуы сияқты проблемалардың алдын алады. Бұл тез реакция уақыты кейіннен жүргізілетін жөндеу жұмыстарына үлкен үнемдеуге әкеледі.

Үш фазалы электр жүйелеріндегі жұмыс принципі

Фазалық реттілік релеулері микропроцессорлық логиканы пайдаланып кернеу фазаларының бұрыштарын тексереді және дұрыс үш фазалық жұмыс үшін қажетті стандартты 120 градус аралығы болатынына көз жеткізеді. 480 вольтты электр қозғалтқышты мұндай релеге қосқанда не болатынын қарастырайық. Егер магнит өрісі сағат тілімен бағыттас емес, теріс бағытта айналса, реле тез арада токты өшіреді. Бұл тез реакция кері моменттен туындайтын механикалық ақаулардың барлық түрін тоқтатады. Өткен жылы жүргізілген кейбір зерттеулер осындай қорғаныстың өнеркәсіптік жағдайларда ерте электр қозғалтқыштардың шамамен төрттен бір бөлігінің шығындалуын алдын алуға себепші болуы мүмкін екенін көрсетеді.

Электр Қозғалтқыштарды Фазалардың Кері Ауысуы мен Механикалық Зақымданудан Қорғау

Электр Қозғалтқыш Жұмысына Фазалар Реттілігінің Дұрыс Еместігінің Салдары

Фазалар дұрыс болмаса, үш фазалық қозғалтқыштар алға қарай емес, артқа қарай айналады, бұл механикалық бөлшектерге үлкен жүктеме түсіреді. Макроматиктің өткен жылғы зерттеуіне сәйкес, осындай жағдайда подшипниктер, муфталар деп аталатын байланыстырушы бөлшектер және басқа да жетек элементтері әдеттегіден шамамен үш есе көбірек кернеуге ұшырайды. Бұдан да нашаррақ нәрсе — қате бағыт қозғалтқыш орамдарының ішінде жылу проблемасын туғызады. Бұл аса қызып кету әлдеқайда ерте қозғалтқыштың істен шығу себептерінің оннан төртеуіне жуықын құрайды, бұл бүкіл ел бойынша зауыттар мен цехтарда кездеседі. Понемон институтының 2023 жылғы зерттеуінде көрсетілгендей, мұндай ақауларды жою компанияларға рет сайын сегіз мың бес жүз доллар шығын тудырады.

Кері айналуды және байланысты механикалық кернеуді болдырмау

Қазіргі заманғы фазалық реттілік релелері кернеу фазаларының бұрыштарын үздіксіз бақылайды. Егер ауытқулар идеалды 120° аралықтан ±10° асатын болса, реле 2–3 цикл ішінде қозғалтқыштың іске қосқышын өшіреді. Бұл шара өнеркәсіптік объектілерде стандартқа айналып, TankTemp техникалық есебінде атап өтілгендей, фазалық ақаулар салдарынан қозғалтқыштардың шығындалуын 92% дейін төмендетеді.

Зерттеу жағдайы: Фазалық реттіліктің бұзылуына байланысты қозғалтқыштың шығындалуы

Тамақ өнеркәсібі зауытында техникалық қызмет көрсету кезіндегі қате 150HP компрессор қозғалтқышында фазалық реттіліктің бұзылуына әкелді. Анықталмаған кері айналу 47 минут ішінде итеруші подшипниктерді бүліп, 8000 галлон өнімді ластады және 220 000 доллар зиян шығарды. Осыдан кейінгі талдау $450-ға тұратын фазалық реттілік релеcінің зиянның 98%-ын болдырмауы мүмкін екенін растады.

Фаза жоғалуын анықтау және жүйенің тұрақтылығын сақтау

Үш фазалық электр жүйелері дұрыс жұмыс істеу үшін теңдестірілген қуатты қажет етеді, ал фаза реті релелері бір фазаның жоғалуын анықтау үшін маңызды рөл атқарады. Өткен жылы Электр қауіпсіздігі қорының хабарламасына сәйкес, бұл релелер әрбір фазалық желідегі кернеуді тексеріп, 15% шамасындағы аздап теңсіздікті тіпті анықтай алады, бұл әдетте қосылыстарда немесе өткізгіштің істен шығудағы ақауларды білдіреді. Егер қозғалтқыштар үш фаза орнына екі фазада жұмыс істесе, олар 40% пайдалы әсер коэффициентін жоғалтады және орамдары қалыптыдан шамамен үш есе тез қызады. Өнеркәсіптік автоматтандыру мамандары мұндай жағдайларды жеткілікті көп кездестіргендіктен, бұл тек қарапайым теория емес, тексерілмеген жағдайда нақты жабдықтардың зақымдануы болып табылатынын біледі.

Релелер фазаның жоғалуына 100 миллисекунд ішінде жауап береді, мыналарды болдырмау үшін:

• Тепе-теңдіксіз магниттік күштерден туындайтын мойынтіректердің істен шығуы
• Қызып кетуден изоляцияның бұзылуы
• Төменгі жағындағы жабдықтарға зиян келуі

Алдын ала хабардар ету жүйелері бар жетілдірілген модельдер ПЛК-мен байланысып, қайталанатын тепе-теңдік бұзылыстары дамушы байланыстар туралы хабардар етеді. Салалық техникалық қызмет көрсету есептеріне сәйкес, мұндай интеграцияланған жүйелерді қолданатын кәсіпорындар жылына жоспарланбаған қозғалтқыш ауыстыруларды 72% кемінде бастан құтқарады.

Өнеркәсіптегі қолданыстар және басқару жүйелерімен интеграция

Қозғалтқыштарда, сорғыштарда, желдеткіштерде және лифттерде фазалық реттілік релелерін қолдану

Фаза реттілігін бақылау релелері әртүрлі салалардағы маңызды жабдықтарды қорғауда маңызды рөл атқарады. Моторлар мен сорғыштарға орнатылған кезде бұл құрылғылар уақыт өте қатты мойынтіректердің тозуына және соңында валдың бұрылуы сияқты ауыр зақымдануларға әкелуі мүмкін қауіпті кері айналымдарды тоқтатады. Жылу, желдеткіш және кондиционерлеу (HVAC) жүйелері үшін компрессордың айналу бағытын дұрыс ұстау өте маңызды, себебі бұның қате болуы жүйе бойынша суытқыш заттың кері ағуына немесе жұмыс істеу кезінде спиральдардың тоңып қалуына дейін әкелуі мүмкін. Лифт техниктері де бұны жақсы біледі, өйткені олардың басқару панельдері үлкен көтеру механизмдерін қауіпсіз жұмыс істеуі үшін фаза реттілігін бақылау қорғанысын қолданады және лифт есіктерін басқаратын құрылғылардың істен шығуын болдырмау арқылы қабаттар арасындағы жолаушыларды қауіпсіз тұтуға көмектеседі. Өткен жылы жарияланған өнеркәсіптік қауіпсіздік бойынша зерттеудің соңғы деректеріне сәйкес, сұйықтықпен жұмыс істеу операцияларындағы күтпеген тоқтап қалулардың әрбір бесіншісі шынында да фаза реттілігіне байланысты мәселелерден туындайды.

Қозғалтқышты іске қосу құрылғылары мен өнеркәсіптік басқару тізбектерімен интеграция

Фазалық реттілік релелері белгілі көмекші контактілер арқылы қозғалтқышты іске қосу құрылғыларына жалғанады, бұл фаза ауысуы немесе толық жоғалту сценарийлерінде автоматты түрде тоқтатуды іске қосады. Бұл реле ПЛК-ге цифрлық кіріс порттары арқылы хабарласады және осылайша кез-келген дұрыс қорғаныс стратегиясының негізгі элементіне айналады. Көптеген өнеркәсіптік объектілер осындай жүйелерді басқару панельдеріне дұрыс енгізген кезде олар түзетуші жазбаны лездік жүргізуге мүмкіндік береді және SCADA жүйелерімен тегін жұмыс істейді деп айтады. Бұл зауыт басшыларының мәселелерді қолмен шешу үшін барлық жаққа жүгіруге емес, бір орталықтан барлығын бақылауға мүмкіндік береді.

Ақылды өндірісте және Industry 4.0 ортасында қолданудың өсуі

Industry 4.0-дің дамуы Modbus TCP/IP және PROFINET сияқты байланыс протоколдарымен жабдықталған «ақылды» релелерге деген қызығушылықты айтарлықтай арттырды. Бұл құрылғылар фазалық ақпаратты индустриялық интернет нәрселері платформаларына жібереді, ол ерте кезде тепе-теңдіктің бұзылуын анықтау арқылы мәселелерді алдын ала болжауға көмектеседі. Өткен жылдың автоматтандыру секторы бойынша жасалған соңғы зерттеулерге сәйкес, бұрынғы жылдармен салыстырғанда бұлттық желілерге қосылған фазалық бақылау жүйелерін қабылдау 40 пайызға жуық өсті. Бұл даму энергия шығынын төмендетуге және әртүрлі объектілердегі электрқозғалтқыштардың жұмыс істеу мерзімін ұзартуға мүмкіндік беретін жүйелердің мүмкіндіктерін ескергенде түсінікті. Қазіргі кездегі басым көпшілік өндірушілер байланыстырылған әлемде ақылды желілермен сәйкестік талаптары толық міндетті болып табылатындықтан, киберқауіпсіздік функциялары үшін сертификатталған релелерді таңдайды.

Қауіпсіздікті, әсер ету коэффициентін және болашаққа дайын қорғанысты жақсарту

Негізгі артықшылықтар: Электр қауіпсіздігі, жұмыс тиімділігі және жабдықтарды қорғау

2023 жылғы Электр қауіпсіздігі қорының зерттеуіне сәйкес, фазалық реттілік релелері үш фазалық жүйелерде жабдықтардың шамамен 42 пайызбен істен шығуын азайтады, себебі олар кері фазалар немесе электр энергиясының жоғалуы сияқты мәселелерді дереу анықтайды. Бұл құрылғылар қозғалтқыштардың күйіп кетуін тоқтатады, зақымдануға әкелуі мүмкін кернеу проблемаларынан қорғайды және қауіпті өрттерді де болдырмауға көмектеседі. Сонымен қатар, бұлар күтпеген тоқтап қалулар едәуір азаятындықтан, жұмыс процестерін тегіс жүргізуге мүмкіндік береді. Осы релелердің ішкі схемасы өте жылдам жұмыс істейді, ақауларды тек 50 миллисекунд ішінде анықтайды. Бұл, шынында да, қолмен істеуге қарағанда шамамен 25 есе тезірек. Сондықтан бұл технология жөндеуге кететін шығындарды үнемдейді ғана емес, сонымен қатар электр жүйелерінде жағдайлар нашарлаған кезде жұмысшылардың қауіпсіздігін де сақтайды.

Релелерге сүйенуді алдын ала техникалық қызмет көрсету практикасымен теңестіру

Реле тез қорғаныс қамтамасыз етеді, бірақ көптеген тәжірибелі техниктер нақтырақ нәтиже алу үшін оларды тоқсан сайынғы импеданс тестері мен инфрақызыл сканерлеу сияқты тексерістермен бірге қолдануды ұсынады. Себебі осы қосымша әдістер стандартты релелер толығымен байқай алмайтын уақыт өте жұмыр кеткен изоляция немесе баяу әлсірейтін контактілер сияқты біртіндеп дамитын ақауларды уақтылы анықтайды. Өткен жылы өнеркәсіптік техникалық қызмет көрсету тәжірибелеріне жасалған соңғы шолу релелік жүйелерін осындай ынталандырушы әдістермен үйлестірген компаниялардың өте жақсы нәтижелерге жеткенін көрсетті. Кәсіпорындар релелік қорғанысқа ғана сүйенбей, екі жақты тәсілді қолданған кезде электрқозғалтқыштардың жұмыс істеу мерзімі орташа есеппен 70%-ға жуық ұзарды.

Ақылды фазалық тізбек релелері және IoT-ні қолданатын болжамды қорғаныс бағыттары

Релелердің ең соңғы буынында енді IoT мүмкіндіктері бар, бұл инженерлерге желінің жағдайын алысқа бақылауға мүмкіндік береді. Бұл құрылғылар жүйенің бойынша гармоникалық бұрмалау деңгейлері мен температура өзгерістері сияқты нәрселерді бақылау үшін әртүрлі дабылдағыштарды қамтиды. Саланың бірнеше ірі өндірушілеріне сәйкес, олар потенциалды ақауларды алдын ала 8-ден 12 сағатқа дейін анықтай алатын қолданбалы алгоритмдерді 2022 жыл шамасында қолдана бастағаннан бері фазаларға қатысты ақаулар шамамен үштен бір бөлікке азайды. Реле ақпаратын болжаулы техникалық қызмет көрсету бағдарламасына тікелей қосу арқылы бұл заманауи жүйелер компаниялардың Industry 4.0 қауіпсіздік талаптарын орындауына көмектеседі және техниктердің күтпеген бұзылулармен күресуіне қарамастан, жоспарланған техникалық қызмет көрсету терезесі кезінде мәселелерді шешуіне мүмкіндік береді.