EN
Фазалық реттілік релесі қалай кері фазалық реттілікті анықтайды және оның алдын алады
Негізгі жұмыс принципі: Кернеу фазорының айналуын талдау
Фазалық реттілік релелері үш фазалық жүйелерде кернеу фазорларының айналуын бақылайды, ол үшін фазалар арасындағы бұрыштық қатынастарға назар аударады. Негізінде олар дұрыс реттілікті (мысалы, А-В-С) және реттіліктің ауысуын (мысалы, С-В-А) ажыратады. Барлығы сағат тілі бағытымен айналған кезде — бұл қалыпты жұмыс режимі. Ал егер ол сағат тіліне қарсы бағытта айналса? Бұл жағдай өте қауіпті, себебі фазалардың реттілігі бұзылған, сондықтан жүйені тезірек тоқтату қажет. Неге бұл оңай қабылданбайды? Өйткені өткен жылғы «Электр қауіпсіздігі журналы»на сәйкес, индустриялық электр қозғалтқыштарының шамамен 80%-ы фазалық ақауларға байланысты істен шығады. Бұл релелер кернеу үлгілерін әр қуат циклында кемінде 200 рет үлгілеу үшін ескі заманғы электромагниттік немесе жаңа қатты денелі технологиялармен жұмыс істейді. Осылайша олар нақты зақымдану пайда болмас бұрын ақауларды өте тез анықтайды.
Ішкі логика: нөлдік өту уақыты, фазалық бұрышты салыстыру және блокталған шығыстар
Реле ішкі логикасы үш ықпалдастырылған кезеңді орындайды:
- Нөлдік өту анықтауы : Әр фазаның теріс кернеуден оң кернеуге өтуін дәл уақытша белгілейді.
-
Фаза бұрышын салыстыру : Айналу бағытын анықтау үшін тізбектегі фазалар арасындағы уақыттық кешігулерді есептейді. Мысалы:
Фаза жұбы Қалыпты реттегі кешігу Кері реттегі кешігу А-дан В-ға 5,5 мс 10,5 мс B-ден C-ге 5,5 мс −10,5 мс - Қосылу шығыстары : Өлшенген кешігулер күтілетін мәндерден ±2 мс-тен артық ауытқыса, 15 мс ішінде авариялық сигнал береді. Шығыс қолмен қайта орнатылғанша қосылу күйін сақтайды — бұл қауіпті жағдайларға автоматты түрде қайта қосылуға кедергі келтіреді және жабдықты жұмыс істейтін беттердің тозуынан, сорғының кавитациясынан немесе компрессордың майсыздығынан қорғайды.
Қозғалтқыш зақымдануы мен өндірістік үзілістерге қарсы маңызды қорғаныс
Индукциялық қозғалтқыштарда, сорғыларда және компрессорларда кері айналу қаупі
Қуат фазалары ретінен шығып кеткенде, айналдырғыш электр қозғалтқыштар, сорғылар және компрессорлар кері бағытта айнала бастайды. Бұл құбылыс күнделікті техникалық қызмет көрсету жұмыстары кезінде, электр энергиясын қамтамасыз ету ұйымдары қор көздерін ауыстырғанда немесе электр желісінде ақаулар пайда болғанда жиі кездеседі. Нәтижесінде механикалық тұрғыдан қатты зақымдану орын алады. Роликті тірек бұрыштары осындай кернеуге шыдамды емес болғандықтан, бұқауға түсуі мүмкін. Сорғылардың ішіндегі импеллер кавитация әсерінен тезірек тозады, ал сальниктер қысым айырмашылықтары қажетті деңгейде болмағандықтан, толығымен бұзылады. Нақты айтқанда, сорғылар үшін кері ағыс олардың құрғақ жұмыс істеуіне және қатты гидравликалық соққыға ұшырауына әкеледі. Компрессорлар да өз проблемаларына ие: олар майлауды жоғалтады, ал клапандардың ашылу уақыты бұзылады. Кері бағытта жұмыс істеп отырған қозғалтқыштар шамамен 15–20 пайызға қызады, себебі салқындату желдеткіштері дұрыс жұмыс істемейді, бұл изоляцияның тез бұзылуын тездетеді. Сала бойынша хабарламаларға сәйкес, бұл фазалық ақаулар сұйықтықтармен жұмыс істейтін жүйелердегі барлық қозғалтқыштардың шамамен төрттен бірінің шығуына себепші болады. Мұның қызығы: егер кім де байқамаса, 2 пайыздық кішкентай кернеу теңсіздігі де сағаттар ішінде ауыр механикалық кернеуге әкеледі.
Шынайы әлемдегі әсер: Автомобиль жинақтау сызығының тоқтап қалуы бойынша жағдай зерттеуі
Саладағы есептерге сәйкес, бір ірі автокөлік зауыты өз станциясында фаза реверсінің проблемасын уақытылы анықтай алмағаны үшін өткен жылы шамамен 740 мың доллардың шығынын тапты. Тасымалдаушы ленталар кері бағытта жұмыс іске қосылып, роботтандырылған дәнекерлеу құрылғыларымен барлық түрлі ақаулар туғызды, сонымен қатар бірнеше жетек шынжырларын сындырды. Бұл ақау 11 сағатқа созылған тоқтатуға әкелді, нәтижесінде зауыт шамамен 2300 автокөлік шығара алмады. Оқиғаның себептерін талдағаннан кейін сарапшылар фаза реті релеcі орнатылған болса, оқиға нашарламас бұрын қуат 0,1 секунд ішінде өшірілген болар еді деп болжайды. Бұл релелер PLC жүйелеріне қосылуы мүмкін, сондықтан құрылғылар барлығы дұрыс тексерілгенге дейін өшіріліп тұрады. Осы қарапайым шешім зауытқа көптеген қаражат үнемдей алған болар еді, себебі автокөлік саласында өндірістің тоқтатылуы сағатына шамамен 24 мың долларға тұрады. Сонымен қатар, бұл шешім электр қозғалтқыштарының орамдарының ұзақ уақыт кері бағытта жұмыс істеуінен күйіп кетуін де болдырмақшы, сонымен қатар гидравликалық сораптардың жарылып кетуі мүмкін қауіпті жағдайларды да болдырмайды.
| Қорғаныс әдісі | Фазалы релей | MPCB (электр қозғалтқышын қорғайтын тізбек үзгіші) |
|---|---|---|
| Негізгі рөл | Кері айналуды болдырмау | Асырған жүктемелер мен қысқа тұйықталуларға қарсы қорғау |
| Жауап беру уақыты | <100 мс | 200 мс − 2 секунд |
| Салыстырмалы апат болдырмау | Механикалық бұзылу | Жылулық зақымдану |
Фаза ретін тексеруді токқа негізделген қорғамен ұштастыру миссиялық маңызы жоғары процестерде электр қозғалтқыштарын алмастыру шығындарын 37% қысқартады.
Фаза реті релеcінің заманауи қорғау және басқару жүйелеріне интеграциясы
Қосқыштармен, ПЛК-пен және автоматты қайта қосу схемаларымен ықпалдастыру
Фазалық реттілік релелері дұрыс емес фазалық реттілікті анықтаған кезде, олар электр қуатын шамамен сәттілікпен өшіру үшін автоматтық қосқыштармен бірге жұмыс істейді, сондықтан жабдыққа зақым келуі алдын-ала болдырмалады. Бұл құрылғылар цифрлық кіріс/шығыс модульдері арқылы ПЛК жүйелеріне қосылады, бұл айналдырғыштарды кезеңді түрде тоқтату, бір-бірімен блокталған клапандарды жабу немесе өндіріс сызықтары бойынша тревогаларды күшейту сияқты автоматты іс-әрекеттерді іске асыруға мүмкіндік береді. Автоматты қайта қосу жағдайларында релелер негізінде қуатты қайта орнатуға кез келген тырысуға кедергі келтіретін қауіпсіздік қақпалары ретінде қызмет етеді, бұл тек дұрыс фазалық реттілік расталғаннан кейін ғана іске асады. Мұндай координация зақымданудың алдын-ала болдырмауына, өндірістік жабдықтардың (мысалы, өнеркәсіптік сорғылардың) кері айналуынан туындайтын апаттарды болдырмауға, сонымен қатар компрессорларды қажет болған кезде әрекетке дайын ұстауға ықпал етеді; барлығы бұл — критикалық операциялар кезінде қатты апаттарды болдырмау үшін дәл уақытта іске қосылатын қайта іске қосу процедуралары арқылы қамтамасыз етіледі.
Қашықтан бақылау мен тревогаларды хабарлау үшін SCADA және цифрлық подстанцияларды интеграциялау
Цифрлық трансформаторлық подстанциялар нақты уақыттағы кернеу фазалық векторлары туралы ақпаратты IEC 61850 GOOSE және SV хабарламалары арқылы тікелей SCADA жүйелеріне жіберу үшін фазалық реттілік релелеріне сүйенеді. Егер не болса да ақау пайда болса, операторлар бірден ескертпелерді алады, сонымен қатар фазалық бұрыштарды көрсететін анық көрнекіліктер беріледі, оларға проблемалар ірі қиындықтарға айналмас бұрын тез әрекет етуге мүмкіндік береді. Жүйе сонымен қатар болжамды техникалық қызмет көрсетудің жұмыстарына көмектеседі. Егер кернеу теңсіздігінің тенденциялары байқалса немесе жабдық үнемі апатқа ұшырау шегіне жақындаса, бұл алдын ала белгіленген тексерулерді мерзімінен бұрын жоспарлауға себеп болады. Су тазарту қондырғылары мен ауруханалар сияқты электр қоректендірудің сенімділігі ең маңызды болатын орындарда қашықтан бақылау қызметкерлердің жабдықты физикалық түрде тексеруге қажеттілігін азайтады. Бір уақытта барлық бұл іс-әрекеттер аудит іздерін қалдырады, олар кез келген уақытта қарастырылуы мүмкін, сондықтан бұл жүйе доғалық шығу қауіпсіздігі бойынша NFPA 70E стандарттарына сәйкестікті қамтамасыз етеді.
Сәйкестік, стандарттар және маңызды инфрақұрылымда қолданылуы
IEC 60204-1 стандарты (машиналардың электр жабдықтары үшін) және NEC 430.83(A)(2) мақаласы (қозғалтқыштардың тізбектері туралы) сияқты халықаралық қауіпсіздік стандарттары осы фазалар ретін бақылайтын релелерді талап етеді, себебі олар қауіпті кері айналымдарды тоқтату үшін фазаларды бақылайды. Мысалы, ауруханаларда өте маңызды вентиляторлар мен генераторлардың суыту желдеткіштері дұрыс бағытта айналуы үшін олар қажет. Деректер орталықтары да осы релелерді суытылатын су жүйелерін дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін орнатады. Электр станциялары оларды көмекші судың берілуін қамтамасыз ететін сорғылар мен авариялық дизельді генераторларға да орнатады. Егер кәсіпорындар бұл ережелерге бағынбаса, апат өте жылдам пайда болады. Мысалы, өрт сөндіргіш сорғылар кері бағытта айналса немесе серверлік фермалардағы суытқыштар қатты құлаған жағдайда не болар еді? Бүкіл операциялар бірнеше минут ішінде тоқтап қалуы мүмкін. Сондықтан NFPA 70E нұсқаулығына сәйкес бұл релелерді жылына бір рет тексеру қажет. Тексерулер олардың дәлдігін, уақытша реакциясын және дұрыс блокталуын бағалайды. Бұл маңызды стандарттарға сәйкестікті сақтаумен қатар, тұрақты инфрақұрылымды қолдауға көмектеседі.
