Коју улогу фазно реле игра у енергетским системима?

Како реле фазног секвенца открива и спречава обрнути редослед фазе

Основни принцип рада: Анализа ротације фазора напона

Фазни релеи се држе на јазиру како се фазори напона окрећу у трифазним системима гледајући у однос углова између фаза. Они у основи кажу разлику између правог поретка (као А-Б-Ц) и када се ствари преврте (Ц-Б-А уместо тога). Када се све окреће у правцу сатника, то значи пословање као и обично. Али ако почне да иде против часовниковог правека? То је лоша вест јер значи да је редослед фазе погрешио и да се мора брзо искључити. Зашто је ово толико важно? Па, према часопису за електричну безбедност из прошле године, скоро 8 од 10 промјерних падова мотора заправо потичу од проблема везаних за фазе. Ови релеји раде са старошколским електромагнетним или новијом технологијом чврстог стања да би пробали оне обрасце напона најмање 200 пута током сваког циклуса напајања. То им омогућава да брзо увидје проблеме пре него што изазову озбиљну штету.

Интерна логика: Временски пролаз нуле, упоређивање фазног угла и излаз за затварање

Интерна логика релеја извршава три координиране фазе:

1. Откривање нулте-кресања : Прецизно одражава време сваког фазе преласка са негативног на позитиван напон.
2. Сравњење фазног угла : Израчунава временска кашњења између узастопних фаза за одређивање правца ротације. На пример:

   Фаза пар	Нормално одлагање секвенце	Одлагање реверзног секвенца
   А до Б	5,5 мс	10,5 мс
   Б до Ц	5,5 мс	- 10, 5 мисисека

3. Излаз за затварање : Издава сигнал за покретање у року од 15 мисисека ако се мерена кашњења одступају за више од ± 2 мисисека од очекиваних вредности. Излаз остаје закључан док се не ресетује ручно, спречавајући аутоматско поновно напајање у несигурне услове и штити опрему од оптерећења, кавитације пумпе или нестајања уља компресора.

Критична заштита од оштећења мотора и поремећаја процеса

Ризици од обрнуте ротације у индукционим моторима, пумпама и компресорима

Када се фазе напајања погоршају, индукциони мотори, пумпе и компресори почињу да се окрећу уназад, што се често дешава током рутинског одржавања, када комуналне компаније мењају изворе или када постоје проблеми са електричном мреже. Оно што следи је прилично штетно механички говорећи. Лежаји се обично затварају јер нису дизајнирани за овакав стрес. Повртачи унутар пумпа брже се издржу због такозваног ефекта кавитације, док се запечатања потпуно ослабе јер разлике у притиску нису оне које би требало да буду. За пумпе посебно, овај реверзни проток значи да су суви и да пате од хидрауличких удара. Компресори се такође суочавају са својим проблемима - губе мачење и време клапана се све збуњује. Мотори који раде у реверсу заправо се загревају за око 15 до 20 посто јер фанци за хлађење више не раде исправно, што убрзава бржу разбијање изолације. Према извештајима из индустрије, ови проблеми са фазама одговорни су за отприлике четвртину свих моторних неуспјеха у системима који управљају течностима. И овде је нешто занимљиво: чак и мала дисбаланса напона од само 2% може довести до озбиљног механичког стреса за неколико сати ако нико не примети да се то дешава.

Утјецај у стварном свету: студија случаја о неактивностима у аутомобилској монтажној линији

Једна велика фабрика аутомобила изгубила је око 740 хиљада долара прошле године, према извештајима индустрије, када нису ухватили проблем са обрном фазе током рада на подстанци. Конвејерски траке су почеле да се одвијају уназад, што је изазвало све врсте проблема са роботичким заваривачима и заправо је прекинуло неколико ланца за погон. Овај неред је довео до 11 сати затварања који је спречио производњу око 2.300 аутомобила. Гледајући уназад на оно што се догодило, стручњаци кажу да би, да су инсталирали реле фазног секвенца, могао да искључи струју за само 0,1 секунди пре него што се ствари погоршале. Ови релеји могу бити повезани са ПЛЦ системима тако да машина остаје искључена док све не провјери правилно. То једноставно решење би им уштедило тоне новца, јер су заустављања производње коштала око 24 хиљаде долара сваки сат у ауто-бизнису. Плус спречава и друге проблеме као што су изгореле намотавине мотора да се превише дуго и опасно крећу уназад, у ситуацијама када хидрауличке пумпе могу експлодирати.

Комбиновање верификације фазног секвенца са заштитом заснованом на струји смањује трошкове замену мотора за 37% у процесима критичних за пословање.

Интеграција фазног релеа у модерне системе заштите и контроле

Координација са прекидачима кола, ПЛЦ-овима и аутоматским рецлоцинг шемама

Када релеји фазног редеца открију нетачан редослед фазе, они раде руку под руку са прекидачима да би скоро одмах прекинули струју, спречавајући оштећење опреме пре него што се то деси. Ови уређаји се повезују са ПЛЦ системима користећи дигиталне улазне/излазне модуле, што омогућава аутоматске акције као што су искључивање мотора у фазама, затварање вентила који су међусобно закључени или ескалација аларма преко производних линија. За ситуације аутоматског затварања, релеји у основи служе као безбедносна врата која заустављају сваки покушај обнављања енергије док се не потврди тачан низа фаза. Оваква координација чини да ствари раде глатко на фабричким спратима, спречавајући те непријатне реверзне ротације које могу уништити индустријске пумпе и одржавајући компресоре спремни за акцију када је потребно, све захваљујући пажљиво уписаним процедурама за поновно покретање које спречавају изненадне неуспехе

Интеграција СЦАДА и дигиталне подстанице за удаљено праћење и алармирање

Цифране подстанице се ослањају на фазне релееве за слање фазорских информација о напону у реалном времену користећи ИЕЦ 61850 ГОСЕ и СВ поруке директно у СЦАДА системе. Када нешто не иде како треба, оператери добијају хитне упозорења заједно са јасним визуелним сликама које показују фазне углове, што им омогућава да брзо пређу у ситуацију пре него што се проблеми прерасте у веће проблеме. Овај систем такође помаже у предвиђању рада одржавања. Ако постоје трендови који показују неравнотежу напона или ако се опрема стално приближава кочију, то покреће заказану проверу пре заказаног времена. За места као што су опрема за пречишћавање воде и болнице где је поузданост енергије најважнија, удаљено праћење смањује колико често особље мора физички да проверава опрему. Истовремено, све је у складу са стандардима НФПА 70Е у погледу безбедности лука, јер све ове активности остављају аудитску трагу коју се може прегледати у било ком тренутку.

У складу са стандардима и примјеном у критичној инфраструктури

Међународни безбедносни стандарди као што су ИЕЦ 60204-1 за електричну опрему за машине и НЕЦ члана 430.83 ((А) ((2) о моторним колама заправо захтевају ове релеје фазног секвенца јер надгледају фазе како би зауставили опасне обрне у критичним местима. Замислите болнице које их требају тако да су витални вентилатори и фанци за хлађење генератора који се окрећу у правом правцу. И центри за податке их постављају само да би се ти системи хладне воде одржавали у исправном раду. Електроцентрале их стављају на ствари као што су помоћне пумпе за подајућу воду и хитне дизел генераторе. Када објекти не прате ова правила, катастрофа се брзо дешава. Замислите шта би се десило ако би се пожарне пумпе почеле окретати уназад или да су хладилници на серверским фармама изненада пропали. Целе операције могу бити искључене за неколико минута. Зато се у прописима инсистира на томе да се ови релеји провере једном годишње према НФПА 70Е смерницама. Тести се баве колико су тачни, како реагују у право време и да ли се правилно заткључе. То помаже да се одржи отпорна инфраструктура, а истовремено и да се испуњавају сви ови важни стандарди.