Реле напряжения или автоматическое переключение фазы: что выбрать

Скачки, провалы и другие отклонения напряжения могут привести к некорректной работе или отключению электрического оборудования. В трехфазной сети возможна ситуация, когда на одной из фаз напряжение выходит за допустимые пределы или полностью пропадает, а на других фазах параметры остаются нормальными.

Какое устройство использовать в такой ситуации, зависит прежде всего от типа нагрузки.

Если нагрузка трехфазная, для ее защиты применяют трехфазное реле контроля напряжения и фаз. Переключить такой потребитель с одной фазы на другую нельзя: для его работы необходимы все три фазы.

Если нагрузка однофазная, но питание доступно от трехфазной сети, появляется другой вариант — автоматический переключатель фаз. При проблемах на фазе, от которой в данный момент питается нагрузка, он может переключить ее на другую фазу с допустимым напряжением.

Поэтому реле напряжения и автоматический переключатель фаз нельзя считать прямыми аналогами. Они применяются для разных задач и разных схем электроснабжения.

Что делает реле напряжения

Реле напряжения контролирует параметры электрической сети и при выходе контролируемых величин за установленные пределы отключает нагрузку непосредственно либо через коммутационный аппарат — в зависимости от модели и схемы подключения.

После восстановления нормальных параметров сети питание может быть восстановлено автоматически с установленной задержкой.

В зависимости от конкретной модели устройство может контролировать:

• повышенное и пониженное напряжение;
• наличие фаз;
• последовательность чередования фаз;
• перекос фаз;
• другие параметры сети.

При этом нужно различать однофазные и трехфазные реле.

Однофазные реле напряжения применяются для защиты однофазных потребителей.

Трехфазные реле контроля напряжения и фаз используются для защиты трехфазного оборудования и контроля параметров трехфазной сети.

Например, РНПП-301 контролирует допустимый уровень фазного или линейного напряжения, наличие и симметричность фаз, а также правильность их чередования. При возникновении аварийного режима устройство отключает нагрузку через цепь управления магнитным пускателем.

Основной принцип работы можно представить так:

Параметры сети в норме → оборудование работает

Возник аварийный режим → оборудование отключается

Параметры восстановились → после установленной задержки работа может быть возобновлена

Таким образом, основная задача реле — защита оборудования путем отключения при недопустимых параметрах сети.

Что делает автоматический переключатель фаз

Автоматический переключатель фаз применяется по другому принципу.

Он предназначен для однофазной нагрузки, которая получает питание от трехфазной сети с нейтралью.

Предположим, нагрузка подключена через переключатель фаз и в данный момент питается от приоритетной фазы L1. Напряжение на L1 вышло за установленные пределы или полностью исчезло, но на L2 или L3 оно остается допустимым.

В этом случае устройство может не просто отключить нагрузку, а переключить ее на резервную фазу.

Упрощенно алгоритм выглядит так:

нагрузка питается от приоритетной фазы L1

↓

напряжение L1 вышло за установленные пределы

↓

проверяются резервные фазы

↓

при наличии фазы с допустимым напряжением нагрузка переключается на нее

Именно для такой задачи предназначены электронные переключатели фаз ПЭФ компании «Новатек-Электро».

Например, ПЭФ-301 предназначен для питания промышленной и бытовой однофазной нагрузки от трехфазной четырехпроводной сети. Устройство контролирует напряжение фаз и при недопустимом напряжении на приоритетной фазе переключает нагрузку на другую фазу, параметры которой находятся в установленных пределах.

Для нагрузки до 16 А ПЭФ-301 допускает прямое подключение. При большей мощности переключение выполняется с помощью соответствующих магнитных пускателей (контакторов).

Таким образом, основная задача автоматического переключателя фаз — сохранить питание однофазного потребителя за счет использования другой доступной фазы трехфазной сети.

Главное отличие: тип нагрузки и алгоритм работы

Сравнивать эти устройства только по принципу «реле отключает, а ПЭФ переключает» не совсем правильно.

Сначала необходимо определить тип нагрузки.

Если нагрузка трехфазная

Автоматический переключатель фаз ПЭФ для нее не применяется.

Трехфазному потребителю для нормальной работы необходимы три фазы. При исчезновении одной из них или возникновении других недопустимых параметров трехфазное реле контроля должно обнаружить аварийный режим и отключить оборудование.

Если нагрузка однофазная

Здесь возможны разные решения.

Если требуется только защитить потребитель от повышенного или пониженного напряжения, можно использовать соответствующее однофазное реле напряжения.

Если же имеется трехфазный ввод и необходимо по возможности сохранить питание однофазного потребителя при проблемах на одной из фаз, можно использовать автоматический переключатель фаз.

Например:

L1 — 170 В
L2 — 230 В
L3 — 228 В

Если однофазная нагрузка питается через обычное реле напряжения от L1, при достижении установленного нижнего порога она будет отключена.

Если та же однофазная нагрузка подключена через автоматический переключатель фаз, устройство сможет перевести ее на L2 или L3 при условии, что напряжение соответствующей фазы находится в допустимых пределах.

Сравнение реле напряжения и автоматического переключателя фаз

Параметр	Реле напряжения	Автоматический переключатель фаз
Основная задача	Защита нагрузки при недопустимых параметрах сети	Сохранение питания однофазной нагрузки за счет переключения между фазами
Контроль напряжения	Да	Да
Отключение при недопустимом напряжении	Да	Да, если ни одна из доступных фаз не подходит
Переключение нагрузки между фазами	Нет	Да
Однофазная нагрузка	Да, при использовании соответствующего однофазного реле	Да
Трехфазная нагрузка	Да, при использовании соответствующего трехфазного реле	Нет
Требуется трехфазная сеть для работы устройства	Не всегда, зависит от типа реле	Да
Может сохранить питание при проблеме на одной фазе	Само по себе — нет	Да, если другая фаза имеет допустимые параметры
Заменяет резервный источник питания	Нет	Нет

Когда использовать реле напряжения

Реле напряжения выбирают, когда основная задача — защитить оборудование от работы при недопустимых параметрах электросети.

Для однофазного потребителя это может быть однофазное реле напряжения, которое отключает нагрузку при повышении или понижении напряжения.

Для трехфазного оборудования применяют трехфазные реле контроля напряжения и фаз.

Например, трехфазное реле может потребоваться для:

• электродвигателей;
• компрессорного оборудования;
• насосных установок;
• вентиляционного и климатического оборудования;
• станков;
• другого оборудования с трехфазным питанием.

В таких системах важно контролировать не только величину напряжения, но в зависимости от оборудования и модели реле также наличие всех фаз, их последовательность и симметричность.

Когда использовать автоматический переключатель фаз

Автоматический переключатель фаз имеет смысл, если одновременно выполняются два условия:

1. Нагрузка однофазная.

2. Для ее питания доступна трехфазная сеть с нейтралью.

В такой ситуации одну из фаз можно использовать как приоритетную, а остальные — как резервные.

Например, в доме имеется трехфазный ввод, а котел, автоматика или другое важное оборудование питается от одной фазы. Если напряжение на этой фазе выйдет за установленные пределы, переключатель сможет перевести нагрузку на другую фазу с допустимым напряжением.

Такой принцип может применяться для питания:

• систем отопления;
• автоматики;
• насосного оборудования;
• оборудования связи;
• систем безопасности;
• серверного и телекоммуникационного оборудования;
• других ответственных однофазных потребителей.

При выборе устройства необходимо учитывать допустимый ток нагрузки и схему подключения. Например, ПЭФ-301 позволяет непосредственно коммутировать нагрузку до 16 А, а для более мощных потребителей используется управление контакторами.

Что произойдет, если напряжение недопустимо на всех фазах

Автоматический переключатель фаз может поддерживать питание только тогда, когда хотя бы на одной из фаз напряжение соответствует установленным требованиям.

Если подходящей фазы нет, нагрузка будет отключена.

То же относится к полному исчезновению напряжения трехфазной сети: переключаться в такой ситуации некуда.

Если требуется сохранить электроснабжение даже при полном отключении внешней сети, необходим уже другой источник питания, например:

• ИБП;
• генератор;
• второй независимый ввод.

Для автоматического переключения между независимыми источниками питания применяются соответствующие схемы и устройства АВР.

Поэтому переключатель фаз не является резервным источником электроэнергии. Он только позволяет использовать доступные фазы одной трехфазной сети.

Если требуется защитить трехфазное оборудование

Для трехфазной нагрузки однофазные переключатели фаз ПЭФ не используются.

Если оборудование питается от трех фаз, необходимо контролировать параметры трехфазной сети и при возникновении опасного режима соответствующим образом отключать нагрузку.

Для этого применяются трехфазные реле контроля напряжения и фаз.

Например, РНПП-301 предназначен для контроля:

• допустимого уровня фазного или линейного напряжения;
• наличия фаз;
• правильности их чередования;
• симметричности сетевого напряжения.

При возникновении аварийной ситуации РНПП-301 воздействует на цепь управления магнитного пускателя, отключая трехфазную нагрузку.

Поэтому для трехфазного потребителя вопрос «реле напряжения или переключатель фаз?» фактически не стоит: ПЭФ, предназначенный для однофазных нагрузок, здесь не является альтернативой трехфазному реле контроля.

Можно ли использовать реле напряжения и переключатели фаз в одной сети

Да. Но речь идет не о последовательной установке двух устройств для одной и той же функции, а о защите разных групп потребителей.

Например, на объекте с трехфазным вводом могут одновременно находиться:

• трехфазный электродвигатель, защищаемый соответствующим трехфазным реле;
• однофазная автоматика, для которой желательно обеспечить автоматический выбор доступной фазы;
• обычные однофазные потребители, защищаемые однофазными реле напряжения.

То есть разные устройства могут использоваться в пределах одной системы электроснабжения, если они решают разные задачи.

Что выбрать: простой алгоритм

Начать выбор следует с определения типа нагрузки.

1. Нагрузка трехфазная?

Если да, однофазный автоматический переключатель фаз не используется. Для контроля сети и защиты оборудования необходимо подбирать соответствующее трехфазное реле контроля напряжения и фаз либо другое специализированное устройство защиты.

2. Нагрузка однофазная?

Тогда нужно определить, от какой сети она питается.

Если доступна только одна фаза, переключать нагрузку некуда — для защиты можно использовать однофазное реле напряжения.

Если имеется трехфазный ввод с нейтралью, можно рассматривать автоматический переключатель фаз.

3. Достаточно отключить нагрузку при плохом напряжении?

Если да, подойдет соответствующее реле напряжения.

4. Нужно по возможности сохранить питание однофазной нагрузки?

Если да и имеются другие фазы с допустимым напряжением, имеет смысл использовать автоматический переключатель фаз.

5. Нужно сохранить питание даже при полном исчезновении напряжения во внешней сети?

В таком случае ни обычное реле напряжения, ни переключение между фазами эту задачу полностью не решают. Потребуется резервный источник питания.

Реле напряжения или автоматический переключатель фаз: итог

Реле напряжения и автоматический переключатель фаз решают разные задачи, поэтому выбирать между ними следует прежде всего исходя из типа нагрузки и требуемого алгоритма работы при аварии.

Для трехфазной нагрузки применяют соответствующие устройства контроля и защиты трехфазной сети. Однофазные автоматические переключатели фаз для такой нагрузки не используются.

Для однофазной нагрузки реле напряжения позволяет отключить потребитель при недопустимом напряжении и восстановить питание после нормализации параметров сети.

Если же однофазный потребитель подключается к трехфазной сети и важно по возможности сохранить его питание, можно использовать автоматический переключатель фаз. При проблемах на приоритетной фазе он проверит резервные и переключит нагрузку на фазу с допустимым напряжением.

ПЭФ-301, ПЭФ-319 и ПЭФ-320 компании «Новатек-Электро» относятся именно к устройствам автоматического выбора фазы для питания однофазных потребителей.

Поэтому алгоритм выбора можно сформулировать так:

Трехфазная нагрузка → трехфазное устройство контроля и защиты.

Однофазная нагрузка + требуется защита отключением → реле напряжения.

Однофазная нагрузка + трехфазный ввод + желательно сохранить питание → автоматический переключатель фаз.

Необходимо питание даже при полном исчезновении сети → требуется резервный источник питания.