Jste zde

Kontrolní relé pro ochranu napájení nejen čerpadel

Antonín Vojáček, 19. Květen 2010 - 19:12

Jak v průmyslovém, tak i domácím prostředí by dnes nemělo být skoro samozřejmostí zajistit u čerpadla či motoru základní ochranu proti zničení vlivem přetížení, výpadku některé s fází apod. Zvláště když v současnosti je trh zaplaven různými ochrannými i řídícími moduly, které toto pohodlně poskytují. Jedním z nich je i komplexní ochranné a kontrolní relé HPC od firmy Crouzet.

Čerpadla bývají často dost nákladná zařízení jejich ochrana proti přetížení, běhu naprázdno či u 3fázových provedení ochrana proti výpadku některé z fází je velmi vhodná. Pro tyto účely již různí výrobci nabízejí speciální ovládací relé, které tyto funkce ochrany poskytují. Například si zde stručně popíšeme relé s označením HPC od francouzské firmy Crouzet.

Relé HPC tedy slouží ke kontrole 1-fázových nebo 3-fázových čerpadel do 10 A. Hlavní funkcí tohoto relé spočívá v kontrole velikosti proudu napájející motor, v případě 3fáz. provedení dále ještě hlídán i sled a výpadek fází. Tím se motor čerpadla chrání nejen před spálením vinutí, ale i hlídá správný směr otáčení.

K připojení relé slouží sdružené měřící i napájecí vstupy L1, L2, L3 a E1, dva ovládací vstupy Y1 a Y2 a výstupní přepínací reléový kontakt na vývodech s čísly 12, 11 a 14. Ten reaguje na stav vstupů Y a naměřené / zjištěné stavy na vývodech L.

Zvlášť u vstupů L1, L2 a L3 se nenechte zmást tímto popisem. Při podrobném zkoumání možného zapojení modulu datasheetu totiž zjistíte, že každý vstup má velmi odlišnou funkci. Hlavní rozdíl je ten, že pro měření úrovně proudu slouží jen vstup L2 a to i v případě, že HPC relé využíváte v jednofázové síti. Proud vstupující do L2 pak vychází výstupem E1 dále do napájeného zařízení (motoru čerpadla). Dvojce vývodů L2 – E1 tak tedy funguje jako proudový senzor, jehož výsledky se vyhodnocují z pohledu detekce nadproudu / podproudu. Vývod L1 pak má funkci vývodu pro napájení modulu v 1fáz. i 3fáz. síti a zároveň u 3fáz. sítě funguje jako vstup pro sledování napětí fáze L1. Vstup L3 se pak u 1fáz. připojení vůbec nevyužívá a u 3fáz. zapojení slouží pro sledování napětí fáze L3. Jde tedy o čistě napěťový vstup.

Pomocí vstupů Y1 a Y2 se provádí zapnutí čerpadla či reset chyby, tedy přesněji inicializace přepnutí beznapěťového kontaktu relé na vývodech 12, 11 a 14 do aktivního stavu, tedy konkrétně zkratu vývodů 11 a 14. Funkce se liší dle přepínačem zvoleného režimu Single či Double. V prvé případě slouží k zapnutí/ vypnutí jen vstup Y1 a Y2 má funkci kvitace hlášení chyby (reset relé). V druhém případě se musí pro spuštění čerpadla aktivovat oba vstupy Y a případný reset z poruchy se provádí odpojení napájecího napětí na vstupech L.

Základní zapojení kontrolního relé Crouzet HPC - vlevo v 3fáz. síti 400 V, vpravo v klasické 1 fáz. síti 230 V.

Tím se plynule přesouváme k popisu voličů na čelní straně relé. Těch je zde celkem pět. Méně nápadný zapuštění volič hned v horní části pouzdra vedle názvu firmy Crouzet se nachází přepínač mezi 1-fáz. a 3-fáz. funkcí, který dále zahrnuje i již zmíněnou volbu Single / Double funkce vstupů Y. Pod ním se již nacházejí dvě svisle pod sebou umístěná „točítka“ s označením „Over“ (přes) a „Under“ (pod) s jejichž pomocí se definuje běžné rozmezí provozní napájecích proudů, tedy zda není čerpadlo přetíženo (nadproud „Over“) nebo zda neběží naprázdno (podproud „Under“). Nastavit lze plynule hodnoty v rozmezí 0 až 10 A, přičemž je modulem měřena skutečná efektivní hodnota „True RMS“ (TRMS). Tedy i v případě harmonického zkreslení signálu bude měření přesné a funkce správná.

Reakce výstupního relé na poruchu a její odkvitování pomocí vstupů Y a vypnutí/zapnutí napájení U
(osa U = přítomnost napájení, osy Y1 a Y2 = signál na vstupech Y, osa (1) = hlášení poruchy, osa (2) = přepnutí relé)

Nakonec jsou tu vedle sebe dva nejníže umístěné voliče nastavení časových konstant Ti a Tt. První z nich slouží k nastavení netečnosti relé na přechodové děje při rozběhu motoru v úseku 1 až 60 sekund, zatímco druhým se nastavuje zpoždění reakce na detekované chyby v rozsahu 1 až 10 sekund.

Z pohledu optické signalizace jsou v relé vestavěny 3 indikační LED: zelená LED značí přítomnost napájecího napětí (Un), žlutá signalizuje sepnutí výstupního relé (R) a poslední také žlutá LED s popisem „Def“ indikuje poruchu / chybu.

Reakce výstupního relé na přítomnost nadproudu (vlevo) a podproudu (vpravo) -
osa U = přítomnost napájení, osa (1) = nadproud, osa (2) = hystereze, osa (3) = reakce výstupního relé.

Základní parametry (dle údajů výrobce):

Napájecí napětí Un: 3fáz. 400 V AC nebo 1-fáz. 230 V AC
Spotřeba: 5 VA
Odolnost proti výpadkům: 500 ms
Měřící proudový okruh:
- Měřící rozsah proudu na vývodech L2-E1: 1 až 10 A AC
- Vstupní odpor proud. okruhu L2-E1: 0,01 ohmů
- Pevný nadproudový limit na vývodech L2-E1: 11 A
- Dovolené pulsní přetížení: 50 A < 1 s
- Měřící perioda: 150 ms /True RMS měření
- Nastavitelná horní hranice proudu: 1 až 10 A
- Nastavitelná dolní hranice proudu: 1 až 10 A
- Pevná hystereze: 5% rozhodovacích mezí
Časování:
- Zpoždění reakce po připojení napájení (Ti): 1 až 60 s (0, + 10%)
- Zpoždění reakce po vyhodnocení chyby (Tt): 0,1 až 10 s (0, + 10%)
- Resetovací čas: 2 s
Výstup:
- Typ výstupu: 1 reléový přepínací kontakt
- Max. spínací napětí: 250 V AC/DC
- Max. spínací proud: 5 A AC/DC
- Min. spínací proud: 10 mA / 5 V DC
- Životnost: 100 tis. přepnutí

Závěr

Co říct ke kontrolnímu relé HPC? Jen asi to, že jeho plus je sdružení více funkcí do jednoho modulu, mínus asi alespoň pro mě trošku nelogické zapojení vstupů a jejich značení.

Autor: Antonín Vojáček