Rơle điều khiển điện áp: nguyên lý hoạt động, sơ đồ, sắc thái kết nối

Hiện tượng sụt điện áp không phải là hiếm ở các hộ gia đình.Chúng xảy ra do sự hao mòn của mạng điện, đoản mạch và phân bổ tải không đồng đều giữa các pha riêng lẻ.

Kết quả là các thiết bị gia dụng không nhận đủ điện hoặc bị cháy do dư thừa. Để tránh những vấn đề này, nên lắp đặt rơle điều khiển điện áp (VCR).

Chúng tôi đề xuất tìm hiểu những lợi ích mà việc sử dụng một thiết bị như vậy mang lại, sự khác biệt giữa RLV và bộ ổn định là gì, cách chọn rơle phù hợp và kết nối nó.

Tại sao bạn cần một rơle điều chỉnh điện áp?

Tên thích hợp cho thiết bị được đề cập là “rơle điều khiển điện áp”. Nhưng từ giữa trong các cuộc trò chuyện giữa các thợ điện thường không nằm trong thuật ngữ này.

Về nguyên tắc, đây là một thiết bị an toàn điện giống nhau. Thêm vào đó, thiết bị này thường được gọi là “bảo vệ không bị đứt”. Tại sao sẽ trở nên rõ ràng dưới đây.

Đừng bối rối máy RCD và RKN. Cái trước bảo vệ đường dây khỏi quá tải và ngắn mạch, và cái sau bảo vệ khỏi sự đột biến điện. Đây là những thiết bị có mục đích chức năng khác nhau.

Nhiệm vụ chính của RKN là ngắt kết nối các thiết bị điện khỏi mạng khi điện áp trong đó quá cao hoặc quá thấp để thiết bị kết nối với nguồn điện không bị hỏng.

Dòng chữ “~220 V” quen thuộc với tất cả người Nga. Các thiết bị gia dụng nối với ổ cắm hoạt động ở điện áp xoay chiều này trong nhà.Tuy nhiên, trên thực tế, điện áp tối đa trong mạng điện gia đình chỉ dao động quanh mốc này với mức chênh lệch +/-10%.

Trong một số trường hợp, sự khác biệt đạt giá trị lớn. Vôn kế có thể hiển thị mức giảm lên tới 70 và mức tăng lên tới 380 W.

Đối với kỹ thuật điện, cả điện áp quá thấp và quá cao đều nguy hiểm. Nếu máy nén tủ lạnh không nhận đủ điện, đơn giản là nó sẽ không khởi động. Kết quả là thiết bị chắc chắn sẽ quá nóng và hỏng hóc.

Ở điện áp thấp, người bình thường trong hầu hết các trường hợp thậm chí không thể xác định bề ngoài liệu thiết bị có hoạt động bình thường hay không trong tình huống như vậy. Nhìn bề ngoài, bạn chỉ có thể nhìn thấy những bóng đèn sợi đốt phát sáng lờ mờ, điện áp được cung cấp ít hơn mức cần thiết.

Với mức bùng nổ cao, mọi thứ đơn giản hơn nhiều. Nếu bạn áp 300-350 W vào nguồn điện của TV, máy tính hoặc lò vi sóng thì tốt nhất cầu chì trong chúng sẽ nổ. Và thường thì họ sẽ “cháy hết mình”. Và cũng tốt nếu không có sự đánh lửa thực sự của thiết bị và không có lửa.

Các tòa nhà chung cư thường được cấp điện từ mạng ba pha 380 V và căn hộ đã có sẵn hệ thống dây điện 220 V một pha từ bảng điện trên sàn

Các vấn đề chính về sụt áp trong các tòa nhà cao tầng phát sinh do điểm zero làm việc bị đứt. Dây này bị hỏng do thợ điện bất cẩn trong quá trình sửa chữa, hoặc đơn giản là nó bị cháy do tuổi già.

Nếu ngôi nhà trên đường truy cập có một bộ bảo vệ cần thiết ở mức hiện đại, thì do sự cố như vậy, RCD tự động sẽ được kích hoạt. Mọi thứ kết thúc tương đối bình thường.

Tuy nhiên, trong kho nhà ở cũ, nơi không có cầu dao, việc mất số 0 dẫn đến mất cân bằng pha.Và sau đó ở một số căn hộ, điện áp trở nên thấp (50–100 V) và ở những căn hộ khác, điện áp trở nên cao đột ngột (300–350 V).

Ai sẽ kết thúc với những gì thoát ra khỏi ổ cắm phụ thuộc vào tải kết nối với lưới điện tại thời điểm cụ thể đó. Không thể tính toán chính xác và dự đoán trước điều này.

Kết quả là, đối với một số người, tất cả các thiết bị đều ngừng hoạt động, trong khi đối với những người khác, nó bị cháy do quá điện áp. Đây là nơi bạn cần một rơle điều khiển điện áp. Nếu có vấn đề phát sinh, nó sẽ tắt mạng, tránh làm hỏng TV, tủ lạnh, v.v.

Ở khu vực tư nhân, vấn đề tăng điện áp có phần khác. Nếu ngôi nhà nằm ở một khoảng cách rất xa so với máy biến áp đường phố, thì với mức tiêu thụ điện ngày càng tăng ở những ngôi nhà trước đó, tại thời điểm cực đoan này, điện áp có thể giảm xuống mức cực kỳ thấp.

Kết quả là, do thiếu “vôn” kéo dài, động cơ điện trong các thiết bị điện gia dụng chắc chắn sẽ bắt đầu cháy và hỏng.

Các loại thiết bị ILV

Tất cả các mô hình rơle thực hiện chức năng của bộ điều chỉnh điện áp được chia thành một pha và ba pha.

Rơle một pha. Thường được lắp đặt trong các ngôi nhà và căn hộ - không cần thêm gì trong các tấm nhà.

Trong các bảng điện của các tòa nhà tư nhân và chung cư, rơle một pha thường được sử dụng với thiết kế nhỏ gọn trên thanh ray DIN (+)

Rơle ba pha. Những RNA như vậy được thiết kế để sử dụng trong công nghiệp. Chúng thường được sử dụng trong các mạch bảo vệ của máy công cụ ba pha. Hơn nữa, nếu cần có một công tắc ba pha như vậy ở đầu vào của thiết bị phức tạp như vậy, thì nó thường được chọn ở phiên bản kết hợp với khả năng điều khiển không chỉ điện áp mà còn cả đồng bộ pha.

Nhược điểm chính và đồng thời là ưu điểm của rơle ba pha là tắt hoàn toàn nguồn ở đầu ra khi điện áp tăng vọt ngay cả ở một trong các đường pha ở đầu vào. Trong công nghiệp điều này chỉ có lợi. Nhưng trong cuộc sống hàng ngày, sự dao động điện áp trong một pha thường không nghiêm trọng và RKN sẽ tiếp quản và tắt mạng được bảo vệ.

Trong một số trường hợp, tái bảo hiểm có độ tin cậy cao như vậy là cần thiết. Tuy nhiên, trong phần lớn các tình huống, điều đó là không cần thiết.

Theo loại và kích thước

Toàn bộ phạm vi rơle điện áp được chia thành ba loại:

• bộ chuyển đổi ổ cắm;
• dây nối dài có 1-6 ổ cắm;
• “túi” nhỏ gọn dành cho đường ray DIN.

Hai tùy chọn đầu tiên được sử dụng để bảo vệ một hoặc một nhóm thiết bị điện cụ thể. Họ cắm vào ổ cắm thông thường trong nhà.

Lựa chọn thứ ba là dành cho lắp đặt trong bảng điện như một phần của hệ thống bảo vệ mạng lưới điện của một căn hộ hoặc một ngôi nhà nhỏ kiểu nông thôn.

Bộ điều hợp và phần mở rộng của bộ điều chỉnh được đề cập là khá lớn.Các nhà sản xuất cố gắng làm cho chúng càng nhỏ càng tốt để không làm hỏng vẻ ngoài bên trong của chúng.

Nhưng các bộ phận bên trong của rơle điện áp có kích thước cứng nhắc riêng và chúng cũng cần được bố trí trong một vỏ có ổ cắm và phích cắm. Về mặt thiết kế, bạn không thể quay lại ở đây.

Rơle trên đường ray DIN để lắp đặt trong bảng phân phối có kích thước nhỏ gọn hơn, không có gì thừa trong đó. Chúng được kết nối với mạng bằng cách sử dụng kết nối của dây và thiết bị đầu cuối.

Theo cơ sở và chức năng bổ sung

Logic bên trong và hoạt động của rơle để điều khiển điện áp được xây dựng trên cơ sở bộ vi xử lý hoặc bộ so sánh đơn giản hơn. Tùy chọn đầu tiên đắt hơn nhưng liên quan đến việc điều chỉnh ngưỡng phản hồi ILV chính xác và trơn tru hơn. Hầu hết các thiết bị bảo vệ được bán hiện nay đều dựa trên bộ vi xử lý.

Ngưỡng trên (Umax) và dưới (Umin) là hai thông số chính có thể điều chỉnh của RKN - nếu điện áp đầu vào nằm ngoài phạm vi cài đặt, rơle sẽ ngắt đường dây đầu ra khỏi dòng điện (+)

Tối thiểu, có một cặp đèn LED trên thân rơle, có thể được sử dụng để xác định sự hiện diện của điện áp ở đầu vào và đầu ra. Các thiết bị tiên tiến hơn được trang bị màn hình hiển thị giới hạn cho phép đã đặt và điện áp có sẵn trên đường dây.

Giá trị ngưỡng được điều chỉnh bằng chiết áp có thang chia độ hoặc các nút có thông số hiển thị trên màn hình.

Bản thân rơle chịu trách nhiệm chuyển mạch bên trong RKN được chế tạo theo mạch ổn định. Cuộn dây này có hai trạng thái ổn định. Năng lượng chỉ tiêu tốn khi chuyển chốt. Không cần dùng điện để giữ các tiếp điểm ở vị trí đóng hoặc mở.

Một mặt, điều này giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng và mặt khác, nó đảm bảo cuộn dây không nóng lên khi bộ điều chỉnh hoạt động.

Khi chọn rơle điện áp trong các thông số, bạn cần xem xét:

• phạm vi hoạt động tính bằng Vôn;
• khả năng thiết lập ngưỡng phản hồi trên và dưới;
• sự hiện diện/vắng mặt của các chỉ báo mức điện áp;
• thời gian tắt máy khi ILV được kích hoạt;
• thời gian trễ để cấp điện trở lại;
• công suất chuyển đổi tối đa tính bằng kW hoặc dòng điện truyền tải tính bằng Ampe.

Theo tham số cuối cùng, rơle phải được lấy với biên độ 20–25%. Nếu không có công tắc RV phù hợp với tải cao hiện có trong đường dây thì mô hình công suất thấp sẽ được sử dụng và bộ khởi động từ được kết nối ở đầu ra của nó.

Tình huống với việc thiết lập ngưỡng như sau. Nếu chúng được đặt quá nghiêm ngặt, tần số hoạt động của rơle sẽ cao. Sẽ phải có một sự thỏa hiệp ở đây.

Các thông số này phải được điều chỉnh để cung cấp mức độ bảo vệ phù hợp nhưng không cho phép ILV bị chuyển đổi quá thường xuyên. Việc bật và tắt liên tục sẽ không có lợi cho cả thiết bị được kết nối với mạng và bản thân bộ điều chỉnh điện áp.

Hơn nữa, một số rơle hoàn toàn không có khả năng điều chỉnh ngưỡng một cách độc lập. Chúng được thiết lập một cách “cứng nhắc”. Ví dụ: nhà máy đặt giới hạn dưới là 170 V và giới hạn trên là 265 V.

Những ILV như vậy rẻ hơn nhưng chúng phải được lựa chọn cẩn thận hơn. Khi đó sẽ không thể cấu hình lại các thiết bị này, nếu có sai sót trong tính toán, bạn sẽ phải mua những thiết bị mới để thay thế những thiết bị không phù hợp.

Việc lựa chọn các tham số thời gian để ngắt kết nối và nối lại nguồn điện cho đường dây đầu ra phụ thuộc vào tải được kết nối và đặc tính của mạng cụ thể (+)

Nếu điện áp giảm nhẹ trong thời gian ngắn (một phần giây) liên tục xảy ra trong mạng điện, thì tốt hơn hết bạn nên đặt thời gian tắt máy ở ngưỡng dưới ở mức tối đa. Bằng cách này, sẽ có ít cảnh báo hơn và mối đe dọa đối với thiết bị được cấp nguồn sẽ ở mức tối thiểu.

Nên chọn độ trễ bật tùy thuộc vào loại thiết bị điện cắm vào ổ cắm. Nếu thiết bị được kết nối có máy nén hoặc động cơ điện thì thời gian cấp điện áp phải tăng lên 1–2 phút.

Điều này sẽ tránh sự tăng điện áp và dòng điện đột ngột khi nguồn điện được khôi phục vào mạng, điều này sẽ bảo vệ tủ lạnh và máy điều hòa không khí khỏi sự cố.

Và đối với máy tính và TV, thông số này có thể giảm xuống còn 10–20 giây.

Cái nào tốt hơn: bộ ổn định và rơle

Thông thường, thay vì kết nối rơle điều khiển trong bảng điều khiển, thợ điện khuyên bạn nên lắp đặt chúng trong nhà Bộ điều chỉnh điện áp. Trong một số trường hợp điều này có thể hợp lý. Tuy nhiên, có một số sắc thái cần phải nhớ khi chọn phương án này hoặc phương án khác để bảo vệ các thiết bị điện.

Về chức năng, bộ ổn áp không chỉ cân bằng điện áp mà còn tắt khi điện áp quá cao. Rơle điện áp là một thiết bị tự động bảo vệ độc quyền. Có vẻ như cái đầu tiên bao gồm các chức năng của cái thứ hai.

Nhưng so với bộ ổn định RKN:

• đắt hơn và ồn ào hơn;
• trơ hơn khi thay đổi đột ngột;
• không có khả năng điều chỉnh các thông số;
• chiếm nhiều không gian hơn.

Khi điện áp đầu vào giảm để đầu ra của bộ ổn áp có các chỉ số cần thiết, nó bắt đầu “rút” thêm dòng điện từ mạng. Và đây là con đường trực tiếp dẫn đến hiện tượng đứt dây nếu ban đầu nó không được thiết kế cho việc này.

Nhược điểm chính thứ hai của bộ ổn định so với rơle điều khiển là không có khả năng ngăn chặn sự đột biến điện áp khi số 0 bị hỏng.

Nghĩa đen là nửa giây với 350-380 W trong ổ cắm là đủ để tất cả các thiết bị trong nhà cháy hết. Nhưng hầu hết các bộ ổn định không có khả năng thích ứng với những thay đổi như vậy và truyền điện áp cao, chỉ tắt 1-2 giây sau khi bắt đầu tăng đột biến.

Ngoài bộ ổn định và rơle, bộ giải phóng quá áp và thấp áp cũng có thể được sử dụng để bảo vệ đường dây khỏi sự tăng điện áp trong mạng. Nhưng chúng có thời gian phản hồi lâu hơn so với RLV. Ngoài ra, chúng không tự động bật lại nguồn; hoạt động của chúng giống RCD hơn.

Sau khi mất điện, những bản phát hành này sẽ phải được thiết lập lại bằng tay.

Sơ đồ kết nối ILV

Trong bảng điều khiển, rơle điện áp luôn được lắp đặt sau công tơ ở điểm đứt dây pha. Anh ta phải kiểm soát và nếu cần thiết sẽ cắt “pha”. Không có cách nào khác để kết nối nó.

Thông thường, đối với người tiêu dùng một pha, mạch tiêu chuẩn có tải trực tiếp thông qua rơle (+) được sử dụng.

Có hai mạch chính để kết nối rơle một pha của bộ điều chỉnh điện áp nguồn:

• với tải trực tiếp qua RLV;
• với kết nối tải qua contactor - với kết nối một bộ khởi động từ.

Khi lắp đặt bảng điện trong nhà, phương án đầu tiên hầu như luôn được sử dụng. Có rất nhiều mẫu ILV khác nhau với công suất cần thiết được bán. Ngoài ra, nếu cần, các rơle này có thể được lắp đặt trong một mạch song song và một số mạch bằng cách kết nối một nhóm thiết bị điện riêng biệt với từng nhóm thiết bị điện.

Việc cài đặt cực kỳ đơn giản.Trên thân của rơle một pha tiêu chuẩn có ba đầu cuối - “không” cộng với “đầu vào” và “đầu ra” pha. Chỉ cần đảm bảo không trộn lẫn các dây được kết nối.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Để giúp bạn dễ dàng điều hướng sơ đồ kết nối và chọn rơle điều chỉnh điện áp phù hợp, chúng tôi đã thực hiện tuyển chọn các video mô tả tất cả các sắc thái hoạt động của thiết bị này.

Cách bảo vệ thiết bị khỏi sự cố đột biến điện bằng RKN:

Cài đặt rơle điện áp:

Rơle điều khiển điện áp nguồn là một biện pháp bảo vệ tuyệt vời chống lại tình trạng “không ngắt” và những thay đổi đột ngột về điện áp. Thật dễ dàng để kết nối. Bạn chỉ cần luồn dây thích hợp vào các cực và siết chặt chúng. Trong hầu hết các trường hợp, mạch tiêu chuẩn có tải trực tiếp qua ILV được sử dụng.

Chia sẻ với bạn đọc kinh nghiệm đấu nối và sử dụng rơle điện áp. Vui lòng để lại nhận xét, đặt câu hỏi về chủ đề bài viết và tham gia thảo luận - mẫu phản hồi nằm bên dưới.