Блок контроля сети (БКС) — это модуль производства российской компании ЭТК «Энергия», является техническим средством защиты потребителей электрической энергии от неблагоприятного воздействия пониженного качества электроснабжения. СтабЭксперт.ру расскажет, как он работает и в каких ситуациях нужен.
Блок предназначен для функционирования в трёхфазной четырёхпроводной электрической сети 380 Вольт, обеспечивая защиту нагрузки от следующих видов нарушений нормального режима:
- превышение напряжением верхнего установленного предела;
- падение напряжения ниже допустимого уровня;
- полное отсутствие напряжения хотя бы одной из трёх фаз (обрыв фазы);
- нарушение последовательности чередования фаз;
- нарушение симметрии, выражающееся повышенной разностью фазных напряжений;
- повышенное значение тока потребления.
Технические характеристики и гарантийные обязательства
| Параметр / Модель | Блок Энергия БКС 3x10 | Блок Энергия БКС 3x20 |
|---|---|---|
| Количество фаз | 3 | 3 |
| Максимальная мощность, кВ·А | 36 | 60 |
| Максимальный рабочий ток, А | 63 | 90 |
| Размеры (ВхШхГ), мм | 360х300х165 | 500х400х220 |
| Масса, кг | 5 | 10 |
Рабочее напряжение 380 В, допустимая частота 50/60 Герц.
Характеристика срабатывания автомата — С. Данный параметр означает следующее. Электромагнитный расцепитель мгновенного действия автоматического выключателя срабатывает при токе кратностью 5 – 10 Iном, то есть, от 200 до 400 ампер. Тепловой расцепитель имеет интегральную характеристику, время отключения зависит от значения тока. Так, при токе 1,13 Iном, отключение не происходи в течение часа, ток 1,45 Iном должен вызывать гарантированное отключение за время не более часа.
Блок контроля сети может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -10 до +50°С.
Производитель гарантирует безотказную работу изделия в течение 12 календарных месяцев. Нормативный срок службы составляет не менее 10 лет.
Блок поставляется в сборе, в комплекте помимо него довольно подробный паспорт со схемой подключения.
Дизайн БКС довольно лаконичен, есть ключ для запирания и 4 индикатора.
Блок разрабатывался для следующих стабилизаторов:
- 1. Релейные
- 2. Гибридные
- 3. Тиристорные
- 4. Симисторные
Но работать он может с любыми марками и моделями.
Состав и устройство
Все элементы блока расположены внутри металлического шкафа. Дно шкафа имеет отверстия, предназначенные для ввода в них кабелей питания. В комплект блока входят специальные резиновые заглушки, которые могут быть адаптированы под кабели различной толщины и позволяют герметизировать кабельный ввод. На передней дверце шкафа находятся четыре световых индикатора. Три из них светятся при наличии напряжения в фазах A, B, C и имеют соответственно красный, жёлтый и зелёный цвета. Четвёртый индикатор сигнализирует о возникновении аварийной ситуации.
Оборудование, находящееся внутри шкафа размещено на DIN-рейках, образующих два ряда. Перечень устройств содержит:
- трёхфазный автоматический выключатель питания;
- специализированное защитное реле XJ–11;
- магнитный контактор;
- автомат включения контроля трёхфазного режима (К);
- клеммные зажимы, шины для присоединения проводов нейтрали и заземления.
Клеммный ряд состоит из 9 промаркированных зажимов, шин нейтрали (N) и заземления (E). Три клеммы A,B,C (ВХОД) предназначены для подключения ввода сетевого питания. К зажимам A,B,C (ВЫХОД) присоединяется нагрузка. Ещё шесть клемм (A1,B1,C1, A2,B2,C2) служат для подключения входных и выходных цепей стабилизатора (стабилизаторов) напряжения.
Общие принципы функционирования
Функциональную основу БКС составляет модуль реле контроля фаз XJ–11. Внутренняя схема XJ–11 содержит электромагнитное реле, нормально разомкнутые контакты которого, соединены последовательно с катушкой магнитного контактора БКС. Таким образом, напряжение на выходе БКС появляется только при условии срабатывания реле XJ–11.
Работает блок БКС следующим образом. После того, как все питающие кабели присоединены к клеммным зажимам шкафа, осуществляется подача напряжения включением общего трёхфазного автомата питания. Автомат контроля трёхфазного режима должен находиться в положении «OFF». При отсутствии отклонений питающего напряжения от нормы, блок включается и подаёт напряжение к нагрузке. При этом должны загореться три индикаторные лампы (A, B, C), расположенные на наружной стороне дверцы шкафа. В таком состоянии блок продолжает находиться на протяжении всего времени работы в нормальном режиме.
В случае возникновения одного из видов нарушения питания, на которые реагирует реле XJ–11, его контакты размыкаются, обесточивая катушку электромагнитного контактора. Это приводит к отключению потребителей от электропитания. Такими нарушениями могут быть:
- нарушение чередования фаз;
- обрыв фаз;
- повышение или понижение напряжения за границы установленных пределов.
После устранения причин, вызвавших отключение (устранения ошибки фазы, возврате уровня напряжения в границы допустимого диапазона), подключение нагрузки происходит автоматически.
В случае необходимости работы системы в неполнофазном режиме, следует включить автомат контроля трёхфазного режима (К) в положение «ON». В этом случае реле XJ–11 выводится из работы, так как контакты автомата К подают напряжение на катушку контактора, шунтируя контакты реле XJ–11. В этом режиме нагрузка защищается только электромагнитным и тепловым расцепителем общего автомата питания.
После отключения нагрузки по аварийной причине, на двери шкафа гаснут индикаторы A, B, C, и загорается контрольная лампа «Авария». Для конкретизации причины отключения необходимо открыть дверь шкафа БКС и осмотреть лицевую панель XJ–11.
Один из сценариев применения БКС. Когда в хозяйстве появляется прибор на 380 вольт (например насос), то блок поможет его защитить. Также изображены три стабилизатора Premium на монтажной стойке.
Органы индикации и настройки модуля XJ–11
На передней панели XJ–11 находится три индикатора состояния, сигнализирующих об одном из видов нарушения питания, послуживших причиной отключения:
- Phase failure — ошибка чередования либо обрыв фазы;
- Over voltage — напряжение превысило установленный предел;
- Under voltage — напряжение ниже нормы.
Нарушение последовательности чередования фаз критично только для трёхфазных электродвигателей. Обратное чередование, возникающее при данном нарушении, вызывает вращение роторов двигателей в обратном направлении (разумеется, при отсутствии соответствующей защиты).
Такой режим неприемлем для большинства механизмов, приводимых в движение электродвигателями. СтабЭксперт.ру напоминает, что также недопустима работа трёхфазного электродвигателя в неполнофазном режиме, так как это влечёт за собой повреждение обмотки статора и последующий капитальный ремонт.
Изменение чередования фаз не может возникнуть само по себе. Происходит это обычно после выполнения электросетевым персоналом работ по ремонту или замене оборудования. При недостаточной квалификации исполнителей или невнимательности возможно неправильное подключение жил кабеля или шлейфов воздушных линий. В случае возникновения такой ситуации, следует иметь в виду, что это всегда ошибка работников электроснабжающей организации, которая ими же и должна быть исправлена.
Для самостоятельного устранения проблемы достаточно поменять местами два любых соседних фазных провода питающего кабеля. Просто нужно помнить, что эта ошибка может быть сетевиками вскоре исправлена, что вынудит потребителя снова перебрасывать свои провода на прежнее место.
Индикатор Phase failure иногда может работать в режиме слабого мерцания, не вызывая отключения блока. Это говорит о незначительном нарушении симметрии питающего напряжения и не является признаком неисправности прибора.
Кроме индикаторов нарушения режима, передняя панель модуля XJ–11 содержит органы ручной настройки параметров срабатывания:
- Over voltage value (V) — установка верхнего предела допустимого отклонения напряжения, доступные значения от 380 вольт до 460 вольт;
- Over voltage delay (S) — настройка задержки отключения при повышении напряжения, диапазон регулирования от 0,5 до 5 секунд;
- Under voltage value (V) — установка предела понижения напряжения, позволяет выбирать значения от 300 вольт до 380 вольт;
- Under voltage delay (S) — задержка отключения при падении напряжения, предоставляет возможность выбора от 1 до 10 секунд.
Установка задержки по времени служит для предотвращения срабатывания БКС при кратковременных отклонениях напряжения, вызванных переходными процессами (например, при подключении или отключении мощных потребителей). Время отключения питания при обрыве или нарушении последовательности чередования фаз составляет не более 0,2 секунд и не регулируется пользователем.
Особенности работы блока БКС совместно со стабилизаторами напряжения
Блок БКС способен функционировать как без стабилизаторов напряжения, так и совместно с ними. При работе без стабилизаторов, реле XJ–11 контролирует входное сетевое напряжение, при наличии стабилизаторов – стабилизированное напряжение на их выходе.
Блок — это не замена стабилизатора или альтернатива ему. Наиболее оправданным является применение БКС в случаях, когда стабилизация напряжения трёхфазной сети осуществляется тремя однофазными стабилизаторами и при этом возникает необходимость подключения трёхфазных двигателей.
Например, представим какой либо объект, на котором ранее были установлены однофазные стабилизаторы в каждую из фаз. Такой режим допустим при отсутствии трёхфазных двигателей в составе нагрузки. Затем, при установке нового оборудования появились трёхфазные двигатели. В этом случае приходится решать дилемму: устанавливать трёхфазный стабилизатор, оснащённый необходимыми защитами, либо использовать блок БКС, подключив к нему имеющиеся однофазные стабилизаторы.
При работе с тремя однофазными стабилизаторами, и БКС 3x10 и БКС 3x20 обеспечивают необходимый контроль трёхфазного режима. Но возможна работа блока совместно с трёхфазным стабилизатором. Правда, такой вариант менее рационален технически. Трёхфазные устройства стабилизации контролируют режим трёхфазной сети аналогично БКС, поэтому при совместной работе возникнет дублирование их функций.