Блок комплексной защиты (БКЗ) — это 4-х модульная защита от всего спектра аварийных ситуаций в электросетях, но это не стабилизатор. Зачем БКЗ нужен, как всегда расскажет СтабЭксперт.ру.
Проблемы в электросетях далеко не ограничиваются скачками и просадками напряжения. Блок комплексной защиты расширяет возможности даже недорого стабилизатора (либо работает без него) в следующих случаях:
- Модуль грозозащиты со сменными картриджами — обеспечивает защиту II класса при ударах молнии и возникновении сопутствующих мощных электромагнитных импульсов;
- Обрыв нулевого провода, замыкание фазы на землю;
- Защита от электромагнитных импульсов при электросварке, коммутации мощных трансформаторов, электромоторов, электромагнитов, паразитных наводок от дуговых печей и пр.;
Имеется возможность настройки пороговых значений срабатывания при отклонении напряжения, а также дополнительная варисторная защита.
Технические характеристики
| Параметр / Модель | Энергия БКЗ |
|---|---|
| Количество фаз | 3 |
| Максимальная мощность, кВ·А | 30 |
| Максимальный рабочий ток, А | 50 |
| Размеры (ВхШхГ), мм | 360х300х165 |
| Масса, кг | 5,7 |
Монтажная схема и состав блока
Элементы схемы БКЗ размещены в стальном шкафу прямоугольной формы, имеющем запирающуюся на ключ дверцу. Низ шкафа оборудован отверстиями для прохода кабелей. Герметизация кабельных вводов обеспечивается применением специальных резиновых заглушек, которые входят в комплект поставки. Используемое в блоке оборудование имеет модульное исполнение и крепится на двух DIN-рейках, расположенных горизонтально.
Внешний вид еще более прост, чем у БКС, там хотя бы индикаторы цветные есть (но тут они ни к чему). Об отличии двух блоков читайте по ссылке.
Функциональную основу блока комплексной защиты составляют три реле контроля напряжения типа УЗМ-51М, по одному на каждую фазу. Эти устройства установлены на верхней DIN-рейке, в одном ряду с 4-х полюсным автоматическим выключателем ввода питания. На нижней DIN-рейке смонтирован ряд клеммных зажимов, имеющих следующее назначение:
- подключение сетевого питания — клеммы A1,B1,C1,N;
- подключение защищаемых цепей нагрузки — клеммы A2,B2,C2,N;
- присоединение трёх варисторов (по одному на каждую фазу), обеспечивающих импульсную защиту;
- шина E, предназначенная для присоединения проводов заземления.
Работа защитных устройств
Контроль уровня напряжения в каждой фазе осуществляют три многофункциональных защитных устройства УЗМ-51М.
Реле контроля напряжения УЗМ-51М
Реле размещено в пластиковом корпусе, тыльная сторона которого оборудована креплениями для установки на DIN-рейку. Схема реле содержит электронное устройство контроля напряжения с регулируемыми пределами срабатывания и электромагнитное реле, контакты которого осуществляют подключение нагрузки. Лицевая панель прибора содержит следующие элементы управления и индикации:
В составе блока три таких УЗМ.
- двухцветный светодиодный индикатор «норма – авария», светящийся в зависимости от режима зелёным или красным цветом;
- жёлтый индикатор, фиксирующий включенное положение контакта реле;
- кнопка «ТЕСТ», посредством которой осуществляется ручное управление;
- ручки регуляторов для установки нижнего и верхнего порогов отключения.
Работает устройство следующим образом. При подаче напряжения на реле, подключение нагрузки происходит с выдержкой времени 5 секунд. В течение этого времени индикатор зелёного цвета работает в мигающем режиме, сигнализируя о начале процесса отсчёта выдержки. В случае если напряжение находится в пределах установленной нормы, по истечении пяти секунд контакт реле замыкается, подключая нагрузку. В этом режиме постоянно светятся зелёный и жёлтый индикаторы. Подключение нагрузки можно ускорить, нажав кнопку «ТЕСТ» до истечения пятисекундной выдержки. В этом случае включение может произойти только при нормальных параметрах входного напряжения. Принудительное отключение нагрузки может быть произведено вручную, нажатием кнопки «ТЕСТ». После этого индикатор режима переходит в режим мигания, поочерёдно меняя красное и зелёное свечение. Дальнейшее подключение нагрузки в этом случае возможно только вручную, путём повторного нажатия кнопки «ТЕСТ».
Как ручная, так и автоматическая коммутация нагрузки выполняется контактом выходного электромагнитного реле, который включен в фазный провод. Контакт нулевого провода с сетью при этом не разрывается. Установка верхнего и нижнего порогового напряжения, при котором происходит автоматическое отключение реле, производится вращением рукояток настройки. Доступные значения верхнего предела питающего напряжения находятся в диапазоне от 240 до 290 вольт. Нижний предел может быть установлен в промежутке значений от 100 до 210 вольт.
При повышении напряжения сети до уровня, близкого к верхнему установленному порогу отключения, происходит мигание индикатора красного цвета. При достижении напряжением верхнего порогового значения, отключение реле происходит с выдержкой времени 0,2 секунды. Данная задержка обеспечивает отстройку от кратковременных импульсов переходных процессов в сети, не опасных для нагрузки. На случай значительного по величине скачка напряжения предусмотрен режим ускоренного отключения в течение 20 миллисекунд. Эта функция работает при значении пикового напряжения импульса от 300 вольт. После аварийного отключения нагрузки по факту повышения Uсети жёлтый индикатор гаснет, а индикатор режима светится постоянно красным цветом.
Понижение напряжения до уровня, близкого к нижнему порогу отключения фиксируется миганием зелёного индикатора. При преодолении напряжением нижней установленной границы значений, автоматическое отключение происходит по истечении 10 секунд. Отсчёт выдержки отмечается миганием красного светодиода. Если в процессе отсчёта напряжение питание возвращается к норме, отсчёт сбрасывается. При очень резком падении напряжения до уровня 130 вольт, предусмотрено ускоренное отключение нагрузки в течение 100 миллисекунд. Аварийное отключение нагрузки по факту снижения Uсети сопровождается погасанием индикатора контактов реле жёлтого свечения и переходом индикатора режима в мигающее состояние красного свечения.
Время повторного включения реле после его аварийного автоматического отключения может быть установлено на одно из двух фиксированных значений – 10 секунд или 6 минут. Установка задержки повторного включения производится следующим образом:
- однократным нажатием кнопки «ТЕСТ» отключить реле;
- снова нажать «ТЕСТ» и удерживать кнопку до включения режима частого мигания индикатора;
- вновь кратковременно нажать «ТЕСТ» для включения реле.
Данная процедура вызывает смену установленного ранее значения задержки. Частое мигание зелёного цвета после удержания кнопки «ТЕСТ» означает, что установлена задержка 10 секунд, мигание красного цвета происходит при установке задержки 6 минут. Выбор значения задержки определяется характером нарушений электропитания в конкретной электросети.
Возврат реле, то есть его повторное включение после прекращения аварийного режима, происходит при значении напряжения, отличающемся от величины срабатывания. Разность этих величин называется гистерезисом и составляет 3%. Это означает следующее: при достижении Uсети верхнего предела и срабатывании реле, возврат к рабочему режиму происходит при напряжении на 3% ниже верхнего предела отключения. В случае понижения Uсети до аварийного значения, возврат осуществляется при значении Uсети на 3% выше нижнего установленного предела.
Варисторная защита от импульсных перенапряжений
Для дополнительной защиты нагрузки от грозовых и коммутационных высоковольтных импульсов, вход питания каждого из трёх реле УЗМ-51М шунтируется варистором 20N471K. Варистор представляет собой полупроводниковый элемент, обладающий нелинейной зависимостью сопротивления от величины приложенного напряжения. Варистор обладает способностью резко снижать сопротивление при достижении значения приложенного напряжения пороговой величины. Таким образом, при подключении данного полупроводникового сопротивления параллельно нагрузке, происходит следующее:
В комплекте три варистора типа 20N471K.
- если Uсети меньше порогового значения данного экземпляра прибора, сопротивление его велико, протекающий по нему ток имеет незначительную величину и не оказывает влияния на режим питания нагрузки;
- если Uсети превышает порог варистора, его сопротивление резко падает, что приводит к увеличению протекающего через него тока и падению избыточного напряжения на варисторе, а не на нагрузке.
То есть, защитные функции варистора заключаются в том, что он «принимает огонь на себя», спасая нагрузку от губительного воздействия импульсных перенапряжений.
Среднеквадратичное значение напряжения срабатывания применяемого в УЗМ-51М варистора 20N471K составляет 300 вольт. Прибор данного типа способен поглотить избыточную энергию до 280 Дж, при этом импульсный ток, длящийся микросекунды может достигать значения 6500 ампер. Время срабатывания варистора не превышает 25 наносекунд. Максимальное значение напряжения импульса составляет 1,2 киловольта.
Выводы варисторов присоединяются параллельно вводам УЗМ-51М, то есть, один из выводов каждого из трёх варисторов соединён с фазным проводом (A1,B1,C1), второй - с нейтралью (N). Для предотвращения прохождения повреждающего импульса через защищаемые цепи, подключение нагрузки производится раздельно не только по цепям фазы, но и по нейтрали. Для этого на клеммнике УЗМ-51М предусмотрены отдельные клеммы для нейтрали питания и нейтрали нагрузки.
Допустимые режимы и условия эксплуатации
Реле контроля сетевого напряжения УЗМ-51М может применяться в электрических сетях с любым режимом нейтрали: TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ. Допустимое значение температуры окружающего воздуха – от -25°С до +55°С при высоте над уровнем моря не превышающей 2000 метров. Наличие механических контактов электромагнитного реле не допускает эксплуатацию устройства во взрывоопасных средах, а также в условиях повышенного содержания пыли. Внешняя защита реле соответствует классу IP40. Размещение приборов должно обеспечивать их защиту от брызг влаги, масел и эмульсий, а также от воздействия агрессивных паров и газов.
Модуль БКЗ, производимый российской электротехнической компанией Энергия относится к устройствам, обеспечивающим защиту электрооборудования от воздействия факторов снижения качества сетевого питания:
- отклонения питающего напряжения за границы установленных пределов в сторону его повышения или понижения;
- импульсных перенапряжений, вызванных грозовыми разрядами или переходными процессами при коммутации мощных потребителей электроэнергии.