Relé de controle de tensão: princípio de operação, diagrama, nuances de conexão

As quedas de tensão estão longe de ser incomuns em residências domésticas.Eles ocorrem devido ao desgaste das redes elétricas, curtos-circuitos e distribuição desigual de carga entre fases individuais.

Como resultado, os eletrodomésticos não recebem eletricidade suficiente ou queimam com o excesso. Para evitar estes problemas, recomenda-se a instalação de um relé de controle de tensão (VCR).

Propomos entender quais são as vantagens da utilização de tal dispositivo, quais as diferenças entre um RLV e um estabilizador, como escolher um relé adequado e conectá-lo.

Por que você precisa de um relé regulador de tensão?

O nome correto do dispositivo em questão é “relé de controle de tensão”. Mas a palavra do meio nas conversas entre eletricistas geralmente fica fora desse termo.

Em princípio, este é o mesmo dispositivo de segurança elétrica. Além disso, este equipamento é frequentemente chamado de “proteção contra quebra zero”. O porquê ficará claro abaixo.

Não fique confuso Máquinas RCD e RKN. Os primeiros protegem a linha contra sobrecargas e curtos-circuitos, e os segundos contra picos de energia. São dispositivos com finalidades funcionais diferentes.

A principal tarefa do RKN é desconectar os aparelhos elétricos da rede quando as tensões nela contidas forem muito altas ou muito baixas, para que o equipamento conectado à fonte de alimentação não falhe

A inscrição “~220 V” é familiar a todos os russos. Os eletrodomésticos conectados às tomadas funcionam com esta tensão alternada na casa.Porém, na verdade, a tensão máxima na rede elétrica doméstica apenas oscila em torno desta marca com um spread de +/-10%.

Em alguns casos, as diferenças atingem valores elevados. O voltímetro pode muito bem mostrar quedas de até 70 e picos de até 380 W.

Para a engenharia elétrica, tensões excessivamente baixas e altas são perigosas. Se o compressor do refrigerador não receber eletricidade suficiente, ele simplesmente não dará partida. Como resultado, o equipamento inevitavelmente superaquecerá e quebrará.

Em baixa tensão, na maioria dos casos, a pessoa média nem consegue determinar externamente se o equipamento está funcionando corretamente ou não em tal situação. Visualmente, você só pode ver lâmpadas incandescentes com brilho fraco, cuja voltagem é fornecida menor do que deveria.

Com rajadas altas tudo é muito mais simples. Se você aplicar 300-350 W à entrada de energia de uma TV, computador ou micro-ondas, na melhor das hipóteses o fusível deles queimará. E na maioria das vezes eles próprios “se esgotarão”. E também é bom se não houver ignição real do equipamento e nem fogo.

Os prédios de apartamentos geralmente são alimentados por uma rede trifásica de 380 V, e o apartamento já possui fiação monofásica de 220 V do quadro elétrico no chão

Os principais problemas com quedas de tensão em edifícios altos surgem devido a uma quebra no zero de trabalho. Este fio está danificado devido ao descuido dos eletricistas durante os reparos ou simplesmente queima devido à idade.

Se a casa na linha de acesso possuir um conjunto de proteção necessária de nível moderno, então como resultado dessa quebra, o RCD automático é acionado. Tudo termina relativamente normalmente.

Porém, em conjuntos habitacionais antigos, onde não há disjuntores, a perda de zero leva ao desequilíbrio de fase.E então, em alguns apartamentos, a tensão torna-se baixa (50–100 V) e em outros, torna-se acentuadamente alta (300–350 V).

Quem vai ficar com o que sai da tomada depende da carga conectada à rede elétrica naquele determinado momento. É impossível calcular e prever isso com precisão e antecedência.

Como resultado, para alguns, todos os equipamentos param de funcionar, enquanto para outros queimam por sobretensão. É aqui que você precisa de um relé de controle de tensão. Caso surjam problemas, ele desligará a rede, evitando danos a TVs, geladeiras, etc.

No sector privado, o problema dos picos de tensão é um pouco diferente. Se a casa estiver localizada a uma grande distância do transformador da rua, então com o aumento do consumo de eletricidade nas casas anteriores, neste ponto extremo a tensão pode cair para níveis criticamente baixos.

Como resultado, devido à falta prolongada de “volts”, os motores elétricos dos eletrodomésticos começarão inevitavelmente a queimar e falhar.

Tipos de dispositivos ILV

Todos os modelos de relés que desempenham as funções de regulador de tensão são divididos em monofásicos e trifásicos.

Relé monofásico. Geralmente instalado em chalés e apartamentos - nada mais é necessário nos painéis das casas.

Em painéis elétricos de prédios particulares e de apartamentos, geralmente são utilizados relés monofásicos em design compacto em trilho DIN (+)

Relé trifásico. Tais RNAs destinam-se ao uso industrial. Eles são frequentemente usados ​​em circuitos de proteção para máquinas-ferramentas trifásicas. Além disso, se tal interruptor trifásico for necessário na entrada de um equipamento tão complexo, então ele é frequentemente escolhido em uma versão combinada com controle não apenas de tensão, mas também de sincronização de fase.

A principal desvantagem e ao mesmo tempo vantagem de um relé trifásico é o desligamento completo da energia na saída quando a tensão salta mesmo em uma das linhas de fase na entrada. Na indústria, isso só é benéfico. Mas na vida cotidiana, as flutuações de tensão em uma fase geralmente não são críticas, e o RKN assume o controle e desliga a rede protegida.

Em alguns casos, é necessário um resseguro altamente confiável. No entanto, na grande maioria das situações é desnecessário.

Por tipo e dimensões

Toda a linha de relés de tensão é dividida em três tipos:

• adaptadores de tomada;
• cabos de extensão com 1 a 6 tomadas;
• “sacos” compactos para trilho DIN.

As duas primeiras opções são usadas para proteger um aparelho elétrico específico ou um grupo. Eles se conectam a uma tomada interna normal.

A terceira opção é para instalação em painel elétrico como parte do sistema de proteção da rede elétrica de um apartamento ou chalé.

Os adaptadores e extensões dos reguladores em questão são bastante grandes.Os fabricantes tentam torná-los tão pequenos quanto possível para que não estraguem o interior com a sua aparência.

Mas os componentes internos do relé de tensão têm suas próprias dimensões rígidas e também precisam ser dispostos em um invólucro com soquete e plugue. Em termos de design, aqui não dá para virar.

Os relés em trilho DIN para instalação em quadro de distribuição possuem dimensões mais compactas, não há nada de supérfluo neles. Eles estão conectados à rede usando conexões de fios e terminais.

Por funções básicas e adicionais

A lógica interna e o funcionamento do relé para controle de tensão são construídos com base em um microprocessador ou comparador mais simples. A primeira opção é mais cara, mas envolve um ajuste mais preciso e suave dos limiares de resposta do ILV. A maioria dos dispositivos de proteção vendidos agora são baseados em microprocessadores.

Os limites superior (Umax) e inferior (Umin) são os dois principais parâmetros ajustáveis ​​do RKN - se a tensão de entrada estiver fora da faixa definida, o relé desconecta a linha de saída da corrente elétrica (+)

No mínimo, há um par de LEDs no corpo do relé, que podem ser usados ​​para determinar a presença de tensão na entrada e na saída. Dispositivos mais avançados são equipados com displays que mostram os limites permitidos definidos e a tensão disponível na linha.

Os valores limite são ajustados por meio de um potenciômetro com escala graduada ou botões com parâmetros exibidos no display.

O próprio relé responsável pela comutação dentro do RKN é feito segundo um circuito biestável. Esta bobina possui dois estados estáveis. A energia é gasta apenas na comutação da trava. Nenhuma eletricidade é necessária para manter os contatos na posição fechada ou aberta.

Por um lado, isto minimiza o consumo de energia e, por outro, garante que a bobina não aqueça durante o funcionamento do regulador.

Ao escolher um relé de tensão nos parâmetros, você precisa observar:

• faixa de operação em Volts;
• possibilidade de definir limites de resposta superiores e inferiores;
• presença/ausência de indicadores de nível de tensão;
• tempo de desligamento quando o ILV é acionado;
• tempo de atraso para retomada do fornecimento de energia elétrica;
• potência máxima comutada em kW ou corrente transmitida em Amperes.

De acordo com o último parâmetro, o relé deve ser tomado com margem de 20–25%. Se não houver uma chave RV adequada para as altas cargas existentes na linha, então é escolhido um modelo de baixa potência e uma partida magnética é conectada em sua saída.

A situação com a definição de limites é a seguinte. Se eles forem definidos com muito rigor, a frequência de operação do relé será alta. Terá que haver um compromisso aqui.

Esses parâmetros devem ser ajustados para que forneçam o nível adequado de proteção, mas não permitam que o ILV seja comutado com muita frequência. Ligar e desligar constantemente não beneficiará tanto o equipamento conectado à rede quanto o próprio regulador de tensão.

Além disso, alguns relés não têm a capacidade de ajustar os limites de forma independente. Eles são definidos “rigidamente”. Por exemplo, a fábrica definiu o limite inferior para 170 V e o limite superior para 265 V.

Esses ILVs são mais baratos, mas devem ser selecionados com mais cuidado. Então não será possível reconfigurar esses dispositivos, se houver erros nos cálculos será necessário adquirir novos para substituir os que não são adequados.

A escolha dos parâmetros de tempo para desligar e retomar a alimentação da linha de saída depende da carga conectada e das características de uma determinada rede (+)

Se ocorrerem constantemente pequenas quedas de tensão de curto prazo (frações de segundo) na rede elétrica, é melhor definir o tempo de desligamento no limite inferior para o máximo. Desta forma, haverá menos alarmes e a ameaça aos equipamentos alimentados será mínima.

O atraso de ligação deve ser selecionado dependendo do tipo de aparelho elétrico conectado à tomada. Se o equipamento conectado possuir compressor ou motor elétrico, o tempo de alimentação de tensão deverá ser aumentado para 1–2 minutos.

Isso evitará picos repentinos de tensão e corrente quando a energia for restaurada na rede, o que protegerá refrigeradores e condicionadores de ar contra quebras.

E para computadores e TVs, esse parâmetro pode ser reduzido para 10 a 20 segundos.

O que é melhor: estabilizador vs relé

Muitas vezes, em vez de conectar relés de controle no painel, os eletricistas recomendam instalá-los em casa Regulador de voltagem. Em alguns casos isto pode ser justificado. No entanto, há uma série de nuances que devem ser lembradas ao escolher uma ou outra opção de proteção de aparelhos elétricos.

Em termos de funcionalidade, o estabilizador não apenas equaliza a tensão, mas também desliga quando a tensão está muito alta. Um relé de tensão é um dispositivo automático exclusivamente de proteção. Parece que o primeiro inclui as funções do segundo.

Mas comparado ao estabilizador RKN:

• mais caro e barulhento;
• mais inerte durante mudanças bruscas;
• não tem capacidade de ajustar parâmetros;
• ocupa muito mais espaço.

Quando a tensão de entrada é reduzida para que a saída do estabilizador tenha os indicadores necessários, ele começa a “extrair” mais corrente da rede. E este é um caminho direto para o esgotamento da fiação, se ela não foi originalmente projetada para isso.

A segunda principal desvantagem do estabilizador em comparação com o relé de controle é sua incapacidade de interceptar um aumento repentino de tensão quando o zero é quebrado.

Literalmente meio segundo com 350-380 W na tomada é suficiente para que todos os equipamentos da casa queimem. Mas a maioria dos estabilizadores não é capaz de se adaptar a tais mudanças e passar alta tensão, desligando apenas 1-2 segundos após o início do surto.

Além de estabilizadores e relés, também podem ser utilizados relés de sobretensão e subtensão para proteger a linha contra surtos de tensão na rede. Mas eles têm um tempo de resposta maior em comparação com o RLV. Além disso, eles não ligam a energia automaticamente; sua operação é mais parecida com um RCD.

Após uma queda de energia, essas liberações deverão ser reiniciadas manualmente.

Diagramas de conexão ILV

No painel, o relé de tensão é sempre instalado após o medidor na ruptura do fio de fase. Ele deve controlar e, se necessário, cortar a “fase”. Não há outra maneira de conectá-lo.

Na maioria das vezes, para consumidores monofásicos, é utilizado um circuito padrão com carga direta através de um relé (+).

Existem dois circuitos principais para conectar relés monofásicos do regulador de tensão da rede:

• com carga direta através do RLV;
• com conexão de carga via contator - com conectando uma partida magnética.

Na instalação de um quadro elétrico em uma casa, quase sempre se utiliza a primeira opção. Existem vários modelos de ILV com a potência necessária à venda. Além disso, se necessário, esses relés podem ser instalados em um circuito paralelo e em vários, conectando um grupo separado de aparelhos elétricos a cada um deles.

A instalação é extremamente simples.No corpo de um relé monofásico padrão existem três terminais - “zero” mais fase “entrada” e “saída”. Apenas certifique-se de não confundir os fios conectados.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Para facilitar a navegação nos diagramas de conexão e a escolha de um relé regulador de tensão adequado, fizemos uma seleção de vídeos que descrevem todas as nuances do funcionamento deste dispositivo.

Como proteger equipamentos contra picos de energia usando RKN:

Configuração do relé de tensão:

O relé de controle de tensão da rede elétrica é uma excelente proteção contra “quebra de zero” e mudanças repentinas de tensão. É fácil conectar. Você só precisa inserir os fios correspondentes nos terminais e apertá-los. Em quase todos os casos, é utilizado um circuito padrão com carga direta através do ILV.

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