Надёжное определение реле звучит так: «сочетание устройств контроля и измерения». Реле приводится в действие изменением условий в одной электрической цепи (цепи управления), чтобы повлиять на работу электрических устройств в той же или другой электрической цепи (цепи нагрузки).

Ознакомьтесь с нашей эксклюзивной электронной книгой: Полное руководство по реле!

 

Что такое промежуточное реле?

Промежуточное реле — это вспомогательное реле, которое используется главным образом в цепях управления и контрольно-измерительных цепях для сопряжения, изоляции или разделения двух различных цепей или устройств. В состав реле входит катушка, запитываемая от источника постоянного тока и используемая для активации контактов реле (нормально разомкнутых или нормально замкнутых) с целью запуска другой цепи.

Важно понимать, что промежуточные реле отличаются от реле защиты и реле управления, поскольку каждое из них выполняет различные функции и играет различную роль в системах электроснабжения и управления. Основная функция реле защиты — защищать оборудование от перебоев в работе или предотвращать его повреждение. Реле управления выполняет логические задачи, которые в современных системах управления часто передаются ПЛК.

 

Рисунок 1. Вид спереди и сбоку реле ABB RXMM 1 с 2 катушками, каждая с 3 нормально разомкнутыми контактами и номинальным напряжением 48–55 В постоянного тока, для применений, где требуется небольшое количество контактов.

 

Промежуточные реле могут запитываться от источников с различным напряжением; аналогично, различные контакты можно использовать для разных уровней напряжения. Инженеры могут проектировать универсальные и безопасные цепи и логику для управления электрическим оборудованием и его работы. Наиболее важные параметры, которые необходимо учитывать при выборе промежуточных реле для целевой цепи:

• Напряжение, используемое для запитывания катушки, должно соответствовать напряжению цепи управления: 24/50/230 В постоянного тока или 115/230 В переменного тока.
• Количество контактов промежуточного реле, а также их номинальные ток и напряжение должны как минимум соответствовать требованиям цепи нагрузки.

   

Рисунок 2. Реле ABB RXME 1 с номинальным напряжением постоянного тока 220–250 В и 4 усиленными контактами: 2 нормально разомкнутых и 2 нормально замкнутых.

 

Как они используются с DI и DO?

На электростанции сбор данных включает три типа данных: аналоговые, дискретные и импульсные. В системах SCADA/DCS полевые сигналы часто подключаются к клеммным панелям для управления оборудованием электростанции, контроля его состояния и передачи таких статусов, как включение/выключение концевого выключателя, запуск/останов, обратная связь, состояние насосов, разъединителей, выключателей или положение переключателя отпаек.

Индикация локально подключается к плате дискретных входов терминала (RTU). Передача информации об изменении состояния индикации выполняется при соблюдении одного из следующих условий:

1. Состояние индикации изменилось, например выключатель перешёл из разомкнутого состояния в замкнутое.
2. Индикация была активирована.
3. Холодный или тёплый запуск RTU/ПЛК/контроллера.

 

Другой тип информации, передаваемой из центра управления на терминал, — это команды. Выходы команд терминала предназначены для управления объектом на местной электростанции или удалённым оборудованием управления напрямую либо через промежуточные реле.

В случае использования этих напряжений в клеммных панелях сигналов можно увидеть, как обеспечивается изоляция между двумя уровнями напряжения. Предположим, необходимо управлять устройством, которому требуется напряжение 120 В переменного тока, а ПЛК может выдавать только 24 В постоянного тока. В этом случае катушка промежуточного реле будет запитана напряжением 24 В постоянного тока. В результате контакты реле сработают (замкнутся) и пропустят напряжение 120 В переменного тока для работы устройства. Проще говоря, мы используем низкое напряжение для управления высоковольтными устройствами.

В этом случае промежуточное реле также обеспечивает определённую защиту дорогостоящего ПЛК от скачка напряжения с другой стороны. В худшем случае реле может быть повреждено из-за скачка напряжения — тогда его просто потребуется заменить.

 

Рисунок 3. Промежуточное реле Phoenix на 220 В переменного/постоянного тока с одним нормально разомкнутым контактом.

 

На принципиальной схеме на рисунке 4 показано, как промежуточное реле используется между двумя цепями с разными уровнями напряжения для передачи состояния режима регулирования напряжения «Автоматический/Ручной» на плату дискретных входов контроллера. Правая цепь работает при напряжении 230 В постоянного тока для запитывания катушки реле. Когда катушка реле запитывается, её нормально разомкнутый (NO) контакт замыкается, и цепь 48 В постоянного тока проходит через контакт реле, переводя канал DI слева в состояние высокого уровня.

 

Рисунок 4. Жёстко смонтированная схема подключения; промежуточное реле используется для передачи в SCADA режима «Автоматический/Ручной» регулирования напряжения

 

Преимущества промежуточных реле

1. Как было указано выше, промежуточные реле соединяют две системы, работающие при разных уровнях напряжения, что позволяет защитить сторону системы управления, если другая сторона повреждена из-за короткого замыкания.
2. Хорошо подходят для блокировки, защиты и изоляции промышленных систем управления благодаря разнообразию номинальных характеристик и параметров контактов.
3. Наиболее экономичный и безопасный интерфейс между низковольтными компонентами управления и высоковольтными исполнительными устройствами, такими как электродвигатели насосов.
4. Катушка промежуточного реле может запитываться низким напряжением, а контакты реле можно использовать в цепях, работающих при высоком напряжении и большом токе.
5. Обеспечивают изоляцию цепей от скачков напряжения.
6. Одно реле можно использовать для управления несколькими цепями или другими реле, задействуя несколько контактов NO/NC в различных цепях.

 

Итоги

Роль промежуточных реле в цепи управления заключается в сопряжении двух цепей с разными уровнями напряжения для обеспечения совместимости и изоляции. С точки зрения безопасности промежуточные реле предотвращают повреждение чувствительных компонентов, коммутируя более высокие нагрузки. К распространённым применениям промежуточных реле относятся блокировка, защита, передача информации о состоянии и управление оборудованием с помощью команд.

Параметры выбора реле, которые инженер должен учитывать, включают номинальные напряжения, конфигурации контактов и условия окружающей среды — это помогает выбрать оптимальное реле для каждого применения.

 

Все изображения предоставлены автором