ในหน้านี้
เป็ รีเลย์ตรวจสอบกระแสไฟฟ้า ทำหน้าที่วัดกระแส AC หรือ DC เปรียบเทียบกับค่าเกณฑ์ที่ตั้งไว้ตั้งแต่หนึ่งค่าขึ้นไป ใช้ตรรกะการหน่วงเวลาและการรีเซ็ต และเปลี่ยนสถานะเอาต์พุตควบคุมเมื่อสภาวะที่ตรวจสอบมีความผิดปกติ เอาต์พุตสามารถสั่งการคอนแทคเตอร์ แจ้งเตือน PLC หรือสั่งงานสัญญาณเตือนภัย ในการใช้งานส่วนใหญ่ รีเลย์ตรวจสอบจะไม่ตัดกระแสโหลดหรือจัดการกับความผิดปกติด้วยตัวเอง.
สิ่งนี้ทำให้การตรวจสอบกระแสไฟฟ้ามีประโยชน์เมื่อโหลดทางไฟฟ้าเป็นตัวบ่งชี้สถานะของเครื่องจักรที่ใช้งานได้จริง กระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอาจบ่งชี้ถึงการติดขัดหรือโหลดทางกลที่มากเกินไป กระแสไฟฟ้าที่ลดลงอาจบ่งชี้ถึงการเดินเครื่องเปล่า สายพานขาด โหลดสูญหาย หรือไส้ความร้อนขาด งานทางวิศวกรรมคือการตัดสินใจว่ากระแสไฟฟ้าเป็นตัวบ่งชี้ที่เชื่อถือได้สำหรับกระบวนการหรือไม่ จากนั้นจึงตั้งค่าเกณฑ์และเวลาหน่วงเพื่อแยกแยะความผิดปกติที่แท้จริงออกจากสภาวะชั่วขณะในการทำงานปกติ.
รีเลย์ตรวจสอบกระแสไฟฟ้าคืออะไร?
รีเลย์ตรวจวัดกระแสไฟฟ้า (หรือที่เรียกว่ารีเลย์ตรวจจับกระแสไฟฟ้า หรือรีเลย์กระแสไฟฟ้า) คืออุปกรณ์วัดและตัดสินใจที่ใช้ในวงจรควบคุม โดยหน้าที่ของมันสามารถสรุปได้เป็น 5 ขั้นตอนดังนี้:
- การวัด: ตรวจวัดกระแสโหลดโดยตรงหรือผ่านเซนเซอร์ที่เหมาะสม.
- การเปรียบเทียบ: ทดสอบค่าที่วัดได้เทียบกับเกณฑ์กระแสเกิน เกณฑ์กระแสต่ำ หรือทั้งสองอย่าง.
- การกำหนดเงื่อนไขด้วยเวลา: กำหนดให้สภาวะนั้นคงอยู่ตามระยะเวลาหน่วงที่ตั้งค่าไว้.
- การเปลี่ยนสถานะเอาต์พุต: สั่งการเอาต์พุตควบคุมแบบไฟฟ้ากลหรือแบบโซลิดสเตต.
- เริ่มการตอบสนองจากภายนอก: ให้คอนแทคเตอร์, PLC, สัญญาณเตือน หรืออุปกรณ์ควบคุมอื่น ๆ ดำเนินการตามที่กำหนด.
ห่วงโซ่สัญญาณนี้คือความแตกต่างสำคัญระหว่าง การตรวจสอบ แล้ว การตัดวงจรไฟฟ้า. รีเลย์อาจเริ่มลำดับการหยุดทำงาน แต่ต้องเลือกอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อสลับหรือป้องกันวงจรไฟฟ้าสำหรับฟังก์ชันเฉพาะนั้นโดยเฉพาะ.
หลักการทำงานของรีเลย์ตรวจสอบกระแสไฟฟ้า
รีเลย์จะประเมินกระแสที่ตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง ซึ่งในที่นี้แทนด้วย ฉัน, เทียบกับค่าอ้างอิงที่ปรับตั้งได้หรือค่าคงที่.
การตรวจสอบกระแสเกิน
รีเลย์ตรวจสอบกระแสเกินจะเริ่มตรรกะการหน่วงเวลาเมื่อ ฉัน เพิ่มสูงขึ้นเกินกว่าค่าขีดจำกัดสูง ไอแมกซ์. หากกระแสยังคงสูงกว่าค่าขีดจำกัดเป็นระยะเวลาหน่วงการทริป เอาต์พุตจะเปลี่ยนสถานะ หากกระแสกลับสู่ระดับที่อนุญาตก่อนที่เวลาหน่วงจะสิ้นสุดลง รีเลย์ที่กำหนดค่าไว้อย่างเหมาะสมจะไม่ส่งสัญญาณเอาต์พุตแจ้งเตือนความผิดปกติ.
การหน่วงเวลานี้สามารถช่วยป้องกันการทริปจากกระแสขณะสตาร์ทมอเตอร์ กระแสกระชากของฮีตเตอร์ กระแสพีคขณะตัดงานสั้นๆ หรือสัญญาณรบกวนชั่วขณะอื่นๆ ที่คาดการณ์ไว้ได้ ทั้งนี้ไม่ใช่สิ่งทดแทนสำหรับการป้องกันการลัดวงจรหรือการป้องกันโหลดเกินที่ประสานสัมพันธ์กันอย่างถูกต้อง.
การตรวจสอบกระแสต่ำ
รีเลย์ตรวจสอบกระแสต่ำจะเริ่มตรรกะการหน่วงเวลาเมื่อ ฉัน ลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ต่ำ Imin. กระแสไฟฟ้าต่ำอย่างต่อเนื่องอาจบ่งชี้ว่ามอเตอร์สูญเสียโหลดทางกล ปั๊มกำลังทำงานในสภาวะแห้ง สายพานขาด หรือวงจรฮีตเตอร์เปิดอยู่ การตีความขึ้นอยู่กับเครื่องจักรนั้นๆ: กระแสไฟฟ้าต่ำเป็นหลักฐานของการลดลงของโหลดทางไฟฟ้า ไม่ใช่ข้อพิสูจน์ของความล้มเหลวทางกลอย่างใดอย่างหนึ่งโดยเฉพาะ.
การตรวจสอบแบบช่วง (Window monitoring)
รีเลย์กระแสแบบหน้าต่าง (window current relay) จะตรวจสอบขีดจำกัดทั้งสองค่า กระแสไฟฟ้าจะอยู่ในระดับที่ยอมรับได้ตราบเท่าที่ยังคงอยู่ระหว่าง Imin แล้ว ไอแมกซ์. การลดลงต่ำกว่าขีดจำกัดล่างหรือการเพิ่มขึ้นสูงกว่าขีดจำกัดบนจะเริ่มการทำงานของลอจิกหน่วงเวลาที่เกี่ยวข้อง การตรวจสอบแบบหน้าต่างมีประโยชน์เมื่อทั้งการสูญเสียโหลดและโหลดเกินเป็นสภาวะความผิดปกติที่มีนัยสำคัญ.
กระแสไฟฟ้าต้องข้ามเกณฑ์ที่กำหนดไว้เป็นระยะเวลาหน่วงที่ตั้งค่าไว้ก่อนที่เอาต์พุตจะเปลี่ยนสถานะ พฤติกรรมการรีเซ็ตจะขึ้นอยู่กับแต่ละรุ่น.
เหตุใดระดับการรีเซ็ตและฮิสเทอรีซิสจึงมีความสำคัญ
หากรีเลย์ทริปที่ค่าเดียวกับที่รีเซ็ตพอดี ความผันผวนของกระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยใกล้จุดเกณฑ์อาจทำให้เอาต์พุตเกิดการสั่น (chatter) ได้ ดังนั้นผู้ผลิตจึงกำหนดขอบเขตการรีเซ็ตหรือฮิสเทอรีซิสระหว่างสภาวะการทำงานและสภาวะการปล่อย บางรุ่นแสดงค่านี้เป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าเกณฑ์ ในขณะที่บางรุ่นระบุค่า pickup และ dropout แยกต่างหาก.
การรีเซ็ตอาจเป็นแบบอัตโนมัติหลังจากกระแสไฟฟ้ากลับสู่ช่วงที่อนุญาต หรือแบบแมนนวลเพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานต้องรับทราบเหตุการณ์นั้น นอกจากนี้อาจมีฟังก์ชันหน่วงเวลาการรีเซ็ตแยกต่างหาก โปรดอ่านแผนภาพเวลาของรุ่นที่เลือกใช้อยู่เสมอ เนื่องจากป้ายกำกับบนหน้าปัดที่คล้ายกันอาจให้ลำดับเอาต์พุตที่แตกต่างกันได้.
สิ่งที่รีเลย์ตรวจสอบกระแสไฟฟ้าทำได้และทำไม่ได้
อุปกรณ์ตรวจวัดกระแสไฟฟ้าจัดอยู่ในชั้นการวัดและควบคุม ไม่ควรนำมาใช้ทดแทนอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับกระแสไฟฟ้าทุกชนิดในตู้ควบคุมโดยอัตโนมัติ.
| อุปกรณ์ | หน้าที่หลัก | สิ่งที่อุปกรณ์นี้ช่วยสนับสนุน | สิ่งที่อุปกรณ์นี้ไม่สามารถทดแทนได้โดยอัตโนมัติ |
|---|---|---|---|
| รีเลย์ตรวจวัดกระแสไฟฟ้า | ตรวจจับสภาวะกระแสไฟฟ้าและเปลี่ยนเอาต์พุตควบคุม | ตรรกะสำหรับค่าเกณฑ์ การหน่วงเวลา การรีเซ็ต และการส่งสัญญาณ | การป้องกันการลัดวงจรของวงจรย่อย หรืออุปกรณ์สวิตช์กำลัง |
| หม้อแปลงกระแส (CT) | แปลงกระแสไฟฟ้าให้เป็นค่าทางด้านทุติยภูมิในสเกลที่กำหนด | อินเทอร์เฟซการวัดกระแสไฟฟ้าแบบแยกส่วนทางไฟฟ้า (Galvanically isolated) สำหรับอุปกรณ์ที่รองรับ | การตัดสินใจตามค่าเกณฑ์และการส่งสัญญาณเอาต์พุตเพื่อควบคุมที่สมบูรณ์ |
| โอเวอร์โหลดรีเลย์ความร้อน | ตอบสนองต่อสภาวะมอเตอร์โหลดเกินอย่างต่อเนื่องตามแบบจำลองทางความร้อน | ฟังก์ชันการป้องกันมอเตอร์โหลดเกินและฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องกับเฟสตามที่อุปกรณ์ที่เลือกกำหนดไว้ | การตรวจสอบกระแสไฟฟ้าต่ำกว่าเกณฑ์สำหรับกระบวนการทั่วไป |
| เซอร์กิตเบรกเกอร์หรือฟิวส์ | ตัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่ระบุภายในพิกัดของอุปกรณ์ | การป้องกันกระแสเกินและการตัดแยกวงจรตามที่ออกแบบไว้ | การตีความสถานะกระบวนการหรือตรรกะการควบคุมที่ปรับตั้งค่าได้ |
| คอนแทคเตอร์ | การต่อและตัดโหลดซ้ำๆ เมื่อคอยล์ได้รับคำสั่ง | การสวิตช์กำลังไฟฟ้าพิกัด | การตรวจจับความผิดปกติหรือการป้องกันการลัดวงจร |
กลุ่มผลิตภัณฑ์อุปกรณ์ยังมีบริบทของมาตรฐานที่แตกต่างกัน IEC 60255-1 ครอบคลุมข้อกำหนดทั่วไปสำหรับรีเลย์วัดค่าและอุปกรณ์ป้องกัน; IEC 61869-2 กล่าวถึงหม้อแปลงกระแส; IEC 60947-4-1 ครอบคลุมคอนแทคเตอร์, สตาร์ทเตอร์มอเตอร์ และอุปกรณ์ป้องกันโหลดเกินที่เกี่ยวข้อง; และ IEC 60947-5-1 ครอบคลุมอุปกรณ์วงจรควบคุมแบบกลไกไฟฟ้า ขอบเขตเหล่านี้ช่วยในการจำแนกฟังก์ชันการทำงาน แต่ยังคงต้องตรวจสอบมาตรฐานผลิตภัณฑ์และกฎการติดตั้งที่เกี่ยวข้องสำหรับอุปกรณ์และตลาดเฉพาะนั้นๆ.
รีเลย์จะตรวจสอบกระแสและเปลี่ยนเอาต์พุตควบคุม โดยมีอุปกรณ์ภายนอกทำหน้าที่ควบคุมขั้นสุดท้าย.
สำหรับการเปรียบเทียบเชิงลึกเกี่ยวกับบทบาทการสวิตช์และการตัดวงจร โปรดดู คอนแทคเตอร์เทียบกับเซอร์กิตเบรกเกอร์. สำหรับการป้องกันความร้อนของมอเตอร์ ให้ใช้แยกต่างหาก คำอธิบายเกี่ยวกับเทอร์มอลโอเวอร์โหลดรีเลย์ คู่มือ.
การตั้งค่าสี่ประการที่กำหนดพฤติกรรมการทำงาน
ข้อผิดพลาดส่วนใหญ่ในการเลือกหรือการทดสอบการทำงานเกิดจากการพิจารณาเฉพาะค่ากระแสเกณฑ์เป็นค่าตั้งค่าเพียงอย่างเดียว ในทางปฏิบัติแล้ว มีพารามิเตอร์สี่ประการที่กำหนดการตอบสนอง.
1. ค่ากระแสเกณฑ์
ตั้งค่าเกณฑ์จากค่าที่วัดได้ระหว่างการทำงานปกติ ไม่ใช่เพียงแค่จากแผ่นป้ายชื่อมอเตอร์หรือการประมาณค่าโหลดทางทฤษฎีเท่านั้น ให้บันทึกค่ากระแสระหว่างการสตาร์ท โหลดคงที่ โหลดต่ำสุดที่ยอมรับได้ โหลดสูงสุดที่ยอมรับได้ และการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการที่เป็นตัวแทนได้ โดยตั้งค่าเกณฑ์ให้ห่างจากการเปลี่ยนแปลงปกติเพียงพอที่จะป้องกันการทำงานที่ผิดพลาด แต่ต้องใกล้พอที่จะตรวจจับสภาวะผิดปกติที่ต้องการได้.
2. การหน่วงเวลาทริป
การหน่วงเวลาทริปคือระยะเวลาที่สภาวะกระแสผิดปกติต้องคงอยู่ก่อนที่เอาต์พุตจะเปลี่ยนสถานะ การหน่วงเวลาที่สั้นเกินไปอาจทำให้กระแสกระชากหรือค่าสูงสุดของกระบวนการถูกตีความว่าเป็นความผิดปกติได้ ส่วนการหน่วงเวลาที่นานเกินไปอาจทำให้เกิดการติดขัด การเดินเครื่องเปล่า หรือการสูญเสียโหลดดำเนินต่อไปได้ ค่าที่ถูกต้องควรเป็นไปตามค่าคงที่เวลาของกระบวนการและผลกระทบจากการทำงานที่ล่าช้า.
3. สภาวะการรีเซ็ต
การรีเซ็ตอัตโนมัติเหมาะสำหรับกระบวนการที่สามารถกลับมาทำงานต่อได้อย่างปลอดภัยหลังจากกระแสกลับสู่สภาวะปกติ การรีเซ็ตแบบแมนนวลจะคงสถานะการแจ้งเตือนความผิดปกติไว้และต้องมีการยืนยันรับทราบ ในกรณีที่การรีสตาร์ทอัตโนมัติอาจก่อให้เกิดอันตราย พฤติกรรมการรีเซ็ตจะต้องสอดคล้องกับการออกแบบด้านความปลอดภัยและการรีสตาร์ทของเครื่องจักร โดยรีเลย์ตรวจสอบไม่ใช่รีเลย์ความปลอดภัยโดยอัตโนมัติ.
4. การหน่วงเวลาการรีเซ็ตหรือตรรกะการเริ่มทำงานใหม่
การหน่วงเวลาการรีเซ็ตช่วยป้องกันการทำงานซ้ำอย่างรวดเร็วหลังจากกระแสไฟฟ้ากลับเข้าสู่ช่วงปกติ นอกจากนี้ยังช่วยให้มีเวลาสำหรับสภาวะแรงดัน การไหล หรือสภาวะทางกลให้คงที่ ควรตรวจสอบลำดับการควบคุมทั้งหมด ซึ่งรวมถึงการตัดวงจรของคอนแทคเตอร์ ตรรกะของ PLC การแจ้งเตือน และการอนุญาตให้เริ่มทำงานใหม่ แทนที่จะกำหนดค่ารีเลย์แยกต่างหากเพียงอย่างเดียว.
เมื่อกระแสไฟฟ้าเป็นสัญญาณกระบวนการที่มีประโยชน์
การตรวจสอบกระแสไฟฟ้าจะมีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อโหลดทางไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงอย่างสอดคล้องกับสภาวะทางกลหรือกระบวนการที่สนใจ.
| สภาวะกระแสไฟฟ้า | ความหมายที่เป็นไปได้ในกระบวนการ | การตอบสนองในการควบคุมทั่วไป | จำเป็นต้องมีการตรวจสอบยืนยัน |
|---|---|---|---|
| กระแสไฟฟ้าสูงกว่าปกติ | การติดขัด, การฝืด, การป้อนงานมากเกินไป, ความต้องการแรงบิดสูง | การแจ้งเตือน, การหยุดทำงานแบบควบคุม, ลำดับการลดโหลด | ยืนยันว่าช่วงกระแสขณะเริ่มเดินเครื่องหรือขณะตัดการทำงานตามปกติจะไม่ทับซ้อนกับช่วงที่เกิดความผิดปกติ |
| กระแสไฟฟ้าลดลงต่ำกว่าระดับปกติ | ปั๊มทำงานขณะไม่มีของเหลว (Dry-running), สายพานขาด, การสูญเสียโหลดทางกล | หยุดปั๊ม, แจ้งเตือน, สลับไปใช้เครื่องสำรอง | ยืนยันว่าการทำงานที่อัตราการไหลต่ำหรือไม่มีโหลดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าที่สามารถทำซ้ำได้ |
| กระแสไฟฟ้าหายไป | ฮีตเตอร์ขาด, โหลดถูกตัดการเชื่อมต่อ, มอเตอร์หยุดทำงาน | การแสดงสถานะความผิดปกติหรือการอินเตอร์ล็อกของกระบวนการ | แยกแยะสถานะการสั่งปิดออกจากวงจรเปิดที่ไม่ได้ตั้งใจ |
| กระแสไฟฟ้ายังคงอยู่ในช่วงที่กำหนด | โหลดการทำงานที่คาดการณ์ไว้ | อนุญาตให้มีการทำงานหรือยืนยันสถานะของกระบวนการ | ตรวจสอบความถูกต้องของช่วงที่กำหนดโดยครอบคลุมถึงแหล่งจ่าย อุณหภูมิ และความแปรผันของผลิตภัณฑ์ |
| กระแสไฟฟ้ามีความผันผวนรอบขีดจำกัด | กระบวนการไม่เสถียรหรือเกณฑ์การตัดสินแยกแยะได้ไม่ชัดเจน | การหน่วงเวลา ฮิสเทรีซิส หรือการตรวจสอบเชิงวินิจฉัย | อย่าปกปิดความไม่มั่นคงทางกลที่แท้จริงด้วยการเพิ่มเพียงแค่การหน่วงเวลาเท่านั้น |
ปั๊มและพัดลม
กระแสต่ำเกินอาจบ่งชี้ถึงการสูญเสียโหลดทางไฮดรอลิกหรืออากาศพลศาสตร์ รวมถึงสภาวะการทำงานแบบแห้งบางประการ กระแสเกินอาจบ่งชี้ถึงการอุดตัน ปัญหาที่ตลับลูกปืน หรือแรงดันที่มากเกินไป เนื่องจากประเภทของปั๊ม การควบคุมความเร็ว คุณสมบัติของของไหล และจุดปฏิบัติงานมีผลต่อกระแสไฟฟ้า การวัดค่าระหว่างการทดสอบเดินเครื่องจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่ง.
สายพานลำเลียง เครื่องบด และเครื่องผสม
การตรวจสอบกระแสเกินสามารถระบุการติดขัดอย่างต่อเนื่องหรือการโหลดวัสดุที่มากเกินไปได้ กระแสต่ำเกินสามารถส่งสัญญาณถึงข้อต่อที่แตกหัก สายพานขาด หรือผลิตภัณฑ์ที่ขาดหายไป การหน่วงเวลาที่เกณฑ์กำหนดควรผ่านช่วงโหลดปกติไปได้ แต่ยังคงต้องทำงานก่อนที่ผลกระทบทางกลจะกลายเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้.
เครื่องทำความร้อน
การมีอยู่ของกระแสไฟฟ้าสามารถยืนยันได้ว่าสาขาของฮีตเตอร์มีการจ่ายไฟอยู่ ค่าที่ต่ำกว่าที่คาดไว้อาจเผยให้เห็นถึงองค์ประกอบที่ขาดวงจรหรือขั้นตอนที่ล้มเหลวในกลุ่มฮีตเตอร์แบบหลายองค์ประกอบ กระแสไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวไม่สามารถยืนยันอุณหภูมิที่ส่งมอบได้ ดังนั้นจึงเป็นการเสริมแทนที่จะมาแทนที่เซนเซอร์วัดอุณหภูมิและอุปกรณ์จำกัดอุณหภูมิ.
เครื่องมือกลและสถานีอัตโนมัติ
กระแสไฟฟ้าสามารถให้ข้อมูลโหลดหรือลายเซ็นการทำงานที่มีต้นทุนต่ำสำหรับสปินเดิล แอคชูเอเตอร์ โซลีนอยด์ และโหลดอื่นๆ ซึ่งเหมาะสมที่สุดสำหรับกระบวนการที่ทำซ้ำได้ หากช่วงกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติและกระแสไฟฟ้าปกติทับซ้อนกันอย่างมาก การตรวจสอบการสั่นสะเทือน แรงดัน การไหล ตำแหน่ง หรือกำลังไฟฟ้าอาจให้สัญญาณที่เชื่อถือได้มากกว่า.
วิธีการเลือกใช้รีเลย์ตรวจสอบกระแสไฟฟ้า
ใช้ลำดับต่อไปนี้เพื่อเปลี่ยนการประยุกต์ใช้งานให้เป็นข้อกำหนดที่สามารถอ้างอิงได้.
1. กำหนดสภาวะผิดปกติก่อน
ระบุเหตุการณ์ในกระบวนการด้วยภาษาที่เข้าใจง่าย เช่น “ตรวจพบสายพานลำเลียงติดขัด” “หยุดปั๊มหลังจากสูญเสียโหลดอย่างต่อเนื่อง” หรือ “ยืนยันว่าฮีตเตอร์มีการดึงกระแสไฟฟ้าหลังจากได้รับคำสั่งให้ทำงาน” จากนั้นตัดสินใจว่าการตรวจสอบกระแสเกิน กระแสต่ำ การสูญเสียกระแส หรือการตรวจสอบแบบช่วง (window monitoring) วิธีใดที่แสดงถึงเหตุการณ์นั้นได้ดีที่สุด.
2. จับคู่ AC หรือ DC และช่วงการวัด
ยืนยันว่าวงจรที่ตรวจสอบเป็น AC หรือ DC รวมถึงความถี่ในกรณีที่เกี่ยวข้อง และค่ากระแสไฟฟ้าต่ำสุด ปกติ ขณะสตาร์ท และขณะเกิดความผิดปกติที่คาดการณ์ไว้ ช่วงการทำงานปกติควรอยู่ภายในช่วงที่ปรับตั้งได้ของรีเลย์อย่างเหมาะสม อย่าเลือกช่วงการวัดเพียงเพราะค่าสูงสุดเท่ากับพิกัดโหลด.
ตรวจสอบด้วยว่ารีเลย์วัดกระแสไฟฟ้าอย่างไร วิธีการตอบสนองแบบค่าเฉลี่ย (average-responding) และแบบ true-RMS อาจมีพฤติกรรมที่แตกต่างกันเมื่อเจอกับรูปคลื่นที่ผิดเพี้ยน การควบคุมมุมเฟส วงจรเรียงกระแส และไดรฟ์ปรับความถี่ คำแนะนำของผู้ผลิตจะเป็นตัวกำหนดว่ารีเลย์รุ่นนั้นๆ เหมาะสมกับรูปคลื่นหรือตำแหน่งการติดตั้งดังกล่าวหรือไม่.
3. เลือกการวัดโดยตรงหรือใช้เซนเซอร์ภายนอก
รีเลย์บางรุ่นจะให้ตัวนำที่ตรวจสอบผ่านตัวอุปกรณ์หรือขั้วต่อกระแสไฟฟ้าโดยตรง ระบบอื่นๆ จะใช้หม้อแปลงกระแส (CT) หรือเซนเซอร์ภายนอก การวัดโดยตรงสามารถช่วยให้การใช้งานกับกระแสต่ำทำได้ง่ายขึ้น ส่วนเซนเซอร์ภายนอกสามารถขยายช่วงการวัดหรือช่วยแยกส่วนวงจรได้ อัตราส่วนของเซนเซอร์ ภาระทางไฟฟ้า (burden) ความแม่นยำ ขั้ว และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยจะต้องเข้ากันได้กับอินพุตของรีเลย์.
ในกรณีที่ใช้ CT ทั่วไป ให้ปฏิบัติตามขั้นตอนความปลอดภัยของวงจรทุติยภูมิของผู้ผลิต CT ห้ามทดสอบหรือติดตั้งแบบเปิดวงจร (open-circuit) โดยพลการ.
4. เลือกฟังก์ชันการตรวจสอบและการรีเซ็ต
ระบุการทำงานแบบโหลดเกิน (overcurrent), กระแสต่ำกว่ากำหนด (undercurrent), ช่วงการทำงาน (window), การรีเซ็ตแบบล็อก/แมนนวล หรือการรีเซ็ตอัตโนมัติ ตรวจสอบว่าจำเป็นต้องมีการยับยั้งการสตาร์ท, การหน่วงเวลาทริปและรีเซ็ตแยกกัน, หน่วยความจำหลังจากไฟเลี้ยงหาย และตรรกะเอาต์พุตแบบ fail-safe หรือไม่ การระบุหน้าสัมผัสแบบ “ปกติเปิด” (normally open) เพียงอย่างเดียวไม่สามารถอธิบายสถานะเอาต์พุตระหว่างการทำงานปกติ, การสูญเสียไฟเลี้ยงช่วย หรือเมื่อเกิดความผิดปกติที่ถูกตรวจสอบได้.
5. ตรวจสอบไฟเลี้ยงช่วย
แรงดันไฟเลี้ยงของรีเลย์จะแยกจากช่วงกระแสที่ตรวจสอบ ยืนยันประเภทไฟ AC หรือ DC, ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้, ความถี่, การใช้พลังงาน และสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อไฟเลี้ยงช่วยหายไป.
6. ออกแบบอินเทอร์เฟซเอาต์พุต
ระบุว่าเอาต์พุตจะขับอุปกรณ์ใด: อินพุต PLC, รีเลย์คั่นกลาง (interposing relay), คอยล์คอนแทคเตอร์, สัญญาณเตือน หรือวงจรตัดการทำงาน ตรวจสอบการจัดวางหน้าสัมผัส, พิกัดประเภทการใช้งานหรือข้อมูลการสลับกระแส DC, โหลดการสลับขั้นต่ำ, อายุการใช้งานทางไฟฟ้า และข้อกำหนดในการลดสัญญาณรบกวนสำหรับคอยล์แบบเหนี่ยวนำ ค่ากระแสที่ระบุไว้เพียงอย่างเดียวไม่สามารถพิสูจน์ความเหมาะสมสำหรับคอยล์คอนแทคเตอร์หรือโหลด DC เฉพาะเจาะจงได้.
7. ตรวจสอบความแม่นยำและสภาพแวดล้อม
ทบทวนความแม่นยำของค่าเกณฑ์, ความสามารถในการทำซ้ำ, อิทธิพลของอุณหภูมิ, เวลาตอบสนอง, หมวดหมู่การติดตั้ง, ฉนวน, ตู้ควบคุม, ระดับมลภาวะ, การติดตั้ง, การสั่นสะเทือน และการรับรองที่เกี่ยวข้อง ใช้คู่มืออุปกรณ์ปัจจุบันและกฎการติดตั้งในพื้นที่เป็นเอกสารอ้างอิงหลัก.
ตัวอย่าง VIOX FCC18: การจับคู่ฟังก์ชันให้เหมาะสมกับการใช้งาน
การ รีเลย์กระแสไฟฟ้าเฟสเดียว VIOX FCC18 แสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์ตระกูลหนึ่งสามารถแยกงานตรวจสอบกระแสไฟฟ้าออกเป็น 4 รูปแบบการทำงานได้อย่างไร.
| รูปแบบ FCC18 | ฟังก์ชันการตรวจสอบที่เผยแพร่ | วิธีการรีเซ็ต | ตัวอย่างกรณีการใช้งาน |
|---|---|---|---|
| เอฟซีซี18-01 | กระแสไฟเกิน | อัตโนมัติหลังจากกระแสไฟฟ้ากลับมาต่ำกว่าขอบเขตการรีเซ็ตที่เผยแพร่ไว้ | ตรวจจับโหลดเกินหรือการติดขัดที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง |
| เอฟซีซี18-02 | กระแสน้ำใต้ผิวน้ำ | ทำงานอัตโนมัติหลังจากกระแสไฟฟ้ากลับมาสูงกว่าขอบเขตการรีเซ็ตที่ระบุไว้ | ตรวจจับการสูญเสียโหลดหรือสภาวะการเดินเครื่องเปล่า (dry-running) ในกรณีที่กระแสไฟฟ้าเป็นตัวบ่งชี้ที่เชื่อถือได้ |
| เอฟซีซี18-03 | กระแสเกินและกระแสต่ำกว่าเกณฑ์ | รีเซ็ตด้วยตนเอง | คงสถานะเหตุการณ์กระแสสูงหรือกระแสต่ำไว้เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานรับทราบ |
| เอฟซีซี18-04 | กระแสเกินและกระแสต่ำกว่าเกณฑ์ | รีเซ็ตอัตโนมัติ | ตรวจสอบช่วงกระแสไฟฟ้าที่อนุญาตในกระบวนการที่กู้คืนการทำงานโดยอัตโนมัติ |
สำหรับผลิตภัณฑ์ตระกูลนี้ VIOX ได้เผยแพร่รุ่นช่วงกระแสไฟฟ้าที่ครอบคลุมตั้งแต่ 0.05–0.5 A ไปจนถึง 1.6–16 A และการปรับตั้งเวลาตั้งแต่ 0.1 ถึง 20 วินาที สำหรับคำอธิบายการรีเซ็ตอัตโนมัติ หน้าผลิตภัณฑ์ได้ระบุขอบเขตการกลับมาทำงานไว้ที่ต่ำกว่า 95% ของเกณฑ์สูงสำหรับการทำงานเมื่อกระแสเกิน และสูงกว่า 105% ของเกณฑ์ต่ำสำหรับการทำงานเมื่อกระแสต่ำกว่าเกณฑ์ ตัวเลขเหล่านี้อ้างอิงจากหน้าผลิตภัณฑ์ตระกูล FCC18 เท่านั้น ไม่ควรนำไปสรุปใช้กับรีเลย์กระแสไฟฟ้าประเภทอื่น.
รุ่นที่ถูกต้องยังคงขึ้นอยู่กับรูปคลื่นที่ตรวจสอบ การวัดค่ากระแสไฟฟ้าในสภาวะปกติและผิดปกติ แหล่งจ่ายไฟช่วย ภาระงานเอาต์พุต หลักการรีเซ็ต สภาวะการติดตั้ง และเอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์ปัจจุบัน เลือกดู กลุ่มผลิตภัณฑ์รีเลย์กระแสไฟฟ้าของ VIOX เมื่อมีการกำหนดฟังก์ชันการตรวจสอบไว้แล้ว.
การทดสอบการทำงานโดยไม่ให้เกิดการทริปที่ผิดพลาด
กระบวนการทดสอบการทำงานที่เป็นระบบมีความน่าเชื่อถือมากกว่าการคาดเดาเปอร์เซ็นต์ของกระแสพิกัด.
- เอกสารระบุว่า: ระบุสถานะการสั่งปิด, การเริ่มเดินเครื่อง, การไม่มีโหลด, ค่าต่ำสุดปกติ, ค่าสูงสุดปกติ และสถานะความผิดปกติที่ตั้งใจให้เกิดขึ้น.
- วัดค่ากระแสที่เป็นตัวแทน: รวมถึงค่าความคลาดเคลื่อนของแหล่งจ่าย, อุปกรณ์ในสภาวะร้อนและเย็น และความแปรผันของผลิตภัณฑ์หรือกระบวนการที่เกิดขึ้นจริง.
- กำหนดค่าเกณฑ์เบื้องต้น: รักษาช่วงห่างที่ชัดเจนระหว่างความแปรผันปกติและย่านความผิดปกติที่สามารถตรวจจับได้.
- ตั้งค่าหน่วงเวลาขั้นต่ำที่ใช้งานได้: ปล่อยให้กระแสชั่วขณะที่เกิดขึ้นตามปกติผ่านไปได้ในขณะที่ยังคงอยู่ภายในระยะเวลาความผิดพร่องสูงสุดที่กระบวนการยอมรับได้.
- ทดสอบการตอบสนองทั้งหมด: ตรวจสอบการแสดงสถานะของรีเลย์ สถานะเอาต์พุต การทำงานของคอนแทคเตอร์หรือ PLC พฤติกรรมการแจ้งเตือน และลำดับการรีเซ็ต.
- ทดสอบการสูญเสียแหล่งจ่ายไฟเสริม: ยืนยันว่าสถานะเอาต์พุตที่ได้นั้นสอดคล้องกับหลักการควบคุม.
- บันทึกการตั้งค่า: จัดทำเอกสารค่าเกณฑ์สุดท้าย การตั้งเวลา โหมดการรีเซ็ต เงื่อนไขการทดสอบ และผลการยอมรับไว้ในบันทึกของตู้ควบคุม.
หากกระแสไฟฟ้าในสภาวะปกติและกระแสไฟฟ้าลัดวงจรซ้อนทับกัน การเพิ่มเวลาหน่วงอาจช่วยลดการทริปที่ผิดพลาดได้ แต่ไม่สามารถแยกการวัดออกจากกันได้ โปรดพิจารณาตำแหน่งของเซนเซอร์ สถานะของเครื่องจักรที่ใช้ในการประเมิน หรือตัวแปรของกระบวนการที่กำลังตรวจสอบใหม่อีกครั้ง.
การตรวจสอบกระแสไฟฟ้าเทียบกับการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้าตอบคำถามว่า “อุปกรณ์กำลังดึงโหลดไฟฟ้าเท่าใด” แรงดันไฟฟ้าตอบคำถามว่า “แหล่งจ่ายไฟที่คาดหวังมีอยู่และอยู่ในขีดจำกัดหรือไม่” สิ่งเหล่านี้เผยให้เห็นรูปแบบความล้มเหลวที่แตกต่างกัน มอเตอร์ที่ติดขัดอาจยังคงมีแรงดันไฟฟ้าจ่ายปกติในขณะที่ดึงกระแสไฟฟ้าเกินขนาด ส่วนโหลดที่ขาดวงจรอาจยังคงมีแรงดันไฟฟ้าที่จุดควบคุมในขณะที่ไม่ดึงกระแสไฟฟ้าเลย ในทางกลับกัน ลำดับเฟส การสูญเสียเฟส หรือขีดจำกัดของแรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่าย เป็นหน้าที่ของอุปกรณ์ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าหรือตรวจสอบเฟส.
ใช้ คู่มือรีเลย์ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า เมื่อตัวแปรหลักคือสภาวะของแหล่งจ่ายไฟแทนที่จะเป็นกระแสโหลด บางระบบจำเป็นต้องมีการวัดทั้งสองค่า โดยมี PLC หรือวงจรควบคุมทำหน้าที่ประสานเอาต์พุตของอุปกรณ์เหล่านั้น.
ประเด็นสำคัญทางวิศวกรรม
รีเลย์ตรวจสอบกระแสไฟฟ้ามีประโยชน์เนื่องจากจะแปลงลักษณะเฉพาะของโหลดไฟฟ้าให้เป็นการตัดสินใจควบคุมตามเวลา การประยุกต์ใช้งานที่เชื่อถือได้ขึ้นอยู่กับทางเลือก 5 ประการ ได้แก่ สัญญาณกระบวนการที่ถูกต้อง ช่วงและวิธีการวัดที่เหมาะสม เกณฑ์ที่แยกออกจากความผันแปรปกติ เวลาหน่วงที่สอดคล้องกับสภาวะชั่วขณะจริง และอินเทอร์เฟซเอาต์พุตที่ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ตัดสินใจขั้นสุดท้าย.
ให้ถือว่าเป็นชั้นหนึ่งในสถาปัตยกรรมการควบคุมและการป้องกัน โดยให้การป้องกันการลัดวงจร การป้องกันโหลดเกินของมอเตอร์ ฟังก์ชันความปลอดภัย และการสลับกำลังไฟฟ้า เป็นหน้าที่ของอุปกรณ์ที่ได้รับการออกแบบและกำหนดพิกัดมาสำหรับงานเหล่านั้นโดยเฉพาะ.
แหล่งที่มาที่ใช้
- รีเลย์กระแสไฟฟ้าเฟสเดียว VIOX FCC18-01/2/3/4 — ฟังก์ชันผลิตภัณฑ์ ช่วงเวลา การตั้งเวลา และพฤติกรรมการรีเซ็ตของผู้ผลิตโดยตรง.
- หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์รีเลย์กระแสไฟฟ้า VIOX — บริบทของกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง.
- IEC 60255-1:2022 — ข้อกำหนดทั่วไปและขอบเขตสำหรับรีเลย์วัดค่าและอุปกรณ์ป้องกัน.
- IEC 61869-2:2012 — ข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับหม้อแปลงกระแส.
- IEC 60947-4-1:2023 — ขอบเขตสำหรับคอนแทคเตอร์, สตาร์ทเตอร์มอเตอร์ และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง.
- IEC 60947-5-1:2024 — ขอบเขตสำหรับอุปกรณ์วงจรควบคุมแบบกลไกไฟฟ้า.
