Добрый день!
Есть печь, в которой в качестве нагревателей используются ТЭНы на напряжение 220V, общей мощностью 300kW. Вся нагрузка – однофазная, распределена равномерно по 3 фазам. Питающий кабель АВВГ 3х185, длиной метров 50. Коммутировать ТЭНы планируется однофазными твердотельными реле на 40-60А (по производителю пока не определились). В связи с этим вопрос как правильно организовать отключение нагрузки, по силовой цепи, или по цепи управления твердотельными реле? Насколько чувствительны твердотельные реле к броску напряжения, возникающему при отключении такой нагрузки?

1. ТЭНы представляют собой активную нагрузку, и при их отключении бросков напряжения не возникает.
2. Кабель заведен 3-жильный, без нуля? Тогда отключать можно только трехфазными группами, чтобы не сделать перекос. И при перегорании одного из ТЭНов перекос тоже появится. Или ТЭНы на 380В и включены между фазами?
3. Твердотельные реле - штука хорошая, только импортные дорогие. CRYDOM и CLARE нормальные производители. Если жмут финансы - можно применить российские или украинские модули МТО2 или МТОТО, но это не полноценные реле, к ним надо маленькую схему задания тока через светодиод оптрона.
4. На аварийный случай (пробой твердотельника) на вводе на эту богодельню поставь контактор, который в нормальном режиме будет постоянно включен.

Печь действующая, пока управляется при помощи пускателей. Все тэны подключены на 220V и нулевой проводник имеется. При полной нагрузке на вводе питания есть просадка напряжения около 30V. Соответственно при отключении питания пускателей напряжение востанавливается до номинального скачком. Интересует допустим ли такой режим коммутации для твердотельных реле.

У вас в каждой фазе ток около 460А а вы твердотелки на 60А хотите ставить. В паралель ставить можно но не лучший вариант.
Желательно ставить тиристоры или симисторы на ток около на ток около 600А. При коммутации тиристорами могут возникать импульсы напряжения которых очень боятся тиристоры. В сборках часто встраивают защитные RC цепочки и варисторы, если такой защиты нет её необходимо навешивать самим.
Тиристоров на такие токи навалом. В основном таблеточного исполнения. Для управления лучше использовать серийные блоки управления, недорогие есть у овена или протон-импульса. При ШИМ регулировании желательно реализовать функцию контроля перехода через ноль.
Мы делаем такие схемы на печи до 600кВт. Есть куча комплектующих и совсем не дорогих.

Да ТЭНы на 2,5 и 3,5 kW, и их много 98 штук. Есть ряд причин, по которым решено перейти именно на твердотелки. Меня интересует реакция этих устройств на скачки напряжения. Правильно ли я понял вас SAM, что стоит применить реле со встроенной RC-цепочкой, либо навесить её сверху.

1. разбить все тэны на группы по мощности твердотелки
2. перед каждой группой установить контактор и только к нему подключать твердотелку с нагрузкой. контакторы - это элемент защиты, а не коммутации.
3. управлять группами последовательно с небольшим тайм-аутом меж on/off каждой последующей чтоб избежать бросков.
4. самое главное поменять питающий кабель - боле 10% просадка на нагрузку - это просто слов нет.

30В перенапряжения для триаков в твердотельных реле - вообще не проблема. Да и не будет у тебя пиков, так как тиристор обладает свойством закрываться в конце полупериода, когда ток падает ниже тока удержания, напряжение при этом около нуля. Максимум у тебя будет 420В эффективного, это 594В пикового на фазу. Возьми твердотелку 15 класса (1500В) и будешь иметь очень нехилый запас.
В принципе у всех тиристорных структур есть предельный параметр dV/dt, это максимально допустимая скорость нарастания напряжения, при которой еще не происходит ложного включения. Но получить такую скорость нарастания - это еще постараться надо. И в случае необходимости это решается RC-цепочками.
А вообще просадка на вводе по 30В на фазу - это уже криминал, надо меры принимать. Нихрена себе, 41кВт в кабеле потерять...
(Кстати, на всех твердотелках в сумме тоже потеряется, но немного, около 2.7кВт на все.)

За советы всем спасибо. С просадкой напряжения разберёмся. Помимо кабеля в цепи ещё рубильник, предохранители и автомат на 600А. Всё в диком состоянии. А про 30V я видимо неправильно выразился, имелось в виду падение линейного напряжения. Хотя и для этого много.
А по сути вопроса вывод такой - твердотельные реле с контролем перехода через ноль, на повышеное напряжение, защитные RC-цепи. Тогда одновременное отключение всех реле по цепи управления не доставит никаких неприятностей.

Раз уж разбиваете всю нагрузку на группы, разбейте печь на зоны и регулируйте в каждой зоне отдельно.
Например по вымоте. Это может помочь снизить токи.
Допустим небольшие отклонения будут отробатываться нижней зоной мощностью 66 кВт, и просадка напряжения будет меньше. А полная мощность будет в основном при выходе на режим.

Вместо контактора ставим автоматический выключатель с независимым расцепителем. Для защиты этого больше чем достаточно.

Правильно.
Твердотелки с включением на переходе через ноль - для исключения помех от них в сеть при _включении_.
На повышенное напряжение - для надежности при наших сетях.
RC-цепи - для защиты от пиков, приходящих из сети.

Сама по себе система давать пиков при _отключении_ не будет, так как любой тиристор закрывается на нуле синусоиды (как уже было сказано выше).

Кстати, поскольку мощности немаленькие, я бы взял твердотельники без контроля перехода через ноль, а эту функцию реализовал в схеме управления. Смысл в том, что контроль перехода через ноль в твердотельниках упрощенный. Они срабатывают если напряжение на нем менее 10-20 В, и небольшая помеха все-таки генерируется. А внешней схемой переход нуля синусоиды можно засечь с высокой точностью, и включать оптореле при напряжении менее вольта. Надо будет на всю богодельню три детектора на фазы, и в цепь каждого оптореле по D-триггеру.

http://www.doski.ru/i/679732.gif
когда то у нас стояла машина выдува ПЭТ бутылок и там управление было очень хорошо организовано. Нагрев делился на печи/зоны/тэны все с контролем и диагностикой. Регулировка температуры, если не ошибаюсь. была около +/-0,5С. Если найдете схему от нее, то можно частично скопировать.
З.Ы. Правдо нагрев был не тенами, а лампами 2,5кВт каждая. ~ в сумме240кВт