Лабораторна робота №3 Дослідження реле частоти

1. Мета роботи

Вивчити будову, принцип дії і схеми підключення реле частоти типу РЧ‑1. Навчитися правильно виставляти уставки на частоту спрацювання і повернення.

2. Теоретичні відомості

Реле частоти є одним з основних елементів пристроїв протиаварійної автоматики енергосистем і призначений для контролю частоти мережі.

Для живлення реле від контролюючої мережі змінного струму або від джерела оперативного змінного струму призначений допоміжний пристрій типу ВУ-3.

Реле мають типи та номінальні дані відповідно з вказаними у табл. 1.

Таблиця 1

Тип реле	Номінальна напруга контролюючої мережі змінного струму, В	Номінальна частота мережі, Гц	Уставки на частоту спрацювання, Гц	Уставки на частоту повернення, Гц	Номінальна напруга оперативного струму, В
					постійного	змінного
РЧ-1-УХЛ і РЧ-1-О	100	50	50–45	46–51	220, 110	100,127, 200
		60	60–55	56–61

Реле допускають можливість живлення схеми реле як від постійного, так і змінного оперативного струму. Принципова електрична схема реле приведена на рис. 1.

Реле забезпечують можливість зміни уставок на частоту спрацювання і повернення ступенями в 1 Гц і плавно в межах кожного ступеня.

Реле типу РЧ-1 має три уставки на час спрацювання 0,15; 0,3 і 0,5 с.

Час повернення – не більше 0,15 с.

Допустимі зміни напруги контролюючої мережі, допоміжних кіл реле і похибка реле на частоту спрацювання при одночасній зміні напруг контролюючої мережі і допоміжних кіл реле не перевищують величин, вказаних у табл. 2.

Різниця між частотою спрацювання реле і частотою повернення не більше 0,05 Гц на будь-якій уставці (при відключеному колі повернення).

Зміни частоти спрацювання при зміні температури навколишнього середовища при номінальних значеннях напруг контролюючої мережі та оперативного струму:

а) від 0 до 40С – не більше 0,2 Гц;

б) від мінус 20 до 40С – не більше 0,25 Гц;

в) від мінус 40 до 40С – не більше 0,35 Гц;

г) від 20 до 40С – не більше 0,1 Гц.

Таблиця 2

Тип реле	Вид струму живлення допоміжних кіл реле	Коливання напруги контролюючої мережі	Коливання напруги оперативного струму	Зміна частоти спрацювання не більше, Гц
РЧ-1-УХЛ і РЧ-1-О	Постійний	(0,41,3)Uн (0,21,3)Uн	(0,81,1)Uн	0,2 0,3
	Змінний	(0,41,3)Uн (0,21,3)Uн	(0,41,3)Uн	0,2 0,3

Кола змінного струму реле і пристрою повинні витримувати без пошкодження на протязі 10 с підвищення напруги до 1,5U_н.

Кола постійного струму реле і кола змінного струму реле і пристрою повинні витримувати тривалий проміжок часу напругу 1,1U_н.

Б лок-схема реле представлена на рис. 2, час-імпульсні діаграми, що пояснюють принцип дії реле типу РЧ-1 – на рис. 3.

Т – вхідний трансформатор;

Ф – фільтр;

ЧЕ1, ЧЕ2 – частотозалежні елементи;

АП – активний подільник;

ФП1, ФП2 – формуючі пристрої;

ПО – пусковий орган;

ЛЕ – логічний елемент;

РІ – розширювач імпульсів;

ВО – виконавчий орган;

К – контакти ЧАВП;

ПТ – перетворювач тривалості імпульсу.

Схема реле реагує на зміну кута між двома напругами, що залежить від частоти. Подана на реле напруга поступає на частотно-залежну (фазозміщуючу) схему (рис. 4) і на активний подільник, з яких знімаються дві напруги U­₁ та U₂, які перетворюють у подальшому в імпульси.

Напруга U­₁, що знімається з частотнозалежного елемента, перетворюється в прямокутний імпульс з тривалістю, близькою до півперода U_ф1, а напруга з активного подільника U­₂ – спочатку в прямокутний імпульс U_ф2, а потім в короткий імпульс U_д. Імпульси U_ф1 та U_д подаються на логічний елемент Л. Логічний елемент виконаний так, що через нього може проходити імпульс U_д (позначений після проходження логічного елемента як U_д) тільки у випадку відсутності на вході логічного елемента імпульсу U_ф1. При наявності на вході імпульсу U_ф1 проходження через логічний елемент імпульсу U_д блокується. При частоті мережі вище частоти уставки спрацьовує реле (для реле пониження частоти) кут між напругами U₁ і U₂ такий, що імпульс U_д попадає на логічний елемент раніше імпульсу U_ф1, проходить через логічний елемент і далі у вигляді імпульсу U_д попадає на розширювач імпульсів. Розширювач імпульсів виконаний так, що при подачі на його вхід імпульсів, на виході його напруга U_рі рівна нулю. Таке виконання схеми дозволяє підвищити її завадостійкість, виключити хибні спрацьовування реле при випадкових імпульсах на вході.

При f_c, менше або рівною f_ср кут між напругами змінюється, на логічний елемент попадає перший імпульс U_ф1, блокуючи проходження імпульсу U_д. Відсутність імпульсу на вході розширювача імпульсів приводить до появи на його виході напруги U_рі і спрацюванню виконавчого органу.

Для виключення хибного спрацювання реле при зникненні напруги контролюючої мережі в схему введений пусковий орган ПО, що приводить в дію розширювач імпульсів тільки при наявності напруги контролюючої мережі.

Для отримання можливості повернення реле при іншій частоті, що відрізняється від частоти спрацювання реле, передбачений додатково частотнозалежний елемент, виконаний на дроселі 2L і конденсаторах 2С і 3С, які підключаються при замиканні кола між клемами 5 і 6 реле.

На лицьовій стороні панелі реле є кнопка “S”, натиснення на яку приводить до спрацювання реле незалежно від величини уставки, і служить для випробовування його дієздатності.

f_­1 – уставки на частоту спрацювання реле.

f ­₂ – уставки на частоту повернення реле.