Лабораторная работа №1 электромеханические элементы рза
Цель работы
Ознакомиться с основными конструкциями и типами реле и их применением в схемах релейной защиты.
План работы
1. Изучить теоретическую часть.
2. В бланке отчета о лабораторной работе дать ответы на контрольные вопросы.
Теоретическая часть 1
На основе электромеханических элементов создавались устройства РЗА первого поколения. Начиная с 60-х годов электромеханическая элементная база стала заменяться полупроводниковой, а затем микропроцессорной. Однако и сейчас в устройствах РЗА систем электроснабжения используют электромеханические реле: электромагнитные, индукционные, магнитоэлектрические. По назначению они делятся на измерительные и логические.
Под электромеханическим реле, согласно ГОСТ 16022—83, понимают электрическое реле, работа которого основана на использовании относительного перемещения его механических элементов под воздействием электрического тока, протекающего по его обмотке.
Основные элементы реле – контакты и обмотки.
Контакты реле являются ответственным элементом в схемах защит. Они должны обеспечивать надежное замыкание и размыкание тока в управляемых ими цепях и должны быть рассчитаны на многократное действие. Во время коммутационных операций происходит износ контактов, снижающий надежность их действия.
Обмотки реле должны обладать термической стойкостью, характеризуемой в зависимости от типа реле величинами тока или напряжения, и иметь приемлемую потребляемую мощность.
В устройствах релейной защиты применяются реле электрические, механические и тепловые.
Электрические реле реагируют на электрические величины – ток, напряжение, мощность, частоту, сопротивление, угол между током и напряжением или двумя токами, или двумя напряжениями.
Механические реле реагируют на неэлектрические величины – давление, скорость истечения жидкости или газа, скорость вращения и т. д.
Тепловые реле реагируют на количество выделенного тепла или изменение температуры.
Наибольшее распространение в РЗА имеют электрические реле. Электрические реле выполняются главным образом на электромагнитном и индукционном принципах.
1. Классификация электрических реле.
Все реле имеют воспринимающий орган, который непосредственно воспринимает изменения электрических величин, подведенных к реле, и производит соответствующие им изменения в других органах или частях реле, и исполнительный орган, который, воздействуя на внешние цепи, производит отключение выключателей, подачу предупредительных сигналов или запуск других реле. Частным случаем исполнительного органа являются контакты. Кроме того, некоторые реле имеют орган замедления или выдержки времени.
Все реле по назначению условно можно разделить на три группы:
Основные реле непосредственно реагируют на изменение контролируемых величин, например тока, напряжения, мощности, частоты, сопротивления и т. д.
Вспомогательные реле управляются другими реле и выполняют функции введения выдержки времени, размножения контактов, передачи команд от одних реле к другим, воздействия на выключатели, сигналы и т. п.
Сигнальные (указательные) реле фиксируют действие защиты и управляют звуковыми и световыми сигналами.
В зависимости от электрической величины, на которую реагирует воспринимающий орган, электрические реле бывают: токовые, напряжения, мощности, сопротивления и частоты, а по характеру изменения воздействующей величины делятся на реле увеличения величины, или максимальные, и реле уменьшения величины, или минимальные.
Максимальные реле срабатывают, когда значение воздействующей величины превосходит заданную, а минимальные – когда значение воздействующей величины снижается ниже заданной.
По способу включения воспринимающего органа различаются первичные реле, у которых воспринимающий орган включается непосредственно в цепь защищаемого элемента, и вторичные реле, у которых воспринимающий орган включается через измерительные трансформаторы тока и напряжения (рис. 1).
Рис. 1. Способы включения вторичных (а, б) и первичных (в, г) реле:
КА – реле тока, KV – реле напряжения,
ТА – трансформатор тока, TV – трансформатор напряжения,
Q - выключатель
По способу воздействия исполнительного органа различаются реле прямого действия, у которых исполнительный орган отключает выключатель путем механического воздействия, и реле косвенного действия, исполнительный орган которых воздействует на привод выключателя с помощью оперативного тока.
По принципу действия электрические реле разделяются на следующие группы:
электромагнитные реле, работа которых основана на воздействии магнитного потока обтекаемой током обмотки на ферромагнитный якорь;
поляризованные реле – электромагнитное реле со вспомогательным поляризующим магнитным полем;
магнитоэлектрические реле, работа которых основана на взаимодействии постоянного магнита и обтекаемой током обмотки;
индукционные реле, работа которых основана на взаимодействии магнитных полей неподвижных обмоток с магнитными полями токов, индуктируемых в подвижном элементе;
полупроводниковые реле, работа которых основана на использовании свойств полупроводниковых приборов.
Практическое применение получили следующие три группы реле:
1. Первичные реле прямого действия. В эту группу входят реле максимального тока, действующие мгновенно и с замедлением, реле минимального напряжения мгновенного действия и электротепловые реле. Первичные реле прямого действия встраиваются непосредственно в выключатели, автоматы и магнитные пускатели.
2. Вторичные реле прямого действия. В эту группу также входят реле максимального тока и минимального напряжения, действующие мгновенно и с выдержкой времени. Реле выполняются на электромагнитном принципе и встраиваются в приводы выключателей.
3. Вторичные реле косвенного действия. В эту основную и наиболее многочисленную группу входят практически все типы реле тока, напряжения, мощности, сопротивления и частоты, а также реле времени промежуточные и сигнальные реле.