3. Аппаратура релейной защиты и автоматики .

3.1. В чем отличие реле РН- 53  60Д от реле такой же серии РН – 53  60 ?

Реле РН – 53  60Д реагирует на повышение напряжения в цепи переменного тока в тех случаях, когда в контролируемой цепи может возникать напряжение, значительно превышающее напряжение срабатывания. Для снижения потребляемой мощности до приемлемого значения в реле применена пружина с жесткостью 0,5 Нмм 90 ⁰. Для обеспечения термической стойкости добавочные резисторы взяты большой мощности.[2].

3.2. Почему возникают случаи возгорания реле РН – 53  60Д ?

В практике эксплуатации отмечены случаи повреждения и возгорания реле РН – 53  60Д.

Это объясняется тем, что в электрических сетях 6 – 10 кВ в том числе и в РУ – 6 – 10 кВ ПС 330 кВ и выше, возникают феррорезонансные процессы при обрывах проводов, перегорании предохранителей, замыканиях на землю, а также при включении под напряжение ненагруженных секций шин с трансформаторами напряжения. При этом на на дополнительной обмотке ТН возникает напряжение нулевой последовательности 250 – 300 В. Реле напряжения РН – 53  60Д осуществляющее контроль изоляции сети 6 – 10 кВ и имеющие длительно допустимое напряжение 110 В (в диапазоне уставок 15  30 В) повреждается, вызывая в ряде случаев пожар на панели.

Для исключения повреждения РН – 53  60Д и предотвращения отказа или неправильных действий других защит и автоматики рекомендуется фирмой ОРГРЭС следующая схема:

шунтирование, резисторов установленных в корпусе реле, и монтаж вблизи платы с резисторами (включаемыми последовательно с обмотками реле и имеющими те же значения сопротивления, что и резисторы, зашунтированные в корпусе реле) и стабилитронами Д815Е, Д815Ж, включаемыми встречно-последовательно по 3 шт. и имеющими радиаторы площадью 4660 см² (цепь стабилитронов подключается на вход реле).[2].

3.3. В каких реле применяется электромагнитный принцип ?

Сила притяжения (электромагнитная сила притягивающая стальной якорь к электромагниту) или ее момент пропорциональны квадрату тока в обмотке реле и имеют, следовательно, постоянное направление, не зависящее от направления (знака) этого тока. Поэтому электромагнитный принцип пригоден для выполнения реле как постоянного, так и переменного тока и широко используется для изготовления реле тока, напряжения, промежуточных, сигнальных и реле времени.[7].

3.4. Каков принцип работы электромагнитных реле и способы уменьшения вибрации якоря реле ?

Электромагнитный принцип основан на использовании усилия, притягивающего подвижный ферромагнитный якорь к полюсу электромагнита при подаче тока на обмотку последнего. Под действием электромагнитного усилия якорь реле всегда стремится стать в положение, когда магнитное сопротивление системы будет минимальным. Таким образом, электромагнитное усилие по мере хода якоря возрастает, даже если ток остается без изменения, причем направление усилия совпадает с направлением основного магнитного потока в зазоре, но усилие в отличие от магнитного потока не меняет знака.

Измерительные реле тока, включенные на переменный ток, содержат не только постоянную но и переменную составляющую электромагнитного усилия и момента сил действующих на якорь. Вблизи порога срабатывания, когда результирующая постоянная составляющая близка к нулю, к якорю прикладывается только переменная составляющая, что вызывает знакопеременное движение (вибрацию) якоря.

Одним из широко применяемых методов снижения вибрации якоря является расщепление общего магнитного потока на две составляющие, разделенные пространственно и сдвинутые на некоторый угол. Кривая результирующего усилия не будет иметь переходов через нуль, а переменная составляющая будет существенно ниже, чем при нерасщепленном потоке. Наиболее просто сдвиг потоков по фазе достигается применением короткозамкнутого витка на части полюса электромагнита или путем выполнения обмотки реле в виде двух параллельных секций с разными угловыми сдвигами, расположенных на разных магнитопроводах.[7].

3.5. Зависит ли направление электромагнитной силы притяжения от направления тока в электромагнитных реле тока и напряжения серии РТ, РН ?

При изменении направления тока в обмотке изменяется полярность как сердечника, так и якоря. Поэтому сердечник и края якоря всегда оказываются обращенными друг к другу разноименными полюсами. Поэтому направление электромагнитной силы притяжения не зависит от направления тока в обмотке и якорь, притягиваясь к полюсам сердечника, будет поворачиваться вокруг оси, независимо от того, какой ток проходит по обмотке – постоянный или переменный.

Таким образом, электромагнитные реле могут быть использованы как на постоянном, так и на переменном токе.[9].

6. Каким образом можно регулировать ток срабатывания в электромагнитных реле ?

В электромагнитном реле срабатывание и возврат происходит при равенстве электромагнитной силы притяжения противодействующей силе. Поэтому регулировать ток срабатывания, можно следующим образом:

1. Если увеличить число витков, то во столько же раз уменьшится ток срабатывания и наоборот.

2. Сила притяжения обратно пропорциональна квадрату размера воздушного зазора. Поэтому в начале движения якоря с уменьшением зазора эта сила резко возрастает, и якорь движется с большим ускорением. По этой же причине ток возврата реле меньше его тока срабатывания.

3. Уменьшение противодействующей силы ведет к уменьшению тока срабатывания и тока возврата. Таким образом, ток срабатывания можно регулировать числом витков, размером зазора и натяжением пружины.[14].

7. Каковы способы снижения вибрации якоря реле тока серии РТ-40 ?

Ход якоря реле ограничивается таким образом , чтобы снижение электромагнитного момента находилось вне рабочей зоны реле. При этом коэффициент возврата составляет не менее 0,8. Конструкция реле сери РТ-40, а также ЭТ –520 не позволяет использовать полюса электромагнита с короткозамкнутым витком для снижения переменной составляющей момента. Поэтому в реле контактная система выполняется таким образом, чтобы вибрация при синусоидальном токе не приводила к нарушению контакта. В реле РТ-40 , кроме того , с подвижной системой связан барабан с песком, увеличивающий инерцию системы.

Однако в схемах релейной защиты необходимо считаться с возможностью подачи на токовые реле несинусоидального тока. Искажение формы кривой тока приводит к увеличению переменной составляющей усилия реле по сравнению с его постоянной, причем, кроме составляющей двойной частоты, появляются составляющие более высоких гармоник.

Применяется способ снижения вибрации реле типа РТ-40, основанный на уменьшении сечения стали на одном из участков магнитопровода. При увеличенных кратностях тока ослабленное сечение сердечника насыщается и повышение величины магнитного потока реле резко замедляется.7.