1 вопрос:Предохранители предназначены для защиты отдельных аппаратов и участков сети от токов короткого замыкания и токов перегрузки.Обычно предохранители состоят из патрона и плавкой вставки и различаются по номинальному напряжению и току. При токе более номинального плавкая вставка перегорает и размыкает электрическую цепь.Для защиты силовых трансформаторов на напряжение 3 — 10кВ применяют предохранители ПК, у которых фарфоровый или стеклянный патрон заполнен кварцевым песком (смотри рисунок ниже). Внутри патрона находится плавкая вставка, рассчитанная на прохождение номинального тока.

5 вопрос:Предохранители ПК имеют достаточную разрывную способность — при отключении тока короткого замыкания предохранитель не разрушается и перекрытий «на землю» и соседние элементы установки не происходит.При перегорании плавкой вставки предохранителя ПК срабатывает указательное устройство, которое находится внутри патрона и удерживается плавкой вставкой и проволочкой с пружиной. При перегорании плавкой вставки и проволочки пружина освобождается и выталкивает указатель наружу. Патроны предохранителей ПК вставляют в губки держателей так» чтобы указательное устройство находилось в нижней части патрона. На верхней торцовой части патрона указывают номинальное напряжение и ток предохранителя, например: 10кВ, 50А.Для мачтовых трансформаторных подстанций применяют кварцевые предохранители наружной установки ПК-6Н на напряжение 6кВ и ПК-10Н на напряжение 10кВ, имеющие герметизированные патроны и опорные изоляторы, предназначенные для работы на открытом воздухе.Предохранители ПКТ-10 служат для защиты измерительных трансформаторов на напряжение 3 — 10кВ и в отличие от предохранителей ПК не имеют сигнального устройства.Для защиты установок на напряжение до 1000В используют пробочные, трубчатые и открытые (пластинчатые) предохранители.Пробочный предохранитель состоит из фарфорового корпуса и пробки с плавкой вставкой. Питающую линию присоединяют к контакту предохранителя, отходящую — к винтовой резьбе. При коротком замыкании или перегрузке плавкая вставка перегорает, и ток в цепи прекращается. Применяют следующие типы пробочных предохранителей: Ц-14 на ток до 10А и напряжение 250В с прямоугольным основанием; Ц-27 на ток до 20А и напряжением 500В с прямоугольным или квадратным основанием и Ц-33 на ток до 60А и напряжение 500В с прямоугольным или квадратным основанием.Трубчатые предохранители выпускают следующих типов: ПР-2, НПН и ПН-2. 3 вопрос:Предохранители ПР-2 (предохранитель разборный) предназначены для установки в сетях напряжением 500В и на токи 15, 60, 100, 200, 400, 600 и 1000А.Под действием электрической дуги, возникающей при перегорании предохранителя, внутренняя поверхность фибровой трубки разлагается и образуются газы, способствующие быстрому гашению дуги

4 вопрос:Предохранители НПН (насыпной предохранитель неразборный) изготовляют на напряжение до 500В и токи от 15 до 60А, предохранители ГШ-2 (предохранитель насыпной разборный) — на напряжение до 500В и токи от 10 до 600А. В насыпных предохранителях плавкие вставки, выполненные из нескольких параллельных медных или посеребренных проволок, помещены в закрытый фарфоровый патрон, заполненный кварцевым песком, способствующим быстрому гашению электрической дуги.Пластинчатые открытые предохранители состоят из медных или латунных пластин — наконечников, в которые впаяны медные калиброванные проволоки. Наконечники с помощью болтов присоединяют к контактам на изоляторах. Пластинчатые предохранители с открытой плавкой вставкой применяют в ТП некоторых городских электросетей и заменяют на закрытые ПН-2 и др.

2 вопрос:Работа плавких предохранителей основана на тепловом действии тока. В нормальных условиях (при токе не более номинального) температура плавкой вставки предохранителя не превышает температуру плавления материала, из которого она изготовлена. При токе больше номинального в предохранителе возникает избыток тепла, температура плавкой вставки повышается и может достигнуть через определенное время значения температуры плавления. Расплавление плавкой вставки предохранителя приводит к разрыву электрической цепи, в которую он последовательно включен.При определенных (стабильных) параметрах внешней среды предохранителя время расплавления плавкой вставки зависит от тока. Чем больше ток, тем меньше время расплавления плавкой вставки и, следовательно, полное время срабатывания предохранителя. Зависимости времени срабатывания предохранителей от тока обычно представляются в графическом виде. Их принято называть времятоковыми (защитными) характеристиками предохранителей.Таким образом, предохранитель, включенный последовательно с контролируемой электрической цепью, обеспечивает выявление в ней повреждений, сопровождающихся повышением тока, и отключение этой цепи в случае ее повреждения (срабатывания предохранителя).Реальные времятоковые характеристики предохранителей могут отличаться от характеристик, предоставляемых заводами-изготовителями. Так, разброс времени срабатывания предохранителей с номинальным напряжением ниже 1000 В может достигать ±50 % .

6 вопрос:Основным условием, определяющим выбор плавких предохранителей для защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, является отстройка от пускового тока. Отстройка плавких вставок от пусковых токов выполняется по времени: пуск электродвигателя должен полностью закончиться раньше, чем вставка расплавится под действием пускового тока. Опытом эксплуатации установлено правило: для надежной работы вставок пусковой ток не должен превышать половины тока, который может расплавить вставку за время пуска. Все электродвигатели разбиты на две группы по времени и частоте пуска.Двигателями с легким пуском считаются двигатели вентиляторов, насосов, металлорежущих станков и т. п., пуск которых заканчивается за 3…5 с, пускаются эти двигатели редко, менее 15 раз в 1 ч. К двигателям с тяжелым пуском относятся двигатели подъемных кранов, центрифуг, шаровых мельниц, пуск которых продолжается более 10 с, а также двигатели, которые пускаются очень часто - более 15 раз в 1 ч. К этой категории относят и двигатели с более легкими условиями пуска, но особо ответственные, для которых совершенно недопустимо ложное перегорание вставки при пуске. Выбор номинального тока плавкой вставки для отстройки от пускового тока производится по выражению: Iвс ≥ Iпд /К (1), где Iпд - пусковой ток двигателя, определяемый по паспорту, каталогам или непосредственным измерением; К - коэффициент, определяемый условиями пуска и равный для двигателей с легким пуском 2,5, а для двигателей с тяжелым пуском 1,6…2. Поскольку вставка при пуске двигателя нагревается и окисляется, уменьшается сечение вставки, ухудшается состояние контактов, она может ложно перегореть при нормальной работе двигателя. Вставка, выбранная в соответствие с формулой 1, может сгореть также при затянувшемся по сравнению с расчетным временем пуске или самозапуске двигателя. Поэтому во всех случаях целесообразно измерить напряжение на вводах двигателя в момент пуска и определить время пуска. Для предотвращения сгорания вставок при пуске, что может повлечь за собой работу двигателя на двух фазах и его повреждение, целесообразно во всех случаях, когда это допустимо по чувствительности к токам КЗ, выбирать вставки более грубыми, чем по условию (1). [5]Каждый двигатель должен защищаться своим отдельным аппаратом защиты. Общий аппарат допускается для защиты нескольких маломощных двигателей только в том случае, если будет обеспечена термическая устойчивость пусковых аппаратов и аппаратов защиты от перегрузки, установленных в цепи каждого двигателя. Выбор предохранителей для защиты магистралей, питающих несколько асинхронных электродвигателейЗащита магистралей, питающих несколько двигателей, должна обеспечивать и пуск двигателя с наибольшим пусковым током и самозапуск двигателей, если он допустим по условиям техники безопасности, технологического процесса и т. п. При расчете защиты необходимо точно определить какие двигатели отключаются при понижении или полном исчезновении напряжения, какие остаются включенными, какие повторно включаются при появлении напряжения. Для уменьшения нарушений технологического процесса применяют специальные схемы включения удерживающего электромагнита пускателя, обеспечивающего немедленное включение в сеть двигателя при восстановлении напряжения. Поэтому в общем случае номинальный ток плавкой вставки, через которую питается несколько самозапускающихся двигателей, выбирается по выражению: Iвс ≥ ΣIпд /К. (2)

7 вопрос:Электрическая сеть напряжением до 1 кВ является четырехпроводной сетью с глухозаземленной нейт­ралью. В такой сети основными видами повреждения являются короткие замыкания между фазами и отдельных фаз на землю.Для защиты таких сетей используют плавкие предохранители и автоматиче­ские выключатели, снабженные устройствами токовой защиты.Использование предохранителей является более дешевым и простым вариантом защиты. При за­щите от перегрузки они оказываются более экономически эффектив­ными.

Автоматические выключатели используются:

1. Если есть необходимость в устройствах автоматики АПВ и АВР.

2. Требуется обеспечить более быстрое по сравнению с плавкими предохранителями вос­становление питания

Для обеспечения требуемых быстродействия, чувствительно­сти и селективности допускается применение специальных защит.Из средств автоматики используются устройства АВР и реже АПВ, обе­спечивающие требуемую надежность электроснабжения потреби­телей первой категории.

8 вопрос:Контроль за нормальной работой современной энергетической системы, кроме дежурного персонала, осуществляет большое количество автоматических устройств. Среди них одно из первых мест занимает автоматика, именуемая релейной защитой. Задачей релейной защиты является быстрое отключение повредившегося участка энергосистемы с помощью выключателей, ближайших к месту повреждения. Устройства релейной защиты бывают простые и сложные.Естественно, стремятся сделать релейную защиту по возможностиболее простой. Однако на практике это не всегда удается. Сложность релейной защиты определяется рядом обстоятельств и в первую очередь усложнением схемы сети, например, из-за желания обеспечить потребителя электроэнергии надежным двусторонним питанием. Это обычно приводит к кольцеванию сети. Для примера рассмотрим, как осуществляется релейная защита в сети.Если на выключателях потребителей подстанций 1 и 2 установлена простая токовая защита с выдержкой времени 1сек, то, установив на линиях со стороны станции (С) простые токовые защиты с выдержкой времени 1,5 сек, мы обеспечим селективную (избирательную)работу защиты. В самом деле, рассматривая возможные короткие замыкания на любом участке, мы убеждаемся, что защита обеспечивает отключение только поврежденных участков, что теряют питание только те потребители, питание которых проходит через поврежденный участок. Если мы построим линию между подстанциями 1 и 2, как это показано на рис. 2, то надежность питания указанных подстанций возрастет. Теперь обесточение любойподстанции при условии селективной работы защиты возможно только при одновременном повреждении двух линий, что значительно менее вероятно. Однако в новых условиях работы электросети осуществить защиту линий прежними простыми токовыми защитами уже не удается. При коротких замыканиях на любой линии по всем трем линиям проходят токи короткого замыкания. При этом токовые реле защит на обоих концах всех линий, связывающих подстанции, приходят в действие и, какие бы выдержки времени ни устанавливались на простых токовых защитах, добиться их селективной работы при коротких замыканиях на любом участке сети нельзя. Анализ возможных расстановок выдержек времени простых токовых защит на подстанциях с двусторонним питанием показывает, что селективной работы защит можно добиться, если дополнить простые токовые защиты органами, которые разрешали бы действовать защитам только на тех концах линий, где мощность короткого замыкания протекает от шин подстанций. Подавляющее большинство реле направления мощности используется в релейной защите. Лишь небольшая часть этих реле применяется в других видах автоматики. В дальнейшем мы будем рассматривать реле направления мощности применительно только к релейной защите.

9 вопрос:Классификация электромагнитных реле.

Электромагнитные реле в современной технике могут рассматриваться как подкласс электромагнитных механизмов, имеющих подвижный якорь. Существуют нерелейные электромагнитные механизмы: шаговые устройства, вибраторы, муфты и т. п. Электромагнитные реле – релейные электромагнитные механизмы.

К электромагнитным реле относятся традиционные реле с неподвижной обмоткой электромагнита и ферромагнитным якорем, а также магнитоэлектрические, электродинамические и индукционные электромагнитные реле. Некоторые типы электромагнитных реле не имеют самостоятельного якоря, функции которого выполняют магнитоуправляемые контактные детали (герконовые реле) или подвижный сердечник обмотки (плунжерный тип реле).

Электромагнитные реле, как и другие электрические реле, по роду управляющего и коммутируемого тока могут быть постоянного и (или) переменного тока.

Обычные конструкции контактной системы электромагнитных реле позволяют коммутировать как постоянный, так и переменный ток с частотами до сотен килогерц. Специальные конструкции контактной системы (согласованное волновое сопротивление ввода–вывода тока, уменьшенная паразитная емкость и т. п.) обеспечивают коммутацию высокочастотных сигналов до нескольких гигагерц.

По чувствительности входного сигнала и величине коммутируемого тока электромагнитные реле подразделяют на сверхчувствительные (10-7 – 10-10 Вт) реле, регистрирующие сверхмалые токи, а также высоко- и нормально чувствительные слаботочные (10-6 – 25 А).

Более мощные реле, коммутирующие токи более 50 А и напряжения более 1000 В, называются, соответственно, контакторами и высоковольтными реле.

Слаботочные реле стали в настоящее время самостоятельным классом электрических реле, включающим в себя наиболее распространенные электромагнитные реле с подвижным якорем, герконовые реле, электротепловые и слаботочные реле времени. К классу слаботочных реле относят также и другие виды неэлектрических слаботочных реле, например, тепловые реле.

10 вопрос:Электромеханические реле. Принцип действия. Виды электромеханических реле, их назначение. Основные характеристики, требования.Электромеханическое реле-коммутационное устройство, предназначенное производить скачкообразные изменения в управляющих цепях.

Эл.мех. реле подразделяются на 2 класса:

-электромеханические

-статические

Эл. мех. реле-реле, работа которого основана на использовании относительного перемещения его элементов.

Статическое реле-принцип работы которого не связан с использованием относительного перемещения его элементов. Эл.мех.реле явл. наиболее часто встречающимся на практике. К ним относятся: электромагнитные, магнито-электрические, индукционные, электро-тепловые, пьезо-электрические, электро- и ферро-динамические, магнитострикционные, вибрационные и т.д. Особое место среди них занимает герконовое реле-реле с магнитоуправляемыми герметизированными контактами. В зависимости от области применения эл.механические реле предназначаются для пром.автоматики, защиты эл.эн. систем в РЗиА.В зависимости от выполняемых функций эл.мех. реле подразделяются:

-логические

-измерительные

Логические реле предназначены для срабатывания и отпускания (возврата исх. состояния) при изменении нормируемой воздействующей величины.Входная воздействующая величина-эл. величина, на которую реагирует реле, если она воздействует на реле при заданных условиях.Для пояснения разницы между логическим и измерительным реле сравнивают 2 реле, имеющих одну воздействующую величину-напряжение.В зависимости от того, возвращается ли реле, изменившее свое состояние под воздействием входной величины в прежнее состояние после устранения этого воздействия, реле подразделяются на:

-одностабильные (возвращаются в исходное состояние)

-двустабильные (для возврата необходимо предложить другое воздействие)

Заданные значения выдержки называются уставкой выдержки времени. Промежуточные и указательные реле имеют ненормированное время, время нормируется у реле времени.Измерительные реле могут быть с независимой выдержкой времени (время не зависит от значения характеристической величины), с зависимой выдержкой времени и ограниченно зависимой выдержкой времени.

Требования, предъявляемые к реле.

1. Для реле защиты энергосистем - это селективность, быстродействие, надежность. Под селективностью понимается способность реле отключать только поврежденный участок энергосистемы. Высокое быстродействие позволяет снизить последствия аварии, сохранить устойчивость системы при аварии и обеспечить высокое качество эл.энергии. Минимальное значение входного параметра, при котором реле срабатывает, называется чувствительность.

2. ^ Для реле автоматики обычно предъявляются специфические требования, т.к. они работают в более жестких условиях и при больших количествах включений: 1000, 1200 вкл/час. Эти реле должны иметь высокую механическую и электрическую износостойкость, до 106-107 циклов работы. Также очень важна надежность работы этих реле.(10 вопрос)

11 вопрос: Основные типы электромагнитных реле

На электромагнитном принципе выполняются реле трех основных типов: реле с втягивающимся якорем, реле с поворотным якорем и реле с поперечным движением якоря.Реле с втягивающимся якорем (рис. 3-1) состоит из неподвижного сердечника (полюса) 1, катушки (обмотки)7, стального якоря 2, подвижного контакта 4, укрепленного на якоре с помощью изоляционной планки, неподвижных контактов 3, упора 6 и противодействующей пружины 5.ри отсутствии тока в реле якорь под влиянием пружины и собственного веса находится в нижнем положении, на упоре. При подаче тока в катушку реле возникает магнитный поток, который намагничивает сердечник 1 и якорь 2. В результате этого якорь притягивается к сердечнику и укрепленный на нем контакт 4 замыкает контакты 3. помощью электромагнитной системы такого типа выполняются реле прямого действия (см. рис. 3-7—3-11), отключающие и включающие электромагниты приводов выключателей и другие аппараты.Реле с поворотным якорем (рис. 3-2, а) и реле с поперечным движением якоря (рис. 3-2, б) состоят из стального сердечника (магнитопровода) 1, катушки (обмотки) 7, стального якоря 2, подвижного контакта 4, укрепленного на якоре (рис. 3-2, а) илина оси якоря (рис. 3-2, б), неподвижных контактов 3, упора 6 и противодействующей пружины 5. Действие этих реле аналогично действию рассмотренного выше реле с втягивающимся якорем.Сила притяжения, воздействующая на якорь электромагнитных реле, определяется выражениемИз (3-1) следует, что сила притяжения FЭ прямо пропорциональна произведению квадрата тока, проходящего по обмотке реле I 2, на квадрат числа витков и обратно пропорциональна квадрату расстояния от якоря до сердечника l 2 ( — коэффициент пропорциональности, учитывающий магнитные свойства стали и особенности конструктивного выполнения реле).

б) Ток срабатывания и ток возврата релеМомент притяжения якоря реле к неподвижному сердечнику называется моментом срабатывания реле, а наименьший ток, при котором оно срабатывает, называется током срабатывания реле и обозначается IC.P.Из приведенного определения тока срабатывания реле следует, что пограничное условие срабатывания реле наступает, когда электромагнитная сила FЭ, с которой якорь притягивается к неподвижному сердечнику, становится равной противодействующей механической силе FM, складывающейсяиз силы пружины и веса якоря, т. е. когдаПодставляя это условие в выражение (3-1), получаем:Если после срабатывания реле постепенно уменьшать ток в его обмотке, то электромагнитная сила будет уменьшаться, и, когда она станет меньше противодействующей механической силы, якорь реле вернется в исходное положение. Момент возвращения якоря в исходное положение называется моментом возврата реле, а наибольший ток, при котором происходит возврат реле, называется т о-ком возврата реле и обозначается IB.P.Отношение тока возврата к току срабатывания называется коэффициентом возврата реле:Выше были рассмотрены электромагнитные реле, которые срабатывают при увеличении тока, проходящего в обмотке реле. Такие реле называются реле увеличения тока (напряжения) или реле тока (напряжения) максимальные. У реле максимальных ток (напряжение) срабатывания больше тока (напряжения) возврата, поэтому коэффициент возврата у этих реле всегда меньше единицы.Электромагнитные реле этих же конструкций могут работать с нормально притянутым якорем. В этих случаях обмотка реле постоянно обтекается током такой величины, при которой FЭ превышает FM и исходным рабочим положением реле является положение, когда якорь реле притянут к сердечнику и связанный с ним контакт 4 (рис. 3-1, 3-2) замыкает неподвижные контакты 3.Реле срабатывает, когда ток в обмотке уменьшается до величины, при которой FЭ становится меньше FM. Наибольшая величина этого тока называется током срабатывания. Реле возвращается в исходное положение, когда ток в обмотке опять возрастет и FЭ превысит FM. Наименьшая величина этого тока называется током возврата реле.Таким образом, рассмотренные реле срабатывают при уменьшении тока в обмотках и поэтому называются реле уменьшения тока (напряжения) или реле тока (напряжения) минимальные.У реле минимальных ток срабатывания меньше тока возврата, поэтому коэффициент возврата у этих реле всегда больше единицы.

в) Способы регулирования тока срабатывания

Из выражения (3-2), которое показывает, от каких факторов зависит ток срабатывания, видно, что величину тока срабатывания можно регулировать (изменять) следующими способами:

1. Изменением противодействующей механической силы FM, что достигается изменением натяжения противодействующей пружины 5 (рис. 3-1 и 3-2). Чем сильнее натянута пружина, тем больший ток нужно пропустить через обмотку реле для создания электромагнитной силы, достаточной для преодоления увеличенной противодействующей силы пружины. Следовательно, при увеличении натяжения пружины ток срабатывания реле увеличивается. Такой способ регулирования тока срабатывания используется во многих конструкциях реле, например, реле на рис. 3-16.

2. Изменением расстояния l (рис. 3-1) между якорем и неподвижным сердечником. Чем больше l, тем больший ток нужно пропустить черезобмотку реле для создания электромагнитной силы, достаточной для притяжения якоря, удаленного от сердечника на увеличенное расстояние. Следовательно, при увеличении первоначального расстояния между якорем и сердечником ток срабатывания реле увеличивается. Такой способ регулирования тока срабатывания применен у реле, приведенного на рис. 3-11.

3. Изменением числа витков обмотки реле. Чем больше витков будет иметь обмотка реле, тем меньший ток нужно через нее пропустить для создания той же электромагнитной силы, величина которой пропорциональна произведению тока на число витков. Такой способ регулирования тока срабатывания применяется у реле, изображенных на рис. 3-9 и 3-16.

г) Работа электромагнитных реле на переменном токе .

При периодическом изменении направления переменного тока, проходящего по обмотке электромагнитного реле, также периодически изменяется полярность намагничивания как сердечника, так и якоря реле. Поэтому сердечник и якорь всегда обращены друг к другу разноименными полюсами и притягиваются.Следовательно, направление силы притяжения якоря не зависит от направления тока в обмотке реле, и поэтому электромагнитные реле могут применяться как для постоянного, так и для переменного тока.Однако при включении обмотки электромагнитного реле в цепь переменного тока сила притяжения якоря также будет переменной по величине и, как показано на рис. 3-3, будет изменяться с двойной частотой от нуля до наибольшего значения.Таким образом, если частота переменного тока составляет 50 Гц, то сила притяжения якоря будет 100 раз в течение 1 с достигать наибольшего значения и 100 раз становиться равной нулю.Вследствие этого, когда электромагнитная сила притяжения FЭ,уменьшаясь, становится меньше противодействующей силы FM, создаваемой пружиной и весом якоря, якорь будет отходить, а затем вновь притягиваться при нарастании силы притяжения. Эти колебания якоря (вибрация) ухудшают работу контактов реле, вызывают их подгорание и неприятное гудение реле. Особенно нежелательна вибрация у реле, работающих нормально с притянутым якорем (например, магнитные пускатели).Для устранения вибрации на часть полюса сердечника насаживается медный короткозамкнутый виток, называемый экраном (рис. 3-4). Благодаря этому магнитный поток, создаваемый током, проходящим по обмотке реле, расщепляется на два потока Ф 1 и Ф2, сдвинутые между собой на некоторый угол. Каждый магнитный поток будет создавать силу притяжения якоря FЭ1 и FЭ2. В результате суммарная сила притяжения FЭ.СУМ равная FЭ1+ FЭ2 (рис. 3-5), будет иметь незначительные колебания и всегда будет превышать противодействующую силу пружины и веса якоря FМ. Поэтому реле с экранами вибрации подвижной системы не имеют.

12 вопрос:Реле с втягивающимся якорем. При отсутствии тока в реле якорь под влиянием пружины и собственной массы находится в нижнем положении, на упоре. При подаче тока в катушку реле возникает магнитный поток, который намагничивает сердечник и якорь. В результате этого якорь притягивается к сердечнику и укреплённый в нём подвижный контакт замыкает неподвижные контакты. С помощью электромагнитной системы такого типа выполняются реле прямого действия, отключающие и включающие электромагниты приводов выключателей и др. аппараты.

13.14 вопрос:Реле с поворотным якорем и реле с поперечным движением якоря. Принцип действия этих реле аналогичен реле с втягивающимся якорем. Сила притяжения, воздействующая на якорь электромагнитных реле:

К – коэффициент пропорциональности, учитывающий магнитные свойства стали и особенности конструктивного выполнения реле.

Ток срабатывания и ток возврата реле. Момент притяжения якоря реле к неподвижному сердечнику называется моментом срабатывания реле, а наименьший ток, при котором оно срабатывает, называется током срабатывания реле Iс.р… Пограничное условие срабатывания реле наступает, когда электромагнитная сила FЭ, с которой якорь притягивается к неподвижному сердечнику, становится равной противодействующей механической силе FМ, складывающейся из силы пружины и массы якоря, т.е. FЭ = FM.

Если после срабатывания реле постепенно снижать ток в его обмотке, то электромагнитная сила будет уменьшаться и, когда она станет меньше противодействующей механической силы, якорь реле вернётся в исходное положение. Момент возвращения якоря в исходное положение называется моментом возврата реле, а наибольший ток, при котором происходит возврат реле, называется током возврата реле IВ,р.

Отношение тока возврата к току срабатывания называется коэффициентом возврата.

Рассмотренные реле, которые срабатывают при увеличении тока, проходящего в обмотке реле, называются реле увеличения тока (напряжения) или максимальные реле тока (напряжения). У максимальных реле ток (напряжение) срабатывания больше тока (напряжения) возврата, поэтому КВ у них всегда меньше единицы.Электромагнитные реле этих же конструкций могут работать с нормально притянутым якорем. В этих случаях обмотка реле постоянно обтекается током такой величины, при которой FЭ превышает FМ и исходным положением реле является положение, когда якорь реле притянут к сердечнику и связанный с ним подвижный контакт замыкает неподвижные контакты. Реле срабатывает, когда ток в обмотке уменьшается до значения, при котором FЭ становится меньше FМ. Наибольшее значение этого тока – ток срабатывания. Реле возвращается в исходное положение, когда ток в обмотке опять возрастёт. Наименьшее значение этого тока – ток возврата.Таким образом, реле, срабатывающие при уменьшении тока (напряжения), называются реле уменьшения или минимальные реле тока (напряжения). У минимальных реле ток срабатывания меньше тока возврата, поэтому КВ у этих реле больше единицы.

15 вопрос:Основные характеристики реле. Рассмотрим характе­ристику управления реле, представляющую собой зависи­мость выходного параметра от входного параметра для реле с замы­кающим контактом. У этих реле при отсутствии входного сигнала контакты разомкнуты, и ток в управляемой цепи равен нулю. Для бесконтактных реле сопротивление, введенное в управляемую цепь, достаточно велико, и ток имеет минимальное значение. На рис. 6.1 по оси абсцисс отложено значение входного параметра , а по оси ординат – ­выходного параметра .Значение входного параметра (напряжения, тока и т.д.), при котором происходит срабатывание реле, называется параметром (напряжением, током и т.д.) срабатывания. До тех пор, пока <, выходной параметр равен нулю либо своему минимальному значению (для бесконтактных аппаратов). При выходной параметр скачком меняется от до .Происходит срабатывание реле. Если после срабатывания уменьшать значение входного параметра, то при < происходит скачкообразное возвращение вы­ходного параметра от значения до 0 или до , называемое отпу­сканием реле.Значение входного параметра, при котором происходит скачкообразное отпускание реле, называется параметром отпускания. Значения параметров срабатывания или отпу­скания, на которые отрегулировано реле, называются уставкой по входному параметру.Время с момента подачи команды на срабатывание до момента начала возрастания выходного параметра назы­вается временем срабатывания. Это время зависит от кон­струкции реле, схемы его включения и входного параметра. Чем больше значение входного параметра по сравне­нию с , тем быстрее срабатывание реле. Отношение / называется коэффициентом запаса. Следует отме­тить, что с ростом коэффициента запаса возрастает вибра­ция контактов электромагнитного реле.Для ряда реле очень важно отношение/, назы­ваемое коэффициентом возвратаВремя с момента подачи команды на отключение до достижения минимального значения выходного параметра называется временем отключения. Для контактных реле это время состоит из двух интервалов — времени отпу­скания и времени горения дуги. В течение времени якорь перемещается, и в конце хода замыкается контакт в цепи нагрузки. Ток нагрузки возрастает от нуля до установившегося значения . Время называ­ют временем срабатывания реле. После этого ток в обмотке реле продолжает расти до установившегося значения . При отключении реле из рабочего состояния ^раб цепь его обмотки разрывается, и ток в ней спадает. В момент вре­мени , когда усилие противодействующей пружины ста­новится больше электромагнитного усилия, происходит отпускание якоря. Контакты реле разомкнутся после выбора провала контактов через время .После размыкания контактов загорается дуга, которая по­гаснет через время и ток в нагрузке . Время называется временем отключения.Важным параметром, характеризующим усилительные свойства реле, является отношение максимальной мощности нагрузки в управляемой цепи к минимальной мощности входного сигнала , при котором происходит срабатыва­ние реле.Для контактных реле максимальная мощность определяется не длительным током, допустимым для данного контакта, а током нагрузки, который может быть многократно отключен.

16 вопрос:3.2.1. Токовые реле

Токовые реле – электромагнитные реле, включенные на ток сети (непосредственно или через трансформаторы тока).Для уменьшения нагрузки на трансформатор тока токовые реле должны иметь по возможности малое потребление мощности. Обмотки токовых реле рассчитываются на длительное прохождение токов нагрузки и кратковременное – токов КЗ. kвоз должен приближаться к единице.

Реле РТ–40. Ток срабатывания регулируется плавно изменением натяжения пружины. Обмотка реле состоит из двух секций, что позволяет путём параллельного и последовательного включений изменять пределы регулирования тока срабатывания. При последовательном соединении число витков возрастает, увеличивается точность, диапазон уменьшается в 2 раза. Обозначение реле РТ–40/0,2 – диапазон токов срабатывания – 0,05...0,2 А;

РТ–40/20 – 5...20А.

В справочниках по реле указываются: пределы уставок, термическая стойкость, коэффициент возврата, потребляемая мощность.

17 вопрос:3.2.2. Реле напряжения

По конструкции реле напряжения аналогичны токовым, подключаются к трансформаторам напряжения.

Реле РН–55. В реле напряжения для снижения вибраций подвижной системы обмотка реле включена в сеть вторичного тока не непосредственно, а через выпрямитель.

25 вопрос:УЗО

В отличие от автоматов максимального тока, УЗО анализирует разницу токов в фазном проводнике (L) и нейтральном (N). Как только эта разница достигает нескольких десятков миллиампер, автомат разрывает обе цепи. Это происходит, когда возникла небольшая утечка на защитный проводник (РЕ). Например, в момент когда кто-то сунул палец в розетку или дотронулся до оголенного проводника!Главное предназначение УЗО - защита людей от поражения электрическим током. УЗО относится к элементам так называемой дифференциальной защиты.Применение УЗО без автомата максимального тока категорически запрещено принятыми электротехническими нормами.УЗО дороже автоматов максимального тока примерно в десять раз, однако этот факт не делает их более надежными или эффективными. Это просто другие автоматы.За последнее время защитные автоматы максимального тока претерпели существенные изменения. Мало того, что они стали более надежны, рядом производителей в них был добавлен третий расцепитель срабатывающий от относительно небольшого импульсного тока, характерного для электрической дуги. Такой элемент называется комплексным автоматом дуговой защиты и принят рядом Государств, как обязательный к применению.Что бывает, когда пренебрегают электротехническими нормами? Вот, например, сгоревший холл одного из московских домов. Здесь включили дешевый китайский калорифер, возникла электрическая дуга, а вахтеры в этот момент чистили снег на улице.(25 вопрос)

18 Вопрос:Назначение автоматических выключателей (автоматов)

Автоматические выключатели могут одновременно выполнять задачи защиты, коммутации и управления. Бытовое использование автоматических выключателей не далеко ушло от функций плавких предохранителей ("пробок") и мало кто задумывается о дополнительных специальных функциях этих устройств.Современные автоматы (автоматические выключатели) имеют большое количество конструктивных исполнений и каждый производитель старается дополнить свои устройства дополнительными параметрами или устройствами.Особое значение занимают быстродействующие автоматы со скоростью отключения минимального значения, но такие автоматы не всегда могут удовлетворить требования электрической системы. Например, при использовании электрических приборов с пусковыми токами значительно превышающими рабочие токи, быстродействующий автомат всегда будет разрывать цепь не давая включить устройство. А селективный или нормальный автомат позволит произвести пуск и отключит систему только в аварийной ситуации.Напротив, если установить селективный автомат в системе с применением большого количества удлинителей (переносок) или с вероятным повреждением кабеля, лучше применить быстродействующий автомат и избежать негативных последствий.Поэтому, назначение и применение автоматических выключателей должно основываться на конкретных задачах, функциях и подключениях конкретной системы.

19 Вопрос:Классификация автоматических выключателей. Вот основные критерии, по которым классифицируются автоматические выключатели:

Количество полюсов (1 – 4).

Род тока главной цепи: постоянный; переменный; постоянный и переменный ток.

Тип используемого расцепителя: тепловой или полупроводниковый в зоне токов перегрузки, электромагнитный – в зоне токов коротких замыканий. Возможно наличие теплового (полупроводникового) или электромагнитного расцепителя, или – же использование теплового и электромагнитного расцепителя совместно.

Наличие токоограничения – ограничение максимального тока короткого замыкания отключением автомата.

Исполнение: выдвижной – с возможностью крепления на DIN-рейке (распространённый вариант - модульный) и стационарный - с креплением в электрощите неподвижно.

24 Вопрос:расцепители автоматов

Отключение автоматов происходит под действием на механизм свободного расцепления элементов защиты – расцепителей. Наиболее распространены максимальные расцепители, в которых широко используются электромагнитные системы и тепловые системы с биметаллической пластиной. Расцепители max тока расположены в нижней части автомата и состоят из двух элементов: токового, срабатывающего с обратной зависимостью от силы тока, выдержкой времени и электромагнитного, действующего мгновенно.До момента воздействия на механизм свободного расцепления якорь расцепителя обычно преодолевает значительный свободный ход (5-10 мм). Расцепление происходит за счет удара, в котором основную роль играет кинетическая энергия якоря, накопленная при его движении.Обмотке электромагнита расцепителя включена последовательно с нагрузкой. Регулирование тока срабатывания может производиться за счет натяжения противодействующей пружины расцепителя или изменением числа витков обмотки.Электромагнитный расцепитель работает при к.з., тепловой – при перегрузках. Последние применяются при токах до 200 А, так как с ростом отключаемого тока растет усилие, необходимое для расцепления автомата.Для дистанционного отключения автомата устанавливается независимый электромагнитный расцепитель, электромагнит которого может быть как постоянного, так и переменного тока. Обмотка электромагнита рассчитывается на кратковременный режим работы.Номинальное напряжение расцепителя берется не выше 220 В. Если источник питания имеет более высокое напряжение, то ставится добавочный резистор.Минимальный расцепитель выполняется током электромагнитного типа. Для разрыва цепи катушки в отключенном положении она питается через замыкающий вспомогательный контакт. Он при включении замыкается раньше главных контактов. Благодаря этому механизм подготавливается к работе в процессе самого включения.Напряжение отпускания электромагнита регулируется в пределах 35-75 % номинального. При напряжении, меньшем напряжении уставки, пружина открывает якорь и воздействует на механизм свободного расцепления.Минимальный расцепитель может использоваться для дистанционного отключения, если последовательно с ним включить кнопку с размыкающим контактом.

Автомат 3700 –

Iн = 160-630 А

при U~ до 660 В,

при U= до 440 В

Iк.з.max по амплитуде = 200 кА

универсальный, могут быть токоограничиваю-щими и селективными.

Гашение дуги с помощью дугогаси-тельных решеток.

Полное время срабатывания токоогра-ничивающего автомата 10-15 мс.

23 вопрос:Приводы и механизмы универсальных и установочных автоматов

Приводы – должны обеспечить усилие на контактах необходимое для включения автомата в самом тяжелом режиме- на существующее к.з.Они могут быть ручные и электромеханические.Ручные приводы применяются при номинальных токах до 200 А. При токах до 1 кА применяется электромагнитные приводы. Недостатками электромагнитного привода являются большие скорости движения и удары в механизме, которые могут приводить к вибрации контактов.Обычно электромагнитные привод автомата питается от той же сети, что и нагрузка. Напряжение на приводе в момент включения на существующее к.з падает до нуля, и автомат может не включиться. В приводе независимого действия энергия, необходимая для включения, накапливается в заведенной пружине. После подачи команды на включение освобождается удерживающая защелка пружины и автомат включается при любых напряжениях сети.При ручном включении привод независимого действия можно получить, если использовать принцип прыгающего контакта.В автоматах на токи 1500 А и выше желательно применение электропривода. Электродвигатель соединен с автоматом через понижающую зубчатую передачу. Даже при потере напряжения кинетической энергии, накопленной в быстровращающемся роторе двигателя, бывает достаточной, чтобы закончить процесс включения.Достоинствами этого привода являются плавный ход механизма и отсутствие ударов.

Механизм передачи усилия от привода к контактам выполняет следующие функции:

- передает движение от привода к контактам и удерживает их во включенном положении;

- освобождает контакты при отключении автомата;

- сообщает контактам скорость, необходимую для гашения дуги;

- фиксирует контакты в отключенном положении и подготавливает автомат для нового включения.

Механизмы управления обеспечивают мгновенное замыкание и размыкание контактов с постоянной скоростью, независящей от скорости движения рукоятки. Обычно при включенном состоянии автомата рукоятка занимает верхнее положение, при отключении вручную – нижнее, при автоматическом отключении – промежуточное.

21 вопрос:Фактически, устройство автоматического выключателя практически одинаковое для всех изделий такого типа. Корпус всех изделий выполняется из диэлектрика, то есть материала, который практически не пропускает электрический ток, что делает такие выключатели еще более надежными и безопасными.ак правило, включается и выключается автоматический выключатель при помощи специального рычага на передней панели. У моделей, которые крепятся на DIN-рейку, на корпусе находится специальная защелка, благодаря которой автоматический выключатель легко монтируется и снимается в случае надобности. В зависимости от модели защелка может находиться спереди или сзади на корпусе изделия.Практически во всех автоматических выключателях коммутация цепи осуществляется при помощи подвижных и неподвижных контактов. При этом подвижный контакт часто размещается на специальной пружине, которая предназначена для того, чтобы ускорить расцепление контактов.

22 вопрос:Контактная система автоматического выключателя содержит неподвижный контакт 1 с дугогасительным рогом 2, подвижный контакт 3, жестко закрепленный в контактодержателе 4, установленном с возможностью вращения вокруг оси 5, пружину контактного нажатия 6 и тягу 7. На подвижном контакте 3 выполнен Г-образный паз таким образом, что его сечение разделено вдоль токоведущей системы (вдоль направления движения электрического тока) на две части А и В, причем всегда выполняется условие А>В, а сам Г-образный паз выполнен на расстоянии С относительно плоскости контактирования подвижного контакта 3 с неподвижным 1.Контактная система автоматического выключателя работает следующим образом.При замыкании контактов на катушку управления (на фигурах не изображена) подается соответствующее напряжение. Якорь электромагнита притягивается к магнитопроводу (на фигурах не изображены). Движение якоря передается на тягу 7. Подвижный контакт 3 замыкается с неподвижным контактом 1 с обеспечением необходимого контактного нажатия с помощью пружины 6 (фиг.2).В момент возникновения в защищаемой сети тока короткого замыкания, приводящего к свариванию контактов 1 и 3, ток в катушке управления обрывается. Подвижный контакт 3 не может оторваться от неподвижного контакта 1 ввиду сваривания их соприкасающихся поверхностей. При длительном протекании тока большой величины токопроводящая часть В подвижного контакта 3 нагревается и под действием усилий пружины 6 подвижный контакт 3 начинает движение в сторону отключенного положения, растягивая при этом и уменьшая сечение участка В подвижного контакта 3. Наступает момент разрыва подвижного контакта 3 по участку В (фиг.3). Таким образом обеспечивается гарантированное отключение защищаемой сети при возможном сваривании контактов.Итак, за счет выполнения Г-образного паза на подвижном контакте повышена надежность работы автоматического выключателя.

26 вопрос:Автомат защиты сети АЗС-2.

Автоматы серии АЗС предназначены для работы в стационарных и передвижных установках и служат для автоматического отключения потребителей электроэнергии при перегрузках и коротких замыканиях в цепях постоянного тока при напряжении до 30В. Выпускаются на номинальные токи 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30 и 40А. Могут использоваться в качестве выключателей и элементов защиты электрооборудования различных видах техники, в том числе в автомобилях, тракторах, железнодорожном и речном транспорте.Номинальное напряжение — 27 ± 2,7 В.

Определим основные условия и параметры выбора автоматов защиты :

Соответствие величины номинального напряжения сети - величине номинального рабочего напряжения автомата.

Соответствие величины номинального тока автомата, величине расчётного тока защищаемой цепи.

Установку величины токовой отсечки автомата

Защиту от перегрузок должны иметь следующие внутренние сети:

- электрические сети наружной поводки с горючей изоляцией;

- осветительные сети переносных и бытовых электроприёмников, расположенные в закрытых помещениях;

- силовые сети в которых по условиям эксплуатации возможна длительная перегрузка проводников;

- сети специальных установок.

Выбор времени срабатывания отсечки выбирают по стандартным графикам ( характеристикам ):

- зависимую от величины тока ( тепловой расцепитель );

- не зависимую от величины тока ( электромагнитный расцепитель );

- селективная двухступенчатая и трёхступенчатая ( комбинированный расцепитель ).

Определение параметра стойкости при возникновении КЗ. ( Величина тока КЗ, при прохождении которого автомат гарантированно сохранит свою дальнейшую работоспособность ).

Определение параметра чувствительности отсечки при КЗ:

подробные технические данные параметров выбора автоматов защиты возможно найти в специализированных электротехнических каталогах.