1.3. Призначення та основні характеристики реле
Одним
з основних елементів пристроїв релейного
захисту є реле.
Реле представляє собою пристрій, в якому
вихідний сигнал
змінюється стрибкоподібно, в залежності
від зміни вхідної величини
(рис. 1.5).
Рис. 1.5. Реле
Коли
вихідний сигнал змінився стрибкоподібно,
говорять, що реле спрацювало. Тобто є
два стійких стани реле: реле в
неспрацьованому стані – вихідний сигнал
,
реле в спрацьованому стані
.
Величина вхідного сигналу
,
за якого реле спрацьовує, називається
уставкою
спрацювання
реле.
Розрізняють максимальні та мінімальні реле. Максимальними називають реле, які спрацьовують за збільшенням вхідного сигналу до уставки спрацювання. Мінімальними називають реле, які спрацьовують за зменшенням вхідного сигналу до уставки спрацювання.
В залежності від способу увімкнення реле (способу підведення вхідного сигналу) розрізняють первинні та вторинні реле. Первинні реле вмикаються безпосередньо в первинне (силове) електричне коло. Вторинні реле вмикаються у первинне коло через первинні вимірювальні перетворювачі струму чи напруги. Первинними вимірювальними перетворювачами служать, як правило, трансформатори струму та трансформатори напруги.
В залежності від дії на комутаційний апарат розрізняють реле прямої дії та реле опосередкованої дії. Реле прямої дії діють безпосередньо на механізм вимкнення комутаційного апарата. Реле опосередкованої дії діють на комутаційний апарат через проміжні елементи, наприклад, через електромагніти вимкнення вимикачів.
Ще однією особливістю реле є наявність його гістерезисної характеристики.
Пояснимо
сутність гістерезисної характеристики
на прикладі максимального реле. У випадку
збільшення вхідного сигналу
до величини, за якою реле спрацьовує,
тобто до уставки реле –
(точка 1 на рис. 1.6) вихідна величина
зміниться стрибком (точка 2). У випадку
подальшого збільшення вхідного сигналу
(точка 3) ніяких змін вихідної величини
не відбувається. Після зменшення вхідного
сигналу
до значення
(точка 4) реле повернеться у вихідний
стан (точка 5). Тобто повернення реле у
вихідний стан буде здійснюватись за
значенням вхідної величини
,
яке є меншим від величини вхідного
сигналу, за якого реле спрацьовує –
.
Рис. 1.6. Гістерезисна характеристика реле
Гістерезис
характеристики реле визначається
коефіцієнтом повернення реле
,
величина якого визначається з виразу
|
(1.1) |
Для
максимальних реле
,
для мінімальних реле
.
1.4. Принцип дії та особливості виконання реле
1.4.1. Електромеханічні реле
Один з основних елементів пристроїв РЗА є реле. В основному застосовують електромеханічні реле. Хоча останнім часом в зв’язку з впровадженням в експлуатацію пристроїв РЗА, виконаних на цифрових принципах, їх доля поступово зменшуєтся. Але навіть в пристроях РЗА, виконаних на цифровій основі, застосовуються електромеханічні реле. Це. як правило, вихідні реле. Намагання замінити ці вихідні реле електронними (транзисторними чи семісторними ключами) поки що успіху не мали. Тому в найближчому майбутньому в пристроях РЗА, виконаних як на чисто електромеханічній, так і на цифровій основі будуть застосовуватись елктромеханічні реле.
Принцип роботи електромеханічних реле оснований на взаємному перетворенні електричних та механічних величин.
В залежності від принципу роботи розрізняють наступні електромеханічні реле:
електромагнітні;
індукційні;
магнітоелектричні;
електротеплові.
Найбільш розповсюдженими в пристроях РЗА є реле, робота яких основана на електромагнітному принципі.
Основним елементом цих реле є електромагніт, до якого притягується рухомий якір. В залежності від переміщення рухомого якоря розрізняють:
системи з поворотним якорем;
системи поперечним рухом якоря;
системи з прямоходним рухом якоря.