8.4. Реле обратной мощности типа им-149

Принцип действия реле обратной мощности такой же, как у бытового счетчика электроэнергии.

Основной частью реле является индукционный механизм, состоящий алюминиево

го диск 9 и катушки 1 напряжения и катушки 2 тока. Катушка 1 включается на линейное напряжение и выполнена из тонкого провода с большим числом витков, а катушка 2 вклю

чена последовательно в цепь с током нагрузки и состоит из нескольких витков толстого провода, способного выдержать ток нагрузки.

При включении реле магнитные потоки катушек 1 и 2 пересекают диск и индукти-

руют в нем вихревые токи.

Взаимодействие этих токов и магнитных потоков катушек 1 и 2 вызывает появле-

ние электромагнитного момента М = kIUcosφ, пропорционального активной мощности генератора Р = IUcosφ.

Рис. 4.32. Индукционное реле обратной мощности (а, б)

В генераторном режиме диск реле повернут влево до упора. Через шестерню 8 ше

стерня 4 повернута вправо и подвижный контакт 7, установленный на ней, максимально удален от контактов 5.

При переходе СГ в двигательный режим векторы тока и магнитного потока электро

магнита 2 изменят направление на 180°, поэтому момент враще­ния диска изменяет свое направление.

Подвижная часть реле поворачивается в другую сторону до замыкания контактов 5, через которые поступает питание на отключающий расцепитель АВ генератора.

Вместе с генера­тором отключается и реле, механизм которого под действием спи-

раль­ной пружины 6 возвращается в исходное положение.

Для регулировки выдержки времени срабатывания реле изменяют положение под-

вижного контакта 7 на шестерне 4 относительно контактов 5, ориентируясь по шкале 3. Минимальному расстоянию между контактами 7 и 5 соответствует выдержка времени 2 с срабатывания реле, наибольшему расстоянию - 12 с.

Поля постоянных магнитов 10 во время движения диска создают противодействую

щий момент подвиж­ной части прибора.

Для регулировки значения обратной мощности токовую обмотку 2 переключают на разное число витков, тем самым обеспечивая три значения уставки срабатывания реле, а

именно: 6,4; 9,6 или 12 % номинальной активной мощности.

Реле ИМ-149 включаются через трансформаторы тока ТА (рис. 4.32, б). Номиналь-

ный ток вторичных обмоток (обмоток 2 реле) составляет 5А. Подбирая ТА по значениям тока первичной обмотки, реле можно использовать для генераторов разных мощностей.

8.5. Реле перегрузки типа им-145

Конструктивно оно не отличается от реле ИМ-149. Движение диска у этих реле на

чинается тогда, когда ток генератора увеличится до значения тока уставки срабатывания.

В отличие от реле обратной мощности контакты этих реле замыкают цепи АВ ме-

нее ответственных приемников.

8.6. Бесконтактное реле обратного активного тока типа рот-51/401

Реле этого типа изображено на рис. 4.33.

Оно предназначено для защиты ГА переменного тока от перехода в двигательный режим при параллельной работе. Реле имеет 3 уставки по обратному току: 5, 10 и 15 % номинального активного тока контролируемой сети. Уставки изменяют переключением выводов 3- 6 на трансформаторе тока ТА.

Рис. 4.33 Реле обратного тока типа РОТ-51/401:

а – принципиальная схема; б – векторная диаграмма напряжений и токов

Реле (рис. 4.33, а) состоит из измерительной части, собранной на кольцевом модуля

торе ( на диодах VD1-VD4) и согласующих трансформаторах тока ( ТА) и напряжения (ТV), реле времени (R10, С6-С9), исполнитель­ной части (VТ2-VТ4) и устройства "отсечки" (VТ1).

Рис. 4.34. Принципиальная схема кольцевого модулятора реле РОТ-51/401

Кольцевой модулятор с трансформаторами тока ТА и напряжения ТV представляет собой фазочувствительный выпрямитель ФЧВ.

Выпрямленное выходное напряжение ФЧВ прямо пропорционально току нагрузки генератора ( току вторичной обмотки трансформатора тока ТА ), а полярность напряжения изменяется на обратную при переходе генератора в двигательный режим ( когда изменяет

ся на 180º фаза тока во втоичной обмотке трансформатора тока ТА ).

Трансформатор тока ТА включен в фазу С, а трансформатор напряжения TV- на линейное напряжение U (рис. 4.33, б). При помощи конденсатора С2 вектор напряже-

ния трансформатора ТV cдвигут на 30° относительно вектора U .

Таким образом, вектор опорного напряжения, создаваемого трансформатором ТV, совпадает с вектором активного тока фазы С. Так как U >> U , измерительная часть схемы будет реагировать на активный ток.

При работе контролируемого источника электроэнергии в генера­торном режиме на рис. 4.34 мгновенные полярности ЭДС e и e в первый полупериод обозначены в кру-

жочках Так как e > e , то направление токов через резисторы R6 , R7 и кольцевой моду

лятор будет определяться мгновенной полярностью e .

Ток i протекает по цепи: точка 7 - R8-R6 - точка а - R4 - VD2 - точки 9 и 10 - С2 - точка 8.

Этот ток пропорционален сумме ЭДС ( e + e ), так как эти ЭДС действуют согла

сно.

В это же время ток i протекает по цепи: точка 7 - R8 - R7 – RЗ - VDЗ - точки 11 и 10 - С2- точка 8. Ток i пропорционален разности ЭДС ( e - e ), так как эти ЭДС дейст

вуют встечно.

Следовательно, i > i , и падение напряжения U на резисторе R6 больше, чем напряжение U на резисторе R7. Мгновенная полярность напряжения в точках а, в бу-

дет определяться мгновенной полярностью падения напряжения на R6, а именно: «минус»

в точке «а» и «плюс» в точке «в».

Во второй полупериод мгновенные полярности ЭДС на рис. 4.34 обозначены в квад

ратиках. Токи через R6 и R7 будут течь в противопо­ложном направлении, причем i > i .

Мгновенная полярность в точках «а» и «в» определится мгновенной полярностью падения напряжения на резисторе К7, через который течет ток i . В точке «а», как и в пер

вый полупериод, «минус», а в точке «в» - «плюс».

В этом режиме работы генератора под действием напряжения постоянного тока в точках «а» и «в» измерительной части схемы ток течет через диод VD9, а конденсаторы С'З, С4 не заряжены.

При переходе генератора в двигательный режим вектор тока поворачивается отно

сительно вектора напряжения на 180°, поэтому мгновенные полярности е изменятся относительно мгновенных полярностей е на противоположные.

Полярность напряжения в точках «а» и «в» тоже изменится на противоположную

(в точке «а» будет «плюс», в точке «в» - «минус»). Теперь конденсаторы СЗ, С4 зарядятся с указанной на схеме полярностью.

Напряжение U через диод VD10 (см. рис. 4.33) подается на R10 и один из вклю

ченных конденсаторов С6-С9.

Время заряда конденсатора до напряжения срабатывания исполнительной части схемы находится в обратной зависимости от напряжения U , а следовательно, от обрат­ного активного тока. Переключением конденсаторов С6-С9 изменяют выдержку времени срабатывания реле в пределах 1-5 с.

Напряжение на выходе реле времени сравнивается с падением напряжения на рези

сторе R12. При равенстве этих напряжений прекра­щается протекание тока управления транзистором VT2, в результате он закрывается, а составной транзистор VТЗ, VТ4 открыва

ется.

Заряжает­ся конденсатор С11 и открывается тиристор V5, через который замыка­ется ток отключения АВ генератора.

Устройство "отсечки" служит для формирования выходного сигнала реле с мини

мальной выдержкой времени при обратном токе генератора большем, чем ток уставки. В таком режиме работы г.енератора напряжение выпрямителя UZ1 становится больше напря

жения стабилизации стабилитрона VD7 и начинает течь ток управления транзистором VТ1.

Под действием напряжения U ток потечет по цепи: VТ1-VD8-R11-R14-R17-VD13. Падение напряжения на R14 оказывает­ся достаточным для закрытия VТ2, в результате ре-

ле срабатывает за 50-80мс.

Когда напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока ТА достигнет значе-

ния, равного напряжению пробоя диодов VD5 и VD6, они пробиваются.

Вторичная обмотка трансформатора ТА теперь замкнута через стабилитроны, и про

текающий по этой цепи ток оказы­вает размагничивающее действие на сердечник транс-

форматора, вследствие чего трансформатор продолжает работать на линейном участке ха-

рактеристики намагничивания.