Література

1. С. Е Васильев, Справочник по наладке электроустановок и электроавтоматики, Киев, 1972.

2.М. Г. Зименков, Справочник по наладке промышленных предприятий, Москва, 1983.

3.Г. В. Розенберг, Справочник по наладке промышленных предприятий, Москва, 1983.

Лабораторна робота № 6

Тема: ВИПРОБУВАННЯ РЕЛЕ НАПРЯМКУ ПОТУЖНОСТІ ТИПУ РМ-11 (РМ-12) 1.1. МЕТА РОБОТИ Вивчення принципу дії та конструкції реле РМ-11 і РМ-12, ознайомлення з їх характеристиками. 1.2. ПРИСТРІЙ І ПРИНЦИП ДІЇ РЕЛЕ НАПРЯМКУ ПОТУЖНОСТІ РМ-11 І РМ-12 Реле напрямку потужності серії РМ-11 і РМ-12 виконуються на базі мікросхем і призначені для заміни індукційних реле напрямки потужності типу РБМ, що мають ряд принципових недоліків, таких, як наявність самоходу і вібрація контактних систем, низька механічна стійкість. Реле РМ-11 має два дискретно встановлюємих кута- 30 і -45 , реле РМ-12 один - рівний +70. Реле РМ-11 застосовується в направлених струмових захистах від міжфазних КЗ, РМ-12 - в направлених струмових захистах нульової послідовності. Принцип дії реле Реле виконане за схемою порівняння по фазі двох електричних величин ЕU і ЕI, визначених підведеними до реле напруг Uр і току Iр. Робота схеми заснована на порівнянні часу збігу по знаку миттєвих значень вхідних напруг з часом їх розбіжності. Структурна схема реле РМ-11 і РМ-12 представлена на рис. 1.1. Пунктиром обведені елементи, що утворюють вузол порівняння (УС). У ньому здійснюється роздільне порівняння фазових зрушень між напругами ЕU і ЕI, сформованими у вузлі формування з поданих на реле напруги та струму. За допомогою фазоповоротних схем забезпечується таке становище, щоб зсув між ЕU і ЕI дорівнював нулю, коли зсув між підвіденнимі Uр і Iр досягає кута максимальної чутливості. Командний керуючий сигнал на виході реле виникає за умови, якщо напруги ЕU і ЕI виявляються зсунутими на кут не більше ніж ± 90, яким визначається зона спрацювання реле. Це відповідає збігом знаків миттєвих значень порівнюваних напруг ЕU і ЕI протягом однієї чверті періоду і більше. Особливістю вузла є роздільне порівняння інтервалів збігу і розбіжності миттєвих значень позитивного і негативного знаків. Таке подвійне порівняння запобігає неправильну роботу реле при наявності апериодичних складових у порівнюваних напругах і дозволяє зменшити час спрацювання реле. Якщо б порівняння проводилося для миттєвих значень порівнюваних напруг тільки одного знаку, то могла б відбутися неправильна робота реле через одностороннього зміщення кривої напруги при наявності апериодичної складової. Вона може обумовлювати розширення інтервалу збігу миттєвих значень вибранного знаку при одночасному скороченні інтервалу напруг іншого знаку.

Рис. 1.1. Структурна схема реле напрямки потужності РМ-11, РМ-12: ДН - датчик напруги;- фазоповоротная схема ДП - датчик струму; ФІС - формувач імпульсів збігу миттєвих значень порівнюваних напруг (знак плюс належить до позитивних значенням, а знак мінус - до від'ємних показників цих напруг); tсов / tнс – часозрівнююче коло; U01/U02 - обмежувач рівнів напруги; - суматор; А1 - вихідний компаратор з позитивними зворотним зв'язком; УВ - вузол виходу; УП - вузол живлення

Сигнали, отримані при роздільному порівнянні, підсумовуються і подаються на пороговий елемент - вихідний компаратор А1. Якщо рівень сумарного сигналу перевищує поріг спрацювання компаратора, на виході А1 виникає командний сигнал, викликаючий спрацьовування вихідного реле з контактним виходом. Розглянемо принципову схему і часові діаграми, що характеризують роботу вузла порівняння. На рис. 2.2 зображена принципова схема РМ-11. Пунктиром виділені частини схеми: I - вузол формування порівнюваних напруг, який містить датчики струму і напруги і пов'язані з ним фазоповоротні і согласуючі ланки; II - зображує вузол виходу і вузол живлення; частина, що залишилася схеми являє собою вузол порівняння. Реле РМ-12 відрізняється від реле РМ-11 тільки схемою датчиків струму і напруги. До датчику напруги TV реле РМ-11 за допомогою перемикачів SB-1 - SB-4 може підключатися одна з двох фазоповоротних схем для отримання обраного кута  мч.У вузлі формування напруги створюється постійний зсув по фазі між напругою Uр, що надходять на реле від трансформатора напруги, і напругою ЕU. За рахунок цього зсуву забезпечується отримання заданої кутової характеристики реле. Основним навантаженням датчика струму TA є резистор R2. Інші під'єднані до TA елементи - стабілітрони VD1 і VD42, фазовий коректор, що складається з R3, VD3 і C2, а також інтегруюче коло R4-C4 служать для компенсації кутових похибок і спотворень форми кривої струму у всьому діапазоні струму КЗ. На виході ланцюга утворюється напруга ЕI, представляюча собою падіння напруги на резисторі R2, пропорціїної струму, що проходить по первинній обмотці датчика. Порівнянні напруги ЕU і ЕI подаються відповідно на входи а-б і в-г вузла порівняння. На входах органу порівняння встановлені транзистори VT1 і VT2. При відсутності порівнюваних напруг обидва транзистора будуть відкриті, так як на їх базу надходить позитивний потенціал від джерела через відкриті діоди VD5 і VD6 на VT1, а через VD7 і VD8 на VT2. Закриття VT1 може відбутися тільки при одночасному закритті VD5 і VD6, а це можливо тільки, коли напруги ЕU і ЕI будуть позитивні. Закриття VD7 і VD8, а значить і транзистора VT2 буде мати місце при одночасних негативних значеннях ЕU і ЕI. При закритті транзистора на їх виходах з'являться імпульси напруг UKVT1 і UKVT2. Ширина цих імпульсів залежить від фази порівнюваних напруг ЕU і ЕI. Наприклад, при куті максимальної чутливості ЕI і ЕU збігаються за фазою, а ширина імпульсів дорівнює 180. Оскільки зона спрацювання реле приблизно дорівнює 180 , то вона буде розташовуватися в діапазоні 90  по обидві сторони від кута максимальної чутливості. На її кордоні реле знаходиться на межі спрацьовування. Для цього випадку на рис. 2.3 і зображені тимчасові діаграми вузла порівняння (ширина імпульсів збігу 90).

Рис. 1.3. Тимчасова діаграма вузла порівняння

Рис. 1.2. Принципова схема РМ-11

Вихідні сигнали з колекторів VT1 і VT2 проходять на часопорівнююче коло. Для VT1 вона складається з опорів R12, R14, діода VD11 і конденсатора С6, для VT2 - R13, R15, VD12 і C5. Нижні обкладки конденсаторів C5 і C6 підключені до шини +10 В, а верхні - через резистори R16 і R17 - до інвертуючого входу компаратора A1. При відсутності імпульсів, напруга на вході компаратора нижче напруги його спрацювання. На виході компаратора при цьому тримається позитивна максимальна напруга, при цьому вихідний транзистор VT3 відкритий і шунтирє обмотку одного з підключеного до нього вихідного реле 1к або 2К. Під час проходження імпульсів буде відбуватися почерговий заряд конденсаторів C5 і C6, а при їх припинення - розряд (на мал. 2.3 - це залежно UC6 і UC5). Найбільша напруга на конденсаторах, при їх зарядці, обмежується величиною Uогр 2. Його величина визначається відкриттям діодів моста VS1, після чого подальше підвищення напруги на конденсаторах припиняється. Напруження UC6 і UC5 приходять на інвертуючий вхід компаратора А1 через резистори R16 і R17, які мають рівні опори. Тому на цьому вході встановиться напруга UвхA1, рівна напівсумі напруг на конденсаторах. Параметри схеми підібрані так, що при куті зсуву 90 між ЕI і ЕU напруга на вході компаратора UвхA1 досягає його порога спрацьовування Uпс (на рис 1.3 це відбувається до кінця проходження імпульсу з виходу VT2). Щоб не сталося пере-микання компаратора і відкриття VT3 за час до спрацювання вихідного реле, напруга спрацювання компаратора знижується за рахунок зворотного зв'язку до напруги порога повернення Uпв (після його спрацьовування закриється діод VD17 і відкриється VD18). Реле РМ-11, РМ-12 мають можливість використовувати одне з двох вихідних реле: - 1К - герконові реле з підвищеною швидкодією; - 2К - електромеханічне реле з підвищеною комутаційною здатністю контактів. Перемикання здійснюється накладкою, розташованої на клемах цоколя реле (клеми 6, 3, 10). Для виставляння заданого значення кута максимальної чутливості у реле РМ-11 потрібно поставити перемикачі SB1-SB4, головки яких виведені на лицьову панель реле, в положення, відповідне обраному куту. Аналогічно на реле РМ-12 виставляється напруга спрацювання Uср.р (1, 2 або 3 В).

1.3. ЗАВДАННЯ НА РОБОТУ 1.3.1. Ознайомитись з принципом дії і конструкцією реле.

1.4. КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ 1.4.1. Для чого застосовується реле напрямки потужності? 1.4.2. У яких захистах використовуються реле типу РМ-11? РМ-12? 1.4.3. Покажіть за допомогою векторних діаграм, що для реле РМ -11 кути максимальної чутливості  мч = -45, -30  є оптимальними,адля реле РМ-12 мч = 70. 1.4.4. При яких значеннях Iр і Uр визначається зона дії реле?

1.4.5. Поясніть роботу вузла порівняння реле по його тимчасової діаграмі.

1.5 Література

1. С. Е Васильев, Справочник по наладке электроустановок и электроавтоматики, Киев, 1972.

2. М. Г. Зименков, Справочник по наладке промышленных предприятий, Москва, 1983.

3. Г. В. Розенберг, Справочник по наладке промышленных предприятий, Москва, 1983.