Опрацювання результатів дослідів

1. Скласти опис контактної схеми магнітного пускача з указівкою можливості використання окремих видів контактів.

2. Розрахувати коефіцієнт повернення контактора k і відношення струмів котушки I_відч і I_замк відповідно при розімкненій та замкненій магнітній системі.

Результати розрахунків представити таблицею:

№ пп.	Uспр, В	Uвідч, В	k	Iвідч, А	Iзамк, А	, А	Стан магнітної системи
1							розімкнений
2							замкнений

3. Привести розуміння про правильність роботи допоміжних контактів контактора

4. Накреслити характеристику теплового реле t(I), що відображує залежність часу спрацьовування реле від струму навантаження.

5. Скласти висновок за результатами виконаної роботи.

Запитання для самоперевірки

1. З яких основних частин складається магнітний пускач?

2. Яке призначення головних контактів магнітного пускача?

3. Для чого застосовують допоміжні контакти?

4. Як збудовані автоматичні вимикачі?

5. Чому важливо, щоб при включеній котушці контактора в магнітній системі не було повітряного зазору?

6. Що називається коефіцієнтом повернення?

7. Який захист виконує магнітний пускач?

8. Як збудовані кнопкова станція і теплове реле?

9. У яких випадках у схемах керування застосовують запобіжники, автоматичні вимикачі і теплові реле?

10. Від чого залежить час спрацювання теплового реле?

РОБОТА 9

Максимальний струмовий захист

Мета роботи

1. Ознайомитися з призначенням та будовою максимального струмового захи­сту.

2. Вивчити конструкцію і принцип дії реле максимального струму, реле часу та проміжного реле.

3. Визначити струм спрацювання і повернення реле максимального струму, а також характеристику зале­жності коефіцієнта повернення від струму уставки реле.

Основні теоретичні положення

В апаратах керування і захисту електротехнічних пристроїв використовують різні захисні реле і релейний захист, що при визначеному впливі на його сприймаючу частину струму, напруги, частоти, температури, тиску і т.ін. спрацьовують, а його виконавча частина робить у керованих їм колах стрибкоподібну зміну відповідних величин. Звичайно реле під впливом вхідного сигналу малої потужності змінює стрибком відповідний режим магнітної системи. Реле захисту поділяються на максимальні, мінімальні і диференціальні. Максимальне реле спрацьовує, коли контрольована величина підвищується понад задане значення, а мінімальне реле – при її зменшені нижче встановленого значення. Диференціальне реле контролює різницю двох однорідних величин.

Релейний захист – автоматична система з релейною характеристикою, що включає одне або кілька реле різних типів, які при порушенні нормальної роботи якого-небудь елемента електричного кола визивають його вимкнення, або вмикають в дію сигнальний пристрій.

Максимальний струмовий захист МСЗ - релейна система, яка спрацьовує, коли струм перевищує раніше встановлену величину. МСЗ використовують для захисту генераторів, електродви­гунів, трансформаторів, повітряних і кабельних ліній від струмів короткого замикання, а також для захисту установок від струмів перевантаження, замикань між фазами або між фа­зою та землею.

Основною вимогою, поставленою до захисту, є вибірковість його дії, яка полягає в тому, що вимикаються тільки пошкоджені ділянки, непошкоджені залишаються ввімк­неними. Щоб забезпечити таку вимогу дії МСЗ, в нього вводять витримку часу між моментом пе­ревищення струму вище встановленого значення і подачею сигналу на вимикання ділянки, що захищається. Витримка часу запобігає вимиканню короткочасно пере­вантажених об’єктів, що захищаються, наприклад, під час пускових струмів асинх­ронних двигунів.

З міркувань вибірковості МСЗ встановлюють на початку кожної ділянки кола, що захищається. При цьому біля кожного наступного захисту, у напрямку від кінця до джерела струму, встановлюють витримку часу, яка більше за попередню:

,

де Δt - ступінь селективності, i – порядковий номер ділянки.

При захисті двигунів вибірковість дії струмового захисту полягає в тому, що він не повинен перешкоджати запуску двигуна, який супроводжується пусковими струмами, значно більшими за номінальні. У той же час двигун повинен бути автоматично вимкнутим при тривалому часі дії струму, вищому за припустимий. Для цього встановлюється витримка спрацювання струмового захисту, яка захищає від неправильного його спрацювання на протязі часу в період пуску дви­гуна t_п.

МСЗ складається з електромагнітних реле максимального струму, реле часу, проміжного реле, трансформаторів струму та напруги, сигнального обладнання.

Електромагнітне реле максимального струму служить для швидкого вимикання пошкоджених дільниць системи електропостачання від непошкоджених, тобто здійснює релейний захист, який при виникненні ненормальних режимів системи або установки повинен реагувати відповідним сигналом і вимкнути аварійну дільницю.

Магнітна система реле складається з шихтованого магнітопроводу 1, зібраного із листової електротехнічної сталі, між полюсами якого знаходиться поворотний якір 3, виготовлений у вигляді стальної пластини, закріпленої на осі (рис. 9.1). До цієї осі прикріплена протидіюча пружина 4, натяг якої регулюють переміщенням поворотного важеля 8, ковзаючого по шкалі 9, проградуйованого в величинах, пропорційних струму уставки реле І_у – струму, при якому реле повинне спрацювати. Струм уставки реле можна регулювати, змінюючи натяг пружини 4, або ступінчато перемикаючи дві однакові секції обмотки 2. Ці секції розташовані на полюсах магнітопроводу 1 і їх з’єднують між собою послідовно або паралельно з метою зміни струму уставки реле в два рази.

П ри збільшенні струму в обмотках реле поверх струму уставки якір повертається і притягується до полюсів, розмикаючи при цьому контактним містком 5 нижню пару контактів 6 і замикаючи верхню 7. Ці контакти вводяться у відповідні кола керування і сигналізації комутуючого захисного пристрою, який вимикає ділянку системи, що пошкоджена.

Мал. 9.1. Реле максимального струму.

Самостійно керувати захисною ділянкою електричного кола реле не може через незначну потужність власних контактів. Якщо в обмотці реле немає струму, або він малий, якір під дією пружини 4 утримується в первинному стані. Реле характеризується струмом спрацювання I_спр - найменшим струмом, за якого спрацьовує реле. Контакти реле повертаються в початкове положення при струмі, меншому за струм спрацювання реле. Найбільший струм, за якого реле повертається у початкове положення, називають струмом повернення реле I_пов. Відношення цих струмів називають коефіцієнтом повернення реле К_п = I_пов/ I_спр, які для більшості реле дорівнює 0,85. При цьому, чим вищий К_п, тим чутливішим буде виконаний захист.

Реле часу - електромагнітні, електромеханічні, часові, електронні пристрої забезпечують потрібну витримку часу в установках, комутуючи своїми розмикаючими та замикаючими контактами різні елементи в колах керування силових апаратів.

П роміжне реле використовують для збільшення кількості робочих контактів, які необхідні при виконанні автоматичного керування захистом устаткування, а також для забезпечення керування силовими контактами головних реле.

Рис. 9.2. Проміжне реле.

Реле складається з магнітопроводу 11 з обмоткою 12, якоря 10, з повідком 9, рухомої контактної системи 8 і пружини зворотної дії 1 (рис. 9.2).

Коли на виводи 13,14 обмотки реле подається напруга, якір втягується і повідком переміщує вниз рухому контактну систему з контактними містками, що перемикає контакти реле 2,3; 4,5; 6,7.