8 Индукционные измерительные реле

Индукционные реле получили широкое применение в устройствах релейной защиты и железнодорожной блокировки (на переменном токе), в частности они используются как реле тока, напряжения, мощности, частоты и другое использование этих реле как реле защиты объясняется удобством изменения  их тяговых и временных параметров, а также простотой настройки.

На индукционном принципе выполняют измерительные реле тока и реле направления мощности. Их работа основана на взаимодействии переменных маг­нитных полей неподвижных обмоток, обтекаемых подведенными извне токами с токами, индуцированными этими полями в подвижном элемен­те (диске или цилиндрическом роторе). Таким образом могут выполняться реле только переменного тока Индукционные системы позволяют выполнить как быстродействующие, так и медленнодействующие реле. Для получения реле замедленного действия необхо­димо иметь максимальные значения  и kд. В существующих конструк­циях реле это достигается тем, что их снабжают постоянными магнита­ми, а подвижную часть выполняют в виде диска. При вращении диск пересекает поле постоянного магнита, в результате чего возникает до­полнительный тормозной момент. Такие реле имеют ограниченно зави­симую от тока характеристику выдержки времени. В ее независимой части удается получить выдержки времени tс.р. > 10 с. Среди индукционных измерительных реле тока широкое распространение получили серии РТ-80 и РТ-90. Эти реле являются комбинирован­ными и состоят из двух элементов: индукционного с диском, создающе­го ограниченно зависимую выдержку времени, и электромагнитного (отсечки) мгновенного действия, срабатывающего при больших кратностях тока в обмотке реле. Оба элемента используют одну общую магнит­ную систему. Реле предназначены для защиты электриче­ских машин, трансформаторов и линий электропередачи при перегруз­ке и коротких замыканиях. Индукционные реле обладают небольшой чувствительностью. Мощность срабатывания их находится в пределах 0,5–12 Вт. Время срабатывания индукционных реле – несколько десятков миллисекунд.

Достоинства: 1) надежная контактная сис­тема, с коэффициентом возврата индукционного элемента не менее kв=0,8 и с малой инерционной ошибкой; 2) с помощью одного реле можно выполнить быстродейст­вующую защиту от коротких замыканий и защиту с выдержкой време­ни, действующую при перегрузке. Недостатки: 1) слож­ность конструкции; 2) значительная потребляемая мощность при срабатывании.

10.Полупроводниковые измерительные реле.  Полупроводниковые реле в отноше­нии быстродействия, чувствительности, селективности и на­дежности превосходят электромагнитные. В ряде случаев полупроводниковые реле обладают характеристиками, ко­торые невозможно получить с помощью электромагнитных реле. Полупроводниковые реле защиты содержат измерительный орган и логическую часть.

В измерительном  органе непрерывные выходные величины преобразуются в дискретный выходной сигнал. Дискретный выходной сигнал посту­пает на вход логической части, выдающей управляющий сигнал чаще всего на электромагнитное реле.Измерительный орган полупроводникового реле тока обычно имеет на входе трансформатор тока, нагруженный на малое активное сопротивление. Напряжение на этом сопротивлении пропорционально первичному току в контро­лируемой сети. В измерительных органах используются следующие три принципа: 1) сравнение однородных физических величин, напри­мер напряжений. В момент равенства измеряемого и опор­ного напряжений на выходе появляется нулевой сигнал, который приводит к срабатыванию нуль-органа. На выходе появляется дискретный сигнал. Регулируя опорное напря­жение, можно менять уставку срабатывания. Реализация такого принципа показана на рис. 8.11. Выпрямленный сигнал, пропорциональный напряжению или току, по­дается на мост R1, R2, R3, VD1.В момент равенства на­пряжений на R2 и VD1 на выходе моста появляется нуле­вой сигнал, который приводит в действие нуль-орган. Глав­ным источником погрешности полупроводниковых реле яв­ляется зависимость параметров полупроводниковых прибо­ров от температуры. Поэтому в схемы вводится темпера­турная компенсация. В данной схеме для температурной компенсации последовательно со стабилитроном VD1 вклю­чается в прямом направлении диод. С ростом температуры у стабилитрона падение напряжения растет, а у диода в проводящем направлении падает; 2)   проявление физического эффекта, возникающего, при определенном значении измеряемого напряжения, — скачок в нелинейной характеристике туннельного диода, релейная характеристика триггера Шмидта и др.; 3) преобразование непрерывного входного  сигнала и опорного напряжения в цифровую форму. После этого производится сравнение входного сигнала с опорным на­пряжением. Обработка входного сигнала в цифровой фор­ме может производиться по требуемому алгоритму вычисли­тельного устройства. Последний принцип наиболее перспек­тивен ввиду высокой универсальности и стремительного развития вычислительной техники.