4. Указания к работе в лаборатории

4.1. К п. 2.3.

4.1.1. Испытания реле тока РТ – 40 включают:

а) проверку диапазонов шкалы токов срабатывания (шкалы уставок);

б) проверку токов срабатывания реле на заданной по шкале уставке;

в) проверку разброса тока срабатывания реле (на заданной уставке);

г) проверку коэффициента возврата реле (на заданной установке);

4.1.2. Кнопками S _А1 и S _А2 включить стенд в работу. Переключателями S _АC1 и S _АС2 собрать схему испытаний реле тока К_А1.

4.1.3. Проверка диапазонов шкалы уставок (шкалы токов срабатывания), т.е. проверка токов срабатывания при положении указателя на крайних уставках шкалы, проводится в лаборатории только для параллельного соединения обмоток реле;

Установить по шкале и измерить, используя амперметр Р_А1, поочередно максимальный и минимальный токи срабатывания. Отношение максимального тока срабатывания к минимальному току срабатывания на крайних уставках шкалы (кратность токов срабатывания шкалы уставок) для правильно отрегулированного реле должно равняться 2. ( Регулировка максимального и минимального токов срабатывания реле на крайних уставках шкалы при необходимости производится соответственно упорными винтами, определяющими начальное и конечное положение якоря, и изменением затяжки спиральной пружины: в лабораторной работе регулировка реле не выполняется).

4.1.4.Установить по шкале заданный преподавателем ток срабатывания. Измерить ток срабатывания и ток возврата реле на проверяемой установке (не менее трех раз). Ток срабатывания реле I _СР и ток возврата I _ВР реле определяются как среднеарифметические значения по результатам измерений. Определить коэффициент возврата реле

К _В = I_ВР/I_СР. Коэффициент возврата реле РТ – 40 должен быть не менее 0,8.

4.1.5. Определить погрешность шкалы токов срабатывания реле на заданной установке – отношение (выраженное в процентах) разности между наибольшим из измеренных значений I _{СР МАКС} и значением тока срабатывания по шкале I _{СР ШК} к значению тока срабатывания по шкале.

(4.1)

При настройке реле в эксплуатации, если ток срабатывания немного не совпадет с установкой по шкале, требуемое соответствие между заданным и действительным токами срабатывания реле, достигается незначительным смещением указателя установки в нужную сторону. Т. о. шкала может служить только для приближенной настройки реле.

4.1.6. Определить разброс тока срабатывания реле - отношение (выраженное в процентах) наибольшей разности между измеренными значениями к полу сумме этих значений:

(4.2)

Погрешность тока срабатывания и разброс тока срабатывания должны быть не более 5%.

4.1.7. Результаты испытаний реле РТ-40 занести в таблицу 1 (приложение 2).

4.2. К п.2.4

4.2.1. Собрать схему испытания реле напряжения РН-54/400.

4.2.2. Испытания реле напряжения производятся в том же объеме, что и испытания реле тока РТ-40.

4.2.3. При проверке необходимо учитывать, что реле РН-54/400 является реле минимального напряжения, т.е. реагирует на уменьшение измеряемой величины – напряжения. Для минимального реле напряжения срабатывания определяется при плавном уменьшении напряжения на обмотке реле как напряжение в момент размыкания контактов реле. Напряжение возврата минимального реле определяется при плавном увеличении напряжения на обмотке реле как напряжение в момент замыкания контактов реле. Для минимального реле напряжения коэффициент возврата должен быть не больше чем 1,12 … 1,2.

4.2.4. Проверка реле напряжения РН-54/400 в лабораторной работе проводится на установках по шкале 100 … 120 В (из-за ограниченного диапазона регулирования напряжения в лабораторном стенде).

4.2.5. Результаты испытаний реле РН-54/400 занести в табл. 2.

4.3. К п.2.5.

4.3.1. Испытания индукционного реле тока включают:

а) проверку тока срабатывания индукционного элемента реле на заданной по шкале уставке;

б) проверку разброса тока срабатывания индукционного элемента (на заданной уставке);

в) проверку коэффициента возврата индукционного элемента реле (на заданной уставке);

г) проверку характеристик выдержки времени реле;

д) настройку реле на заданную характеристику выдержки времени;

е) проверку и настройку тока срабатывания отсечки.

4.3.2. Собрать схему испытаний реле тока КА2.

4.3.3. Установить заданный преподавателем ток срабатывания индукционного элемента реле по шкале уставок I_сршк Измерить действительный ток срабатывания I_ср (ток срабатывания определяется при плавном увеличении тока в обмотке реле как ток, при котором происходит зацепление зубчатого сектора с червяком). Измерение повторить не менее 3 раз. Ток срабатывания определяется как среднеарифметическое значение по результатам измерений. Ток срабатывания рекомендуется измерять при максимальной уставке по времени срабатывания, и позволяет убедится в надежности сцепления червячной передачи по всей дуге сектора.

4.3.4. По результатам измерения тока срабатывания определить по выражениям (4.1) и (4.2) погрешность шкалы на проверяемой уставке δI_ср% и разброс тока срабатывания I_ср%. Ток срабатывания у отрегулированного реле не должен отличаться от уставки более, чем на ±5%. Разброс тока срабатывания должен быть также не более 5%.

Точная регулировка тока срабатывания для получения требуемого соответствия между действительным током срабатывания и его значением по шкале осуществляется изменением затяжки пружин (в лабораторной работе такая подрегулировка не производится).

4.3.5. Ток возврата индукционного элемента реле измеряется в момент подхода хвостовика сектора близко к коромыслу якоря отсечки, когда в сцеплении находится максимальное число зубьев сектора (коэффициент возврата Х_в при этом наименьший) при плавном снижении тока в обмотке реле. Измерение тока возврата повторить не менее 3 раз. Ток возврата определяется как среднеарифметическое значение по результатам измерений.

Определить коэффициент возврата индукционного элемента реле K_в=I_вр/I_ср. Коэффициент возврата у отрегулированного реле должен быть не менее 0,8.

4.3.6. Результаты испытаний индукционного элемента занести в таблицу 3 (приложение 2).

4.3.7. Характеристики выдержки времени (временные характеристики) реле должны соответствовать типовым характеристикам, приведенным на шкале реле и на рис.П.1.5. Контрольной точкой временной характеристики реле является время срабатывания при I_р=4I_ср ^, которое не должно превышать значений, приведенных в таблице 1. Абсолютная величина разброса времени срабатывания (наибольшая разность между измеренными значениями) при десятикратном токе ( I_р=10I_ср) не должна превышать значений, приведенных в таблице 2. Абсолютный разброс точек временной характеристики на любой установке по шкале времени ( t_{ср шк} при 10Iср ) при полуторократном токе срабатывания ( I_р=1,5I_ср) не должен превышать 1с.

Таблица 1.

Время срабатывания по шкале Выдержек времени при Iр=10Iср	Время срабатывания при Iр=4Iср не более, с
0,5 1,0 2,0 3,0 4,0	0,9 1,65 3,1 4,6 6,0

Таблица 2.

Уставка по шкале выдержек Времени срабатывания при Iр=10Iср , с	Выдержка времени срабатывания при Iр=10Iср , с
0,5 1,0 2,0 3,0 4,0	0,5±0,1 1,0±0,15 2,0±0,2 3,0±0,2 4,0±0,25

Проверка временных характеристик реле РТ-81 производится

при I_ср=3А.

4.3.8. Установить ток срабатывания реле, равный 3 А, а по шкале выдержек времени - заданное преподавателем t_СР при I_Р = 10 I_СР. Установить ток в обмотке реле I_Р = 4 I_СР =12 А, затем отключить ток кнопкой SА1. Переключатель секундомера РТ SАС5 из положения HL3 перевести в положение " t_СР" (измерение времени срабатывания реле), установить стрелку секундомера на нуль. Подать кнопкой SA1 ток в обмотку реле (однов­ременно пускается секундомер) и измерить время срабатывания реле в контрольной точке. Измерение времени срабатывания повторить не менее 3 раз. Сравнить полученные значения t_СР с нормиро­ванным значением t_СР из табл.1.

4.3.9. Установить ток в обмотке реле I_Р =10 I_СР =10·3 =30 А. Замерить время срабатывания реле при I_Р = 10 I_СР (не менее 3 раз). Сравнить полученные результаты со значениями, приведенными в табл.2. При проверке следует учесть, что при больших токах реле быстро нагревается, поэтому ток I_Р = 30 А следует подавать кратковременно.

10. Установить ток в обмотке реле I_Р=1.5 I_СР=1,5·3=4,5 А. Замерить время срабатывания реле при I_Р=1,5 I_СР (не менее 3 раз). Определить абсолютный разброс точек временной характеристики реле Δt_СР (как наибольшую разность между замеренными значениями).

11. Результаты проверки временных характеристик реле PT-81 занести в таблицу 4 (приложение 2).

4.3.12. Настройка реле на заданную характеристику t_СР=ƒ(I_Р) осуществляется по одной точке характеристики, определяемой значениями I_{Р РАСЧ} и t_{СР РАСЧ} при к.з. в расчетной точке. Координаты указанной точки {I_{Р РАСЧ} , t_{СР РАСЧ}} при заданном токе срабатывания реле I_СР однозначно определяют всю характеристику t_СР=ƒ(I_Р) (или t_СР=ƒ(I_Р /I_СР) ).

4.3.13. В лабораторной работе настройка реле на заданную характеристику осуществляется при том же токе срабатывания, что и проверка временных характеристик: I_СР =3 А.

Для настройки реле на заданную характеристику t_СР=ƒ(I_Р) указатель шкалы выдержек времени при I_Р =10 I_СР устанавливается предварительно в положение, при котором заданные преподавателем координаты точки t_{СР РАСЧ} и I_{Р РАСЧ} ложатся на типовую характеристику, напечатанную на шкале реле. Для точной настройки установить ток в обмотке реле I_p=I_{p расч} и, замеряя секундомером время срабатывания реле t _ср ,перемещением указателя шкалы времени добиваться совпадения tср =t _{ср расч} .При определении истинного времени срабатывания с учётом разброса реле следует делать не менее 3 отсчётов по электросекундомеру .Результаты на тройки реле на заданную характеристику

t_ср =f(I_р) занести в таблицу 5 .

4.3.14. Установить заданную преподавателем кратность тока срабатывания отсечки по отношению к току срабатывания индукционного элемента реле Iср =3А (в лабораторной работе проверка отсечки производится при кратности в пределах 2-6 тока срабатывания индукционного элемента). Установить максимальную уставку по шкале времени ( t_ср =4 с при I _р=I0 I_ср ). Придерживая рукой рамку в отведённом положении ,чтобы избежать ударов червяка о сектор, быстро установить ток , немного меньший тока срабатывания отсечки. Отключить ток в обмотке реле кнопкой S AI . Подавая толчками ток в обмотку реле через промежутки времени не мене I0…I5 с ,каждый раз незначительно увеличивают ток регулятором тока , добиваясь устойчивого срабатывания отсечки ( безотказно I0 раз из I0 ). Измеренный ток срабатывания отсечки занести в таблицу 6.

При проверке отсечки не допускать перегревания реле .

4.4. К п.2.6.

4.4.1. Испытания индукционного реле направления мощности в лабораторной работе включают только экспериментальное определение зон срабатывания и несрабатывания и угла максимальной чувствительности , а также проверку отсутствия ”самохода” реле от тока и от напряжения.

4.4.2. Переключателями SACI,SAC 2 и SAC3 собрать схему испытаний реле направления мощности KW .

4.4.3. Проверка ”самохода” от тока производится в диапазоне от номинального тока реле I _{р ном} =5A до тока , соответствующего максимальному току к.з. на защищаемом присоединении ( в лабораторной работе – до максимального тока стенда 30А ).

Для проверки ”самохода” от тока перевести переключатель SAC3 из положения I ( цепь обмотки напряжения реле ) в положение 2 : при этом обмотка напряжения реле направления мощности закорачивается . Установить в обмотке ток I_р= I _{р ном}=5A и проверить отсутствие ( или наличие) ”самохода” от тока. Повышая ток в обмотке реле до I = 30 A , проверить отсутствие (или наличие) “самохода” от тока в диапазоне токов I= 5…30 A.

Токи I> I подавать в обмотку реле кратковременно во избежание перегрева и повреждения обмотки реле.

4.4.4 Проверка “самохода” от напряжения производится при напряжениях U=0…110 B. Для проверки “самохода” от напряжения временно перевести переключатель SAC2 из положения 3 в положение 2 или 1 (при этом цепь токовой обмотки реле направления мощности размыкается). Изменяя напряжение на обмотке реле от 0 до 110 В, проверить отсутствие (или наличие) “самохода” от напряжения.

Регулировка магнитной системы реле с целью устранения самохода в лабораторной работе не проводится.

4.4.5. Поверить зоны действия реле и определить угол максимальной чувствительности реле . Для этого установить ток в обмотке реле I= 5 А и напряжение на обмотке U=100 В. Изменяя фазорегулятором угол сдвига между током и напряжением от 0 до 360 и затем в обратную сторону от 360 до 0 измерить величины углов, при которых реле замыкает и размыкает контакты. Определить (подсчётом или графически, как показано на рис.3) угол максимальной чувствительности реле . Для РБМ-177 =705. По результатам измерений зоны действия реле (рис.4).

Результаты испытаний реле направления мощности должны быть отражены в таблице 7 (приложение 2).

4.5. К п.2.7.

4.5.1. Испытания реле времени ЭВ-132 в лабораторной работе включают:

а) проверку напряжения срабатывания реле U;

б) проверку времени срабатывания на заданной по шкале установке;

в) проверку разброса времени срабатывания реле на заданной по шкале установке.

4.5.2. Собрать схему испытаний реле времени КТ.

4.5.3. Напряжения срабатывания реле времени определяется при подаче напряжения на обмотку реле толчком (кнопкой SAI)

За напряжение срабатывания принимается минимальное напряжение, при котором якорь реле м г н о в е н н о втягивается в сердечник. Измерение Uср повторить не менее 3 раза. Для правильно отрегулированного реле при каждом измерении напряжение срабатывания не должно превышать 0,7Uном.

Напряжение возврата реле Uвр для реле времени должно быть не менее 0,05Uном (в лабораторной работе не измеряется). При отклонении Uср и Uвр от допустимых значений требуется замена возвратной пружины на пружину нормальной жесткости.

4.5.4. Установить заданное преподавателем время срабатывания реле по шкале. Установить напряжение на обмотке реле Uр=Uном = 220В. Измерить время срабатывания реле при подаче напряжения толчком. Измерение времени срабатывания реле повторить не менее 3 раз.

Во и з б е ж а н и е п е р е г р е в а о б м о т к и р е л е н а п р я ж е н и е =220 В с л е д у е т п о д а в а т ь т о л ь к о н а в р е м я и з м е р е н и я tср. За время срабатывания реле принимается среднеарифметическое значение по результатам измерений.

4.5.5. По результатам измерений tср определить отклонение от уставки по реле – разность между средним значением времени срабатывания по результатам измерений и временем срабатывания по шкале tср шк. Допустимые значения отклонения времени срабатывания для реле ЭВ-132 приведены в табл.3

Таблица 3

Уставка по шкале Отклонения от уставки

по шкале, с

0,5 ±0,12

1,0 ±0,14

1,5 ±0,16

2,0 ±0,19

2,5 ±0,21

3,0 ±0,23

3,5 ±0,25

4,0 ±0,28

4,5 ±0,30

5,0 ±0,32

5,5 ±0,34

6,0 ±0,36

6,5 ±0,39

7,0 ±0,41

7,5 ±0,43

8,0 ±0,45

8,5 ±0,47

9,0 ±0,50

6. Определить разброс времени срабатывания реле. Разброс времени срабатывания определяется как разность между максимальным и минимальным временем срабатывания при 3 измерениях на одной и той же установке по шкале. Разброс времени срабатывания для реле времени серии ЭВ-I00 не должен превышать 0,25 с.

4.5.7 Результаты испытаний реле времени занести в таблицу (приложение 2).

4.6. К п.2.8.

4.6.I. Испытания промежуточного реле РП-252 включают :

а) проверку напряжения срабатывания реле ;

б) проверку времени возврата реле ;

в) определение времени срабатывания реле.

4.6.2. Собрать схему испытаний промежуточного реле Кl. Плавно увеличивая напряжение на обмотке реле, определить напряжение его срабатывания. Измерение напряжения срабатывания повторить не менее 3 раз. Напряжение срабатывания не должно превышать 70% от V_{p ном}=220 В

4.6.3. Измерить время срабатывания реле при подаче на обмотку реле V_p = V_{p ном} =220 В. Измерение времени срабатывания повторите не менее 3 раз.

4.6.4. Измерить врем возврата реле. При измерении времени возврата реле РII-252 следует учитывать, что оно зависит от времени нахождения реле под напряжением. Для исключения влияния этой зависимости на результат измерения обмотку реле держать под напряжением не менее 2-3 сек. Измерение времени возврата повторить не менее 3 раз. Время возврата реле РП-252 может регулироваться в пределах 0,07 – 1,4 с.

4.6.5. Результаты испытаний реле РП-252 занести в табл.

4.7. Собрать схему испытаний указательного реле РУ-21/220. Измерить напряжение срабатывания напряжение срабатывания. Измерение Uср повторить не менее 3 раз. Напряжение срабатывания реле должно быть не более 0,7 Uном.

ЛИТЕРАТУРА

1. Чернобровов Н.В. – Релейная защита. Изд-е 5 (4,3)-М.; Энергия,1974 (§§-2.6, 2.7, 2.11, 2.12)

Приложение 1.

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ РЕЛЕ

(Краткое описание конструкции и принцип действия)

П.1.1. Максимальное реле тока РТ-40.

Максимальные реле тока РТ-40 применяются в устройствах релейной защиты и противоаварийной автоматики в качестве измерительного органа, реагирующего на повышение тока в контролируемой цепи.

Принцип устройства электромагнитной системы реле РТ-40 показан на рис. П 1.1 (конструктивное выполнение реле см. на лабораторном стенде).

Магнитная система реле состоит из П-образного шихтованного сердечника 1 и Г-образного якоря. 2. Положение якоря в начальном и конечном положениях фиксируется упорными винтами. 3. Якорь удерживается в начальном положении с помощью противодействующей спиральной пружины 4, один конец которой связан с якорем, а другой – с указателем тока срабатывания по шкале 5. При повороте указателя тока срабатывания изменяется противодействующий момент пружины М_пр и соответственно ток срабатывания реле I_ср. К якорю прикреплены пластмассовая колодка с двумя подвижными мостиковыми контактами 6 и опорная скоба с барабанчиком, полость которого заполнена песком (на рис. П 1.1 опорная скоба и барабанчик не показаны). При любом ускорении подвижной системы песчинки приходят в движение, и часть сообщенной якорю энергии тратится на преодоление сил трения между песчинками. Это приводит к значительному снижению вибраций подвижной системы и контактов реле от переменной составляющей электромагнитного момента.

На сердечнике расположены две обмотки 7, концы которых выведены на зажимы цоколя реле. Перестановкой перемычек на этих зажимах можно осуществлять параллельное и последовательное соединение обмоток реле и соответственно изменять ток срабатывания реле в 2 раза. Цифры, нанесенные на шкале, соответствуют последовательному соединению обмоток реле.

Реле имеет один замыкающий и один размыкающий контакт.

Реле выпускаются девяти исполнений с различными диапазонами токов срабатывания (от 0,2 А до 200 А).

На рис. П 1.2 приведены зависимости вращающего момента М_эл при срабатывании (I_р = I_ср, кривая 1) и при возрасте (I_р = I_ср, кривая 2) якоря реле и момента пружины М_пр (прямая 3) от угла поворота якоря реле α.

При I_р=I_ср=const, пропорциональный квадрату тока I_p, достигает значения М_{эл ср}=М_{пр нач}, и якорь трогается. При измене­нии угла поворота якоря α происходит уменьшение воздушного зазора и возрастание электромагнитного момента М_эл (положительная обратная, связь в электромагнитном устройстве). Возврат якоря в начальное положение произойдет только после снижения тока в об­мотке реле до значения тока возврата I_ср, при котором будет выполнено условие: М_{эл в кон}=М_{пр кон}. Разность М_изо=М_{эл ср кон} – М_{эл в кон} определяет нажатие контактов реле в состоянии срабатывания и, сле­довательно, не может быть меньше определенной величины. Поэтому при одном и том же α_кон М_{эл в кон}< М_{эл ср кон} и ток I_вр< I_ср, a отношение I_вр/I_ср=К_в, называемое коэффициентом возврата реле, меньшее I. Для реле РТ-40 коэффициент возврата K_в не меньше 0,8. Требуемый для измерительного реле тока высокий коэффициент возврата достигается выбором рациональной конструкции электромагнитной системы реле, формы якоря и полюсных наконечников, определяющих характер зависимости М_эл =f(α).

Технические данные реле PT-40/10:

1. Диапазон уставок: 2,5 ± 10А, при последовательном соединении обмоток 2,5 ± 5А; при параллельном соединении обмоток 5 ± 10А ;

2. Коэффициент возврата не ниже 0,8.

3. Погрешность тока срабатывания реле по отношению к уставке не превышает ± 5А, разброс тока срабатывания не более 5% на любой уставке.

4. Время срабатывания реле не более 0,1с при токе I_р=I, 2*I_ср и не более 0,03 с при токе I_ср=3*I_ср.

5. Реле длительно выдерживает ток 17А в течение 1с – 400А.

6. Диапазон рабочих температур –20°С ± +40°С.

П. 1.2. Реле напряжения РН-50

Максимальные реле напряжения РН-53 и РН-55/60Д применяются в схемах защите и автоматики в качестве органа, реагирующего на по­вышение напряжения в цепях переменного тока. Реле РН-53/6Ш приме­няется в тех случаях, когда в контролируемой цепи может возникать напряжение, значительно превышающее напряжение срабатывания реле. Минимальное реле напряжения РН-54 применяется в схемах защиты в автоматики в качестве органа, реагирующего на уменьшение напряже­ния в цепи переменного тока. Схема внутренних соединений и конст­рукция реле РН-54 такие же, как и в реле РН-53, отличие заключает­ся только в регулировке реле и градуировке шкалы уставок.

Конструкция реле напряжения серии РН-50 аналогична конструкции

реле РТ-40. Отличие в том, что барабанчик, гасящий вибрации у реле РТ-40, в реле напряжения отсутствует. Снижение вибрации подвижной системы и контактов достигается тем, что обмотка реле из двух последовательно соединенных катушек подключается к контролируемой цепи через выпрямительный мост VS и добавочные резисторы R₁ и R₂ (см. схему на лицевой части стенда).

Реле имеют два диапазона уставок. В диапазоне меньших уставок обмотка реле подключается к контролируемой цепи через добавочный резистор R₂, в диапазоне больших уставок – через последовательно соединенные добавочные резисторы R₁ и R₂ .

Реле РН-53 и РН-54 выпускается в трех исполнениях с различными диапазонами уставок (от 15 до 400В у РН-53 и от 12 до 400В у РН-54). Реле РН-53/60Д выпускается в одном исполнении и имеет 2 диапазона уставок 15÷30В и 30÷60В. Коэффициент возврата К_в у максимальных реле серии РН-53 не менее 0,8, у минимальных реле РН-54 не более 1,2.

Технические данные реле РН-54/400

1.Диапазон уставок от 100÷400В.

2.Погрешность напряжения срабатывания по отношению к уставке не более 10%, разброс – не более 5% на любой уставке.

3.Коэффициент возврата не более 1,25.

4.Реле длительно выдерживает напряжение равное 1,1 U_ном.

5.Диапазон рабочих температур -40° ÷ +40° С.

П 1.3. Индукционное реле тока РТ-80

Индукционные максимальные реле тока РТ-80 применяются для защиты электрических уставок при перегрузках и к.з.. Реле являются комбинированными и состоят из трех элементов: индукционного с зависящей от тока выдержкой времени, электромагнитного мгновенного действия (отсечки) и сигнализирующего о срабатывании отсечки указательного элемента.

Кинематическая схема реле РТ-80 показана на рис.П 1.3.

Магнитопровод 1 реле имеет сложную конфигурацию с двумя параллельными ветвями и делит создаваемый обмоткой 2 реле поток на две составляющие, одна из которых подводится к индукционному элементу, а другая – к электромагнитному.

К индукционному элементу магнитный поток подводится через параллельную ветвь меагнитопровода с двумя короткозамкнутыми витками 3. При появлении тока в обмотке в зазоре между полюсами создаются магнитные потоки, сдвинутые в пространстве (за счет расщепления полюсов) и по фазе (за счет тока, появляющегося в короткозамкнутой обмотке), которые пронизывают находящийся в зазоре алюминиевый диск 4 и создают на нем вращающий электромагнитный момент М_эл, пропорциональный квадрату тока в обмотке реле (см.рис. П 1.4). При токе, равном (0,2+0,3) I_ср, диск начинает вращаться и вращать укрепленный на его оси червяк 5. Так как рамка 6 оттянута пружиной 7 в крайнее положение, то червяк не входит в зацепление с зубчатым сектором 8. При вращении диска возникает тормозной момент Мт от постоянного магнита 9, момент М_рез от токов резания. Скорость вращения диска определяется при увеличении тока в обмотке реле.

Для действия индукционного элемента реле необходимо, чтобы червяк сцепился с зубчатым сектором и поднял его до замыкания контактов 10 реле. При токах I_р ≥ I_ср сумма моментов относительно оси вращения рамки, создаваемых силами F_эл и F_т, преодолевает противодействующий момент, создаваемый пружиной, рамка поворачивается и червяк входит в зацепление с зубчатым сектором. Надежное сцепление червячной передачи обеспечивается с помощью стальной пластинки 16, укрепленной на рамке и притягивающейся к магнитной системе под действием потоков рассеяния.

Наименьший ток, при котором происходит зацепление червяка с зубчатым сектором, называется током срабатывания индукционного элемента.

Вращающийся вместе с диском червяк поднимает зубчатый сектор вверх. Хвостовик сектора, в начальном положении свободно лежащий на упоре 11 устройства регулирования уставок времени индукционного элемента, доходит до рычага 12 якоря отсечки 13 и поворачивает его до тех пор, пока якорь не опрокинется и не приведет в действие контакты 10 и сигнальный элемент (на рис. не показан). Контакты 14, замыкающиеся рычагом зубчатого сектора, используются для сигнализации (только у реле РТ-82, РТ-84, РТ-86).

Время, через которое происходит замыкание контактов реле, зависит от начального положения зубчатого сектора и скорости вращения диска. Начальное положение зубчатого сектора может регулироваться перемещением движка 15 и связанного с ним упора 11, на котором лежит рычаг зубчатого сектора, вдоль шкалы уставок времени срабатывания. Скорость же вращения диска зависит от величины тока в обмотке реле. Чем больше ток, тем больше скорость вращения диска и тем меньше время срабатывания индукционного элемента. Ток срабатывания индукционного элемента регулируется изменением числа витков обмотки.

При больших токах в обмотке реле за счет насыщения магнитопровода рост потока и соответственно вращающего момента прекращается, поэтому время срабатывания реле при насыщении магнитопровода практически не изменяется (независимая часть характеристики срабатывания реле –см. рис. П 1.5). В целом характеристика срабатывания реле РТ-80, состоящая из зависимой и независимой частей (рис.П 3.3), называется ограниченно-зависимой. Независимая часть характеристики начинается примерно при 8-кратном токе срабатывания.

Электромагнитный элемент (отсечка) представляет собой токовое реле с поворотным якорем мгновенного действия. При токах, превышающих ток срабатывания отсечки, якорь 13 электромагнитного элемента практически мгновенно поворачивается по часовой стрелке, замыкая рычагом 12 главные контакты реле 10. Ток срабатывания отсечки регулируется винтом 17, меняющим воздушный зазор между якорем и магнитопроводом.

Технические данные реле РТ-81/2

1. Уставки тока срабатывания 2,0;2,5;3,0;3,5;4,0;4,5;5,0 А

2. Уставки времени срабатывания при I_р=10·I_ср 0,5÷4,0 с.

3. Кратность тока при срабатывании отсечки 2÷8

4. Погрешность тока срабатывания индукционного элемента по отношению к уставке не более ±5%, разброс тока срабатывания не превышает 5%.

5. Коэффициент возврата реле не менее 0,8.

6. Диапазон рабочих температур -20° ÷ +40° С.

П.1.4. Реле направления мощности серии РБМ

Индукционное реле направления мощности серии РБМ (РБМ-171, РБМ-271, РБМ-277, РБМ-178 ,РБМ-278 и др.) применяются в схемах направленных защит.

Четырехполюсная индукционная система реле (рис.П 1.6) имеет 4 одинаковых полюса, расположенных в одной плоскости и объединенных общим ярмом 1. Между цилиндрическим центральным сердечником 2 и полюсами находится равномерный кольцевой зазор , в котором расположен полый тонкостенный алюминиевый цилиндр-ротор 3. Реле имеет две обмотки, одна из которых – обмотка напряжения 4 – расположена на ярме, а другая – токовая 5 – на двух противоположных полюсах. На оси ротора укреплен подвижный контактный мостик 6, который при повороте ротора в сторону срабатывания замыкает неподвижные контакты ( на рис.П4.1 не показаны). Возврат реле в исходное положение происходит под действием спиральной пружины 7.

Вращающий момент на роторе индукционной системы определяется выражением:

Мвр = к Ф_i Ф_u sinφ (П1.1)

где Фi - поток, создаваемый токовой обмоткой реле;

Фu - поток, создаваемый обмоткой напряжения;

φ - угол сдвига между потоками.

На рис. Приведена упрощенная векторная диаграмма реле направления мощности. Из векторной диаграммы

φ = γ_u – φ_р = 90˚- α- φ_р (П1.2)

где φ_р – угол между током и напряжением, подведенными к реле;

γ_u – угол между напряжением Uр и током в обмотке напряжения (внутренний угол реле).

Заменяя в (П1.1) магнитные потоки Ф_i и Ф_u пропорциональными им током Iр и напряжением Uр, а угол φ равным ему углом 90˚- α- φ_р , получим

Мвр = к Uр Iр sin (90˚- α- φ_р) = к Uр Iр cos (φ_р + α) = к Sр (П1.3)

где Sр – мощность на зажимах реле.

Угол φ_р, при котором вращающий момент максимален, называется углом максимальной чувствительности реле φ_{р мч}. Из (П1.3.) следует, что

φ_{р мч} = - α = 90˚ - γ_u (П1.4)

Реле направления мощности срабатывает, если вращающий момент Мвр больше противодействующего момента Мпр , определяемого моментом пружины и сил трения

Мвр = к Uр Iр cos (φ_р + α) ≥ Мпр (П1.5)

При малом противодействующем моменте Мпр →0 условие сраба-тывания реле мощности приобретает вид

Мвр = к Uр Iр cos (φ_р + α) ≥ 0

или

cos (φ_р + α) ≥ 0,

что выполняется при

- 90˚- α ≤ φ_р ≤ 90˚- α (П1.6)

На рис. приведены зоны действия реле направления мощности, построенные по (П1.6). Реальное реле направления мощности имеет несколько уменьшенную зону срабатывания (по сравнению с приведенной на рис.) за счет Мвр не равного 0.

За счет неравномерности магнитного потока в воздушном зазоре, обусловленной несимметрией магнитных систем реле, возможно возникновение вращающего момента при подведении к реле только одной величины – Iр или напряжения Uр. Это явление называется «самоходом» реле. Реле, имеющие «самоход» от тока, может неправильно сработать при обратном направлении мощности (когда Sр < 0), если повреждение возникло вблизи шин и Uр=0. В реле с цилиндрическим ротором для устранения самохода на стальном сердечнике 2 предусмотрен срез, изменяя положение сердечника с помощью винта 8 можно устранить самоход.

Технические данные реле РБМ-177

1. Номинальный ток 5А, номинальное напряжение 100В.

2. Угол максимальной чувствительности 70±5˚

3. Минимальная мощность срабатывания при φр = φрмч 3ВА

4. Реле длительно выдерживает напряжение 1,1 Uном.

5. Коэффициент возврата реле не менее 0,9.

6. Диапазон рабочих температур -20ºС ÷ +40ºС.

П1.5. Реле промежуточное РП-252

В лабораторной работе изучается только один из многих типов промежуточных реле, используемых в схемах защиты и автоматики.

Промежуточное реле РП-252 предназначено для применения в цепях постоянного тока схем защиты и автоматики в тех случаях, когда требуется замедление при возврате.

Реле РП-252, как и большинство промежуточных реле других типов, выполнено электромагнитной системой с поворотным якорем, позволяющей создать большую электромагнитную силу при малом потреблении.

Электромагнит реле состоит из скобы 1 с приклепанным цилиндрическим сердечником 2 и якоря 3. Якорь крепится к скобе при помощи угольника 4, ход якоря регулируется винтами 5 и 6. На сердечнике со стороны затвора расположена обмотка 7 на пластмассовом каркасе. Ближе к цоколю размещены медные демпфирующие шайбы 8, создающие замедление реле как при срабатывании, так и при возврате. При расположении медных шайб со стороны цоколя замедление при возврате будет больше, чем замедление при срабатывании. Подвижные контакты 9 смонтированы на траверсе 10, на передний конец которой непосредственно воздействует якорь электромагнита. При срабатывании реле подвижные контакты замыкают (или размыкают) неподвижные контакты 11. Возврат траверсы в исходное положение при возврате якоря реле осуществляется с помощью возвратной пружины 12. Реле выпускается с пятью замыкающими контактами. Перестановкой контактных пружин 13 некоторые контакты из замыкающих можно превратить в размыкающие.

Технические данные реле РП-252

1. Номинальное напряжение 24, 28, 110 или 220 В.

2. Напряжение срабатывания реле не превышает 70% U_ном, напряжение возврата не менее 5% U_ном.

3. Время возврата при номинальном напряжении может регулироваться изменением числа демпфирующих шайб в пределах от 0,5 до 1,4 с.

4. Время срабатывания реле при номинальном напряжении ~ 0,25 с.

5. Обмотка реле длительно выдерживает напряжение 110% U_ном.

6. Диапазон рабочих температур -20ºC ÷ +40ºC.

П1.6. Реле времени ЭВ-100

Реле времени серии ЭВ-100 применяются в схемах релейной защиты и автоматики на оперативном постоянном токе для создания регулируемой с заданной точностью выдержки времени при срабатывании и обеспечения определенной последовательности работы элементов схемы. Выдержка времени создается часовыми механизмами серии 210ЧП, специально разработанными для этой цели.

Устройство реле схематически показано на рис.П1.11.

Электромагнит реле состоит из магнитопровода 1, катушки 2 и втягивающегося цилиндрического якоря 3. На верхнем конце якоря укреплен рычаг 4 с пластмассовым толкателем 5, воздействующим на мгновенные контакты 6 (контакты без выдержки времени). При отсутствии напряжения на катушке реле якорь под действием возвратной пружины 7 поднимает вверх до упора заводной рычаг 8 часового механизма 9, при этом растягивается рабочая пружина часового механизма и подвижные контакты 10 (замыкающиеся при срабатывании реле с выдержкой времени), соединенные рычагом 11 с выходным валом часового механизма, устанавливаются в начальное положение.

При подаче напряжения на катушку реле якорь электромагнита втягивается, приводит в действие мгновенные контакты и освобождает заводной рычаг часового механизма. Под действием заведенной рабочей пружины выходной вал часового механизма вместе с подвижными контактами поворачивается и через заданное время замыкает неподвижные контакты 12. Изменение установок времени осуществляется перемещением неподвижных контактов по шкале установок 13.

Реле серии ЭВ-100 выпускаются 12 различных исполнений, отличающихся диапазоном регулирования выдержки времени, длительной или кратковременной термической стойкостью и наличием или отсутствием проскальзывающего контакта.

Технические данные реле времени ЭВ-132

1. Диапазон установок 0,5 – 9,0 с.

2. Контакты :

c выдержкой времени – конечный и проскальзывающий;

мгновенный – переключающий.

3. Номинальное напряжение 24, 48, 110 или 220 В.

4. Напряжение срабатывания реле не более 70% U_ном.

Напряжение возврата не менее 5% U_ном.

5. Разброс времени срабатывания на любой установке не более 0,25 с.

6. Диапазон рабочих температур -30⁰ ÷ 40⁰ С.

П.1.7 Реле указательное РУ-21

Указательное реле (блинкер) Ру-21 применяется в цепях постоянного тока схем защиты и автоматики, что облегчает последующий анализ их действий. Общий вид реле приведён на рис.П1.10.

Электромагнит реле состоит из скобы 1, укреплённой на цоколе 2, сердечника с катушкой 3 и якоря 4. К скобе электромагнита крепится скоба контактно-указательного устройства 5, на которой смонтированы колодка неподвижных контактов 6, пластмассовый барабан 7 и устройство возврата барабана в начальное положение. На пластмассовом барабане укреплены зуб защёлки 8, контактные мостики 9 и указательный диск с грузом 10, на указательном диске чёрной эмалью нанесены 3 сектора. В передней стенке скобы 5 скобы 5 сделаны три секторных выреза, с которыми в начальном положении реле совпадают чёрные секторы на указательном диске.

При втягивании якоря электромагнита освобождается зуб защёлки 9 барабана. Под действием груза на указательном диске барабан вместе с диском поворачивается, контактные мостики замыкают (или размыкают) неподвижные контакты, а в вырезах передней стенки скобы 5 появляются светлые секторы указательного диска. После снятия тока барабан возвращается в исходное положение только вручную с помощью возвратного устройства F, состоящего из планки 11, возвратной пружины 12 и рычага, смонтированного на кожухе реле.

Реле РУ-21 выпускаются на различные номинальные токи (от 0,01А до 4А) и номинальные напряжения (12, 24, 48, 110 или 220В)

Технические данные реле РУ-21/220

1. Номинальное напряжение 220 .

2. Напряжение срабатывания не превышает 70% Uном.

3. Катушка реле длительно выдерживает 110% Uном.

4. Диапазон рабочих температур от -20˚до +40˚С.

-15-