Лабораторнаробота№2 дослідження електромагнітних реле напруги, струму,часута проміжних

(Частина1-релеструмуРТ-40)

Метароботи.Дослідженняелектромеханічнихтастатичнихрелеструму та напруги, вивчення принципу їх дії, практичне визначення основниххарактеристикреле,знайомствозметодаминалагодженнятасхемамиувімкненняреле,визначення причинперевагстатичнихреле.

Теоретичнівідомості

Релеструму(напруги)використовуютьсязметоюпорівнянняпоточногозначенняструму(напруги)ззаданимзначенням(уставкою,параметромспрацювання).ВРЗіАрелеструмуінапругизастосовуютьсяввимірювальних(реагуючих,пускових)органах.

Основнимпризначеннямрелемаксимального струму (незалежно відпринципу дії) є порівняння величиниструму,щопротікаєчерезйоговхіднийланцюг,іззаданоювеличиноюпараметраспрацьовування (уставкою)і його спрацювання при перевищенніструмомцієїуставки.

КонструкціяелектромагнітногорелеструмутипуРТ-40наведенанарис.2.1.ВрелевикористовуєтьсяП-подібна шихтована магнітна система зпоперечним рухом якоря. На полюсахмагнітопроводу7розташованідвісекції струмової обмотки 9, початки такінціякихвиведенінацокольреле.

Рис.2.1–Електромагнітнереле

струмутипуРТ-40

Секції можна з'єднати між собою послідовно або паралельно. Рухомасистема реле складається з Г-подібного сталевого якоря6, рухомого контакту2і механічного гасника вібрації1. Протидіючий момент створює пружина5,яка одним кінцем зв’язана з віссю рухомої системи, а другим - з покажчикомуставки4.

Змінний струмi=I_m·sin(ωt), що проходить пообмотціреле, створюємагнітнийпотік.Потікпроходитькрізьякір,завдякичомувиникає

електромагнітнасилаF_Е,якапрагнепритягнутиякірдополюсів^{електромагніта:}Fk²I²sin²tk²I²k²I²cos2t

^{E m m m} . (2.1)

ПоворотуякоряперешкоджаєпротидіючасилаF_Ппружини5.Якщоелектромагнітний момент менше моменту протидіїМ_E<М_П, то якір релезалишається в вихідному стані. У разі збільшення струму електромагнітниймоментМ_Eзростає.ЯкщоелектромагнітниймоментМ_E>М_П,тоякірповертається,релеспрацьовує.Контактрелезамикається. Шкала, поякійпересувається покажчик уставки 4, проградуйована таким чином, щоб якірпочинав повертатись при збіжності цифри на шкалі із значенням струму вобмотці реле. Момент протидіїМ_Побумовлений силами пружиниF_Пі тертяF_Т.

Мінімальне значення струму, при якому реле замикає свої контакти(замикаючі),називаютьструмомспрацьовуваннярелеI_СП.Призниженніструмуякіртаконтактиповертаютьсявпочатковийстан.Прицьомунайбільшезначенняструму,приякомурелерозмикаєсвоїконтакти(замикаючі) іякір повертаєтьсяувихідне положення, називають струмомповерненнярелеI_П.

Відношення струму повернення до струму спрацьовування називаютькоефіцієнтомповерненняреле

k_п= I_П/ I_СП.

Уреле,щореагуютьназростанняструму,коефіцієнтповерненняменшеодиниці.УрелеРТ-40коефіцієнтповиненбутинеменше0,8.Плавнерегулюванняструмуспрацюванняздійснюєтьсязміноюнатягупружиниповоротомпокажчикауставки4.Припереміщенніпокажчикауставкизашкалоюзпочатковогоположеннявкінцевеструмспрацьовуваннязбільшуєтьсявдварази.Шкалапроградуйованавамперахдлясхемипослідовногоз’єднаннясекційобмотки.Перемиканнямсекційобмоткизпослідовногонапаралельнез'єднанняпризводитьдозростаннязначенняуставокструмуспрацюваннявдварази.Цеобумовленозміноюмагніторушійної сили вдварази.

I

I

Звиразу(2.1)видно,щотяжінняякоряобумовленедвомаскладовими:

постійноюскладовоюF

пост

=k²·

2

^mтазнакозмінноюf

змін

=k2·

2

^m·cos(2ωt).

Знакозмінне зусилля викликає вібрацію якоря і пов'язаної з ним контактноїсистеми.ДлязменшеннявібраціїврелеРТ-40передбаченоспільнийхідрухомого і нерухомого контактів і спеціальний пристрій – гасник вібрації1,щоявляєсобоюбарабанчик,наповненийдрібнимкварцовимпіском.

Основніпараметриреле

1. РелемаксимальногострумусеріїРТ-40.

Релевиконуєтьсядлякілзмінногоструму50-60Гц.Похибкареленеперевищує±5%притемпературінавколишнього повітря+20°С.

Коефіцієнт повернення реле не менший 0,85 на першій уставці та неменший0,8 нарешті.

Час спрацювання не перевищує 0,1 сек. при струмі 1,2 Іуст та 0,03 сек.приструмі3І_уст.

Розривнапотужністьконтактівпринапрузідо250Віструмідо2А–60Втвколізмінногоструму,та300ВАвколізмінногоструму.Тривалоприпустимийструм2А.

Програмароботи

1. Ознайомитисьзконструкцієюрелеструмутанапруги.Звернутиувагунапараметриобмоток,контактнусистему,кількістьвиводіввідсекційобмоткиіконтактів,записатипаспортнідані,зазначенінащитку,інакреслитисхемивнутрішніхз'єднаньреле.

2. ВизначитиструмиспрацьовуванняI_сп,поверненняI_пікоефіцієнтповерненняk_пдлявсіхуставокзашкалоюреледляпослідовногоіпаралельногоз'єднаннясекційобмоткирелеРТ-40.

3. Визначитичасспрацюваннярелеструмуприрізнійкратностіструму.

4. Визначити напругу спрацьовуванняU_ср, поверненняU_ві коефіцієнтповерненняk_вреленапругидля всіхуставок зашкалою.

Перевіркареле(захистів)позмінномуструму

1. Підключити обмотку реле (струмові кола перевіреного захисту) задопомогоюкабелюдозатискачівпоєднанняАВ(впершомувипадкувибірфаз,щоживлятьрелепроводитиперемикачем“SA18”) блоку ФМ5000.

2. Підключитиконтактиреледозатискачів“ОТКЛs”блокуФР5000.

3. Встановити перемикачі у положення:“SA7”-«~I»;

“SA6”-«~I»;

“SA9”-«115V»;

“SA20”-«ПРЯМО»;

“SA18”-“АВ”

“SA10”-«0»;

“SA16”,“SA17”,“SA19”- відповідно до необхідного струму;штепсель“SA15”-відповіднодообраногозначенняструму.

4. Включити “SA10”, переключити тумблер “SA8” в положення «СРАБАТ» вблоці ФР5000. Плавну зміну струму в реле здійснюється регулятором «TV1»,ступеневу-перемикачем“SA9”.

5. Передпереключанням“SA9”ручку«TV1»повернутипротигодинникової

стрілкидоупорута“SA8”переключитивположення«ВОЗВРАТ».

6. Після закінчення необхідних регулювань:перевести регулятор «TV1» в початкове;перевести “SA9” в положення «115 V»;вернути “SA9” в положення «ВОЗВРАТ»;відключити“SA10”.

СпрацюваннярелезачасомздійснюєтьсясекундоміромблокуФР5000,перемикач“SA2”дозволяєперемикативимірюваннячасу“С3”контактівабоіндикаціюспрацьовуванняналампочку“HL3”.

Порядоквиконанняроботи

1. Зібрати схему випробування реле максимального струму типу РТ-40(рис. 2.2). Ручку регулювання струму релеІ_Рна регулюючому блоці ФР5000встановитиукрайнєположенняпротиходу годинниковоїстрілки.

ПристрійЭУ5001

Рис.2.2-СхемавипробуваннярелеструмуРТ-40.

2. ВстановитинашкалірелемінімальнезначенняструмууставкиI_у.

3. Ввімкнути живлення установки ЭУ 5001. Плавно збільшувати струмручкоюІ_Рдозагоряннясвітлодіоду,якийпідключенодоконтактуреле.Струм,що протікає при цьому через обмотку реле, є струмом спрацьовуванняI_спприданійуставціI_у.

4. Дещо збільшити струм в реле, починають плавно його знижувати дозгасаннясвітлодіодуіповерненняконтактівувихіднийстан.Струм,що

протікає при цьому через реле, є струмом поверненняI_п. Повторивши досліддвічі, встановити нове значенняI_уі продовжити випробування для уставок докінцяшкали.Повторитидослідженнядляпаралельногоз’єднаннясекційобмоткиреле.

Отриманірезультатизаписуютьвтаблицю2.1.

Таблиця2.1

Результативипробуваннярелеструму

З'єднаннянапівобмоток	Іу,А	Ісп, А			Іп, А			kп	ΔІсп
		Вимірювання		Середнєзначення	Вимірювання		Середнєзначення
		1-е	2-е		1-е	2-е
послідовно
паралельно

Зарезультатамидослідженьнеобхіднообчислити:

• коефіцієнтповерненняреле:k_п=I_п/I_сп;

• похибкуΔI_сп=(I_сп-I_у)100%/I_у.

Зарезультатамидослідженьнеобхіднопобудуватиграфіки:

• залежностіструмуспрацюваннявідзначенняуставкиI_сп=f(I_у);

• залежністьструмуповернення відзначенняуставкиI_п=f(I_y);

• залежністькоефіцієнтаповерненнявідзначенняуставкиk_в=f(I_y).

5. Зняттязалежностічасуспрацюваннярелевідкратностіструмувиконуютьзасхемою,показанійнарис.2.2,уякійконтактрелевключаютьдлякеруваннясекундоміромблокуФР5000.

За завданням викладача для зняття залежності часу спрацювання релевідкратностіструмуt_сп=f(k)можебутивикористаноелектроннийсекундомір-таймер,або вимірюваччасовихпараметріврелеФ738.

Часомспрацьовуваннярелеt_спназиваютьпроміжокчасузмоментуподачінарелеструму,рівногоабобільшогоI_ср,домоментузамиканняконтактів.ЧасспрацьовуваннявизначаєтьсядлядекількохзначеньI_у(зазавданням викладача) при різних значеннях кратності струмуk=I_р/I_сп, яківизначаютьсяяквідношенняструмувреледострумуспрацьовуванняірівних1,1;1,5;2.Результати вимірювань заносятьвтаблицю2.2.

Таблиця 2.2ЗалежністьчасуспрацьовуваннярелеРТ-40відзначеннякратності струму

Iр,А	Iсп,А	k	tсп,с
			Вимірювання
			1-е	2-е	Середнє значення

Зарезультатамидослідженьбудуютьзалежністьt_сп=f(k)приI_у=const.

Контрольніпитання