Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. Ч.1. Учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных работ для студентов очной и заочной
.pdf
11
Рисунок 1.5 – Общий вид электромагнитного реле РТ-40
Якорь реле удерживается в начальном положении с помощью противодействующей спиральной пружины 4, один конец которой связан с якорем, а другой
с указателем уставки 5. При повороте указателя уставки изменяется противодействующий момент пружины и соответственно ток срабатывания реле. Необходимое положение указателя уставки определяется по делениям, нанесенным на
шкале 6. Жесткость противодействующей пружины 1,0 Н*мм/90 о, при повороте
указателя от минимальной уставки до максимальной (угол поворота около 90 о)
момент противодействующей пружины увеличивается в 4 раза (пропорционально квадрату тока).
К якорю прикреплены опорная скоба и пластмассовая колодка с двумя подвижными мостиковыми контактами из серебра. К верхней части скобы приклепан полый барабанчик 7 с радиальными перегородками внутри, полость барабанчика заполнена хорошо просушенным кварцевым песком. Барабанчик является
гасителем колебаний (вибраций) подвижной системы. Между барабанчиком и
опорной скобой помещена шайба с узким центральным отверстием (соответствующее отверстие имеется и в скобе) и бронзовая пластина 8, служащая опорной
плоскостью для подвески подвижной системы реле.
Подвижная система в верхней части опирается бронзовой пластинкой на
штифт из нержавеющей стали со сферическим концом, укрепленный на вкладыше 9 на рамке-основании 10 и проходящий через отверстия в опорной скобе и
шайбе. В нижней части перемещение оси подвижной системы в горизонтальной
плоскости ограничивается таким же штифтом, проходящим через отверстие в
нижней изогнутой части опорной скобы. Сама скоба ограничивает смещение подвижной системы вверх.
На сердечнике расположены две катушки, концы которых выведены на зажимы цоколя реле. Перестановкой перемычек на этих зажимах можно осуществлять параллельное и последовательное соединение катушек реле и соответственно изменять величину уставок в два раза. Цифры, нанесенные на шкале,
соответствуют последовательному соединению обмоток. Схема внутренних соединений реле приведена на рисунке 1.6.
12
Реле РТ–40. Ток срабатывания регулируется плавно изменением натяжения пружины. Обмотка реле состоит из двух катушек, что позволяет путем параллельного и последовательного включений изменять пределы регулирования
тока срабатывания. При последовательном соединении число витков возрастает,
увеличивается точность, диапазон уменьшается в 2 раза.
6
8
12
4
9
7
5
10
Рисунок 1.6 - Схема внутренних соединений реле тока
6
8
12
4
9
7
5
10
Рисунок 1.7- Положение перемычки
при последовательном соединении катушек
6
8
12
4
9
7
5
10
Рисунок 1.8 - Положение перемычек
при параллельном соединении катушек
13
Реле имеет один замыкающий и один размыкающий контакт. Для более
четкой работы контактов подвижные контакты выполнены свободно поворачивающимися. Неподвижные контакты приварены к плоским бронзовым пружинам, перемещение которых ограничивается гибкими наружными и жесткими
внутренними пружинами.
Погрешность тока срабатывания реле по отношению к уставке не превышает ± 5 %, разброс тока срабатывания не более 4 % на любой уставке.
Коэффициент возврата реле не ниже 0,85 на первой уставке k
возв
= I
возв
/ Iср
и не ниже 0,8 на остальных, за исключением реле РТ-40/50 и РТ-40/100, у которых коэффициент возврата не ниже 0,7 на всех уставках.
Время срабатывания реле не более 0,1 с при токе, равном 1,2 I
сраб
, и не бо-
лее 0,03 с – при токе 3,0 Iср.
Время возврата реле при скачкообразном уменьшении тока в обмотках
реле 1,2 – 20-кратного значения тока срабатывания до 0,7 Iср (у реле РТ-40/50 и
РТ- 40/100 – до 0,6 Iср) не более 0,035 с контакты реле средней мощности.
Структура условного обозначения: РТ 40/ХХ Х4
РТ реле тока;
40 номер разработки;
ХХ - ток максимальной уставки, А: 0,2; 0,6; 2; 6; 10; 20; 50; 100; 200;
Х4 - климатическое исполнение и категория размещения.
Основные технические характеристики
Номинальная частота -50 Гц
Количество замыкающих контактов-1
Количество размыкающих контактов-1
Класс точности-5
Коэффициент возврата, не менее:
на минимальной уставке шкалы-0,85
на остальных уставках шкалы-0,8
Длительно допустимый ток на обмотках катушек, 1,1 Iн А
Реле напряжения
По конструкции реле напряжения аналогичны токовым, могут подклю-
чатся с трансформаторам напряжения.
Основное принципиальное отличие реле напряжения от токовых реле за-
ключается в выполнении обмоток, которые у реле напряжения включаются не
последовательно (как в реле РТ), а на междуфазное или фазное напряжение сети
(параллельное включение).
Реле напряжения -это устройство осуществляющее непрерывный контроль
величины напряжения электросети с целью обеспечения отключения нагрузки
либо включения сигнализации в случае выхода значения напряжения за установленные пределы.
Назначение реле напряжения заключается в защите электрооборудования
от перепадов напряжения сети которые могут возникнуть в следствие различных
14
факторов таких как обрыв нуля, перекос фаз и т.д.
Когда в энергосети присутствует превышение номинального уровня напря-
жения, называют перенапряжением. Его способны вызвать следующие причины:
- разряд молнии;
- работы на оборудовании сети электропитания;
- ошибки подключения;
- отключение мощных потребителей энергии.
Повышенное напряжение может вывести из строя чувствительную аппара-
туру. Самый простой способ борьбы с такой проблемой – это отключение питания, что реле делает автоматически при обнаружении серьезных отклонений от
нормы.
Пониженное напряжения также представляет собой угрозу. Она может воз-
никнуть:
- из-за перегрузки сети;
- аварий;
- неисправностей в энергосистеме.
При недостаточном показателе напряжения оборудование может работать
неправильно и тоже может выйти из строя. Особенно опасно низкое напряжение
для электродвигателей, которые могут терять мощность, перегреваться, шуметь
и вибрировать. Все это приводит к повышенному износу и поломкам.
По конструкции реле напряжения аналогичны токовым, подключаются к
трансформаторам напряжения.
Реле применяется в схемах релейной защиты и автоматики энергетических
систем в качестве измерительных органов, реагирующих на повышение напряжения (РН-53, РН-153) Работает оно следующим образом: при превышении заданного уровня напряжения на входе, реле переключает контакты и отключает
потребитель от источника питания, и понижение напряжения (РН-54, РН-154)
при снижении магнитное поле ослабевает контакты размыкаются и отключают
потребитель, а также контроля изоляции цепей постоянного тока напряжением
до 220 В (РН-51).
На рисунке 1.9 приведена схема внутренних соединений реле напряжений
реле напряжения РН-53.
Обмотка реле, состоящая из двух секций, соединенных между собой по-
следовательно, подключается к контролируемой цепи через выпрямительный
мост и добавочные резисторы R1 и R2.
Для изменения предела регулирования напряжения срабатывания в схеме
реле РН-50 предусмотрены два добавочных резистора R1, R2. Реле имеет два
диапазона уставок. В диапазоне меньших уставок, указанных на шкале, реле подключается к контролируемой цепи зажимами 8 и 12 через добавочный резистор
R1, при подключении реле зажимами 6 и 12 -через два последовательно включенных резистора R1 и R2; напряжение срабатывания реле увеличивается в 2
раза, соответственно в 2 раза увеличиваются уставки на шкале.
15
6
8
12
R1
R2
11
9
7
5
Рисунок 1.9 - Схема внутренних соединений реле напряжения
Структура условного обозначения ХРН Х5Х/ХХХ Х4
Х - наличие цифры 1 означает реле в унифицированной оболочке;
РН - реле напряжения;
Х - наличие цифры 1 означает реле в унифицированной оболочке;
5 - номер разработки;
Х - назначение реле:
1 или 3 - реле максимального напряжения;
4 - реле минимального напряжения;
ХХ - напряжение максимальной уставки: 1,4; 6,4; 32; 48;60; 160; 200; 320;
400 В;
Х - наличие буквы Д - отличительный индекс;
Х4 - климатическое исполнение и категория размещения.
Коэффициент возврата реле k
возв
= U
возв
/ Uср 1,25. Время замыкания замы-
кающего контакта не более 0,15 с при снижении напряжения до 0,8 U
сз
и не более
0,1 с при снижении напряжения до 0,5 Uсз. Время размыкания размыкющего контакта при сбросе напряжения от 1,1 Uном до 0,8 Uсз не более 0,05 с.
К основным характеристикам РН относится рабочее напряжение, количе-
ство подключаемых фаз и максимальная пропускная мощность.
Диапазон рабочих температур окружающего воздуха:
от - 20° С до + 55° С для реле типа РН-51;
от - 40° С до + 55° С для реле типов РН-53, РН-54, РН-153, РН-154.
Оборудование и материалы
1. Плакаты
2. Макеты реле.
3. Образцы реле тока и напряжения
4. Мультиметр DT 700D.
5. Мегомметр МЕГЕОН 13100.
6. Вспомогательные материалы.
16
Программа работы
1. Изучить технику безопасности при выполнении работ.
2. Изучить литературу по теме работы.
3. Законспектировать основные положения методических указаний. Озна-
комиться с работой и подготовить бланк для выполнения отчета.
4. Записать расшифровку маркировки реле предложенных преподавателем.
5. Ознакомиться с технической характеристикой каждого типа реле и их
разновидностями.
6. Изучить способы регулирования уставок, произвести проверку шкал
реле тока и напряжения
7. Оформить отчёт.
8. Сделать выводы по работе.
9. Ответы на контрольные вопросы.
Методика выполненья работы
1. Изучить назначение, конструкцию и номинальные параметры электро-
механического реле тока.
2. Указать назначение реле тока, в каких релейных защитах применяется,
каким органом в этих защитах является.
3. Привести схему внутренних соединений реле.
4. В таблице 1.1 указать характеристики изучаемого реле тока.
Таблица 1.1 - Характеристики реле тока
Марка
реле
тока
Число
обмоток
Количество
контактов
замыкающихся
Количество
контактов
размыкающихся
Уставка
по току
минимальная
Уставок
по току
максимальная
5. Привести расшифровку полной маркировки реле тока.
6. Изучить назначение, конструкцию и номинальные параметры электро-
механического реле напряжения.
7. Указать назначение реле напряжения, в каких релейных защитах приме-
няется, каким органом в этих защитах является.
8. Привести схему внутренних соединений реле.
9. В таблице 1.2 указать характеристики изучаемого реле напряжения.
Таблица 1.2 - Характеристики реле напряжения
Марка реле
напряжения
Число
обмоток
Количество
контактов
замыкающихся
Количество
контактов
размыкающихся
Уставка
по току
минимальная
Уставок
по току
максимальная
10. Привести расшифровку полной маркировки реле напряжения.
11. Оформить отчет о проделанной работе.
17
12. Ответив на контрольные вопросы
13. Защитить лабораторную работу
Содержание отчета
1. Название и цель работы.
2. Используемые материалы и инструменты.
3. Краткий конспект теоретических сведений.
4. Назначение изученных реле.
5. Эскизы изученных реле с указанием основных элементов.
6. Таблицы с характеристиками реле.
7. Выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Каково конструктивное отличие реле тока от реле напряжения?
2. Классификация электромагнитных реле.
3. Как регулируется ток срабатывания у реле типа РТ -40?
4. Общее понятие о релейных устройствах. Область их применения в авто-
матических системах.
5. Какими способами регулируется напряжение срабатывания у реле типа
РН -50?
6. Принцип действия электромагнитных реле различного типа (нейтраль-
ных, поляризованных).
7. Что такое статическая характеристика электромагнитных реле?
8. Дать определение основных параметров электромагнитных реле.
Лабораторная работа № 2
Изучение конструкции реле времени,
промежуточного и указательного реле
Цель работы
Изучить устройство, принцип действия электромагнитных времени, про-
межуточного и указательного реле.
Реле времени
В схемах защиты и автоматики в большинстве случаев требуется создание
выдержки времени между срабатываниями двух и более аппаратов, для этого
применяют электрические «реле времени».
К реле времени предъявляются следующие требования:
- стабильность выдержки времени при колебаниях величины и частоты
напряжения, температуры, воздействии других внешних факторов;
- малые потребляемая мощность, масса и габариты.
Для схем автоматического управления электроприводами при высокой ча-
стоте включений необходимо реле с высокой механической износостойкостью -
18
до (5…10)106 срабатываний, с выдержкой времени 0,25…10 с. К ним предъявляются требования высокой стабильности выдержки времени.
Реле для защиты должны иметь большую точность выдержки времени. Из-
носостойкость реле времени защиты (5…10) 103 срабатываний. Выдержки времени таких реле составляют 0,1…20 с.
Для автоматизации процессов нужны реле с большой выдержкой времени -
от нескольких минут до нескольких часов. В настоящее время применяются полупроводниковые реле, удовлетворяющие высокие требования. Условное графическое обозначение катушек реле времени такое же, как и у реле тока и напряжения.
Условные графические обозначения контактов реле времени рисунок 2.1.
а)
б)
в)
Рисунок 2.1 - Условные графические обозначения контактов реле времени:
а) контакты с замедлителем, при срабатывании; б) контакты с замедлителем,
при возврате; в) контакты с замедлителем, при срабатывании и возврате
При подаче напряжения питания на управляющую обмотку и нарастании
создаваемого ею магнитного потока в короткозамкнутой обмотке наводится
ЭДС, под действием которой по обмотке начинает протекать ток такого направления, при котором магнитный поток короткозамкнутой обмотки направлен
навстречу потоку управляющей обмотка. В результате этого скорость нарастания потока в электромагните уменьшается, и время трогания якоря увеличивается. Магнитный поток нарастает по экспоненциальному закону с постоянного
времени равной сумме постоянных времени двух обмоток: управляющей и короткозамкнутой.
где R1, R2, L1, L2 - активные сопротивления и индуктивности управляю-
щей и короткозамкнутой обмоток. Поскольку индуктивность обмотки прямо
пропорциональна магнитной проводимости воздушного зазора между якорем и
сердечником электромагнита, значение которой невелико при отпущенном
якоре, замедление срабатывания реле получается небольшим (доли секунды).
19
При отключении обмотки реле от источника питания начинается уменьше-
ние магнитного потока в электромагните. В короткозамкнутой обмотке также
наводится ЭДС, и возникает ток, затягивающий уменьшение потока в системе.
Замедленное спадание потока создает задержку на отпускание. Поскольку при
притянутом якоре воздушный зазор в электромагните во много раз меньше, чем
при отпущенном, постоянные времени T1, T2 при уменьшении потока много
больше, чем при его нарастании, и время отпускания может достигать 10 с.
Обычно электромагнитные реле времени включают в схему таким образом,
чтобы использовать задержку при отпускании якоря.
Выдержка времени на отпускание при прочих равных условиях определя-
ется начальным значением магнитного потока в электромагните. Если магнитная
система при номинальном напряжении не насыщена (участок левее точки а на
рисунке 2.2), то начальное значение потока, а значит и выдержка времени сильно
зависят от величины питающего напряжения. С целью уменьшения этой зависимости в электромагнитных реле времени магнитопровод выполняют сильно
насыщенным (рабочая точка выбирается правее точки а на рисунке 2.3), что позволяет получать стабильные выдержки времени при отклонении питающего
напряжения до 50% от номинального значения.
Рисунок 2.2 - Кривая намагничивания магнитопровода реле
Для стабильности выдержки времени при отпускании, необходимо, чтобы
длительность приложения напряжения к управляющей обмотке была достаточной для достижения потоком установившегося значения. Это время называется
временем подготовки или зарядки реле. Если длительность приложения напряжения меньше времени подготовки, то выдержка времени уменьшается.
На выдержку времени электромагнитных реле большое влияние оказывает
температура короткозамкнутой обмотки. В среднем можно считать, что изменение температуры на 10° С ведет к изменению времени выдержки на 4%. Зависимость выдержки времени от температуры является одним из основных недостатков электромагнитных реле времени.
Выдержку времени электромагнитного реле можно регулировать, изме-
няя жесткость возвратной пружины или изменяя величину конечного воздушного зазора.
Промышленностью выпускаются реле времени с электромагнитным за-
медлением и выдержкой времени 0,3–5,5 с (например, реле РЭВ811…РЭВ818).
20
Реле изготавливаются с катушками на напряжение постоянного тока 12, 24, 48,
110 и 220 В. Пример конструктивного исполнения электромагнитного реле времени показан на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Электромагнитное реле времени РЭВ–813
Схемы электрические внутренних соединений реле времени РЭВ811-
РЭВ814, РЭВ811Т-РЭВ814Т, РЭВ881, РЭВ882 рисунок 2.4
А
17
В
18
25
26
Рисунок 2.4 - Схема внутренних соединений реле времени
РЭВ811-РЭВ814, РЭВ811Т-РЭВ814Т, РЭВ881, РЭВ882
Схемы электрические внутренних соединений реле времени РЭВ821,
РЭВ822, РЭВ830 изображена на рисунке2.5
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]