Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрические и электронные аппараты. Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных и практических работ для студентов направлений подготовки
.pdf
41
Таблица4.1 - Результаты опыта
Значение то-
ка уставки
Значение тока нагрузки,
при котором срабатывает автомат
Контрольные вопросы
1. Назначение воздушных выключателей.
2. Понятие о времени срабатывания автомата.
3. Основные узлы автоматов и их назначение.
4. Функции и виды расцепителей.
5. Принцип гашения дуги в автомате.
6. Вид характеристики теплового расцепителя.
7. Основные параметры воздушных выключателей.
42
Лабораторная работа №5
Исследование реле максимального тока
Цель работы.
Ознакомиться с конструкциями электромагнитного реле максимального тока.
Произвести проверку и снятие основных характеристик реле максимального тока.
Основные теоретические сведения.
Плавкие предохранители (лабораторная работа №1) - простые, но не совершенные аппараты защиты. Изменение уставки срабатывания возможно
только ступенчатое путем замены патронов, а регулирование времени срабатывания вообще невозможно. В этом отношении более совершенным аппаратом
токовой защиты электрических приемников и цепей являются максимальные
токовые реле.
Максимальным токовым реле называют реле, реагирующее на увеличение тока в защищаемой цепи. С помощью таких реле осуществляются максимальные токовые защиты, отключающие электроустановки при сверхтоках,
возникающих при перегрузках и коротких замыканиях.
Общие сведения
Реле тока серий РТ-40 применяются в схемах релейной защиты и автоматики энергетических систем в качестве органа, реагирующего на повышение тока.
Структура условного обозначения
РТ - X 40 / XX - X4
РТ – Реле тока;
X – Наличие цифры 1 обозначает реле в унифицированной оболочке;
0 – Номер разработки;
XX – Ток максимальной уставки, А, (0.2, 0.6, 2, 6, 10, 20, 50, 100, 200);
X4 – Климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения (4).
Таблица 5.1 - Технические характеристики
Тип реле
Пределы
установки на
ток срабаты-
вание реле, А
Потребляемая
мощность В·А,
при токе мин.
установки
Номинальный ток, А
соединение катушек
последовательное
параллельное
РТ-40/0.2, РТ-140/0.2
0,05…0,2
0,2
0.4
1
РТ-40/0.6, РТ-140/0.6
0,15…0,6
1.6
2.5
РТ-40/2, РТ-140/2
0,5…2
2.5
6.3
РТ-40/6, РТ-140/6
1,5…6
0,5
10
16
РТ-40/10, РТ-140/10
2,5…10
16
РТ-40/20, РТ-140/20
5…20
РТ-40/50, РТ-140/50
12,5…50
0.8
РТ-40/100, РТ-140/100
25…100
1.8
РТ-40/200, РТ-140/200
50…200
8
43
Таблица 5.1.1 - Технические характеристики установки по току
Обозначение
максимальной
установки
по току
Диапазон
установки
по току, А
Соединение обмоток
Потребляемая
мощность
при токе
минимальной
установки
не более, В·А
последовательное
параллельное
Iср., А
Iном., А
Iср., А
Iном., А
0,6
0,15-0,6
0,15-0,3
0,3
0,3-0,6
0,6
2
0,2
0,5-2
0.5-1
1
1-2 2 2
6
1,5-6
1,5-3
3
3-6 6 2
10
2,5-10
2,5-5
5
5-10
10
2
20
5-20
5-10
10
10-20
16
2
60
15-60
15-30
16
30-60
16 3 100
25-100
25-50
16
50-100
16
5,5
200
500-200
50-100
16
100-200
16
10
Рисунок 5.1 - Схема электрическая принципиальная реле тока серии РТ-40
Рисунок 5.2 - Схема электрическая принципиальная защита электродвигателя
44
Устройство одного из видов реле максимального тока представлено на
рисунке 5.3.
Рисунок 5.3
Катушку 1 включают последовательно в контролируемую цепь с током
нагрузки 1н. Когда этот ток достигает величины заданного тока срабатывания,
при котором электромагнитная сила в зазоре становится выше противодействующей силы пружины 12, якорь 3 притягивается к полюсному наконечнику
2. Происходит размыкание контактов 10 и 11 и замыкание контактов 6-7. Подвижные контакты 7 и 10 закреплены на якоре 3 с помощью пластмассовых колодок 9. Сила нажатия в контактах создается пружинами 8.
Ток срабатывания электромагнитного реле можно регулировать изменением числа витков катушки 1. Силу натяжения возвратной пружины 12 изменяют с помощью гайки 5 и рабочего воздушного зазора, который устанавливают с помощью винта 4. Диапазон регулирования тока срабатывания таких реле
достигает четырех и настраивается бесступенчато, что весьма важно для достижения высокой точности работы. Время срабатывания электромагнитного
токового реле обычно не превышает 0,03с при Iн = 2,0Iуст. и 0,1с при Iн =
1,3Iуст. На таком принципе работают и реле минимального ток, а также реле
минимального и максимального напряжения. Максимальные токовые реле
электромагнитного принципа действия могут работать в цепях как переменного, так и постоянного тока.
Минимальный ток, при котором срабатывает реле, называют током срабатывания Iср,
Максимальный ток, при котором якорь реле возвращается в исходное положение, называют током возврата Iв.
Отношение тока возврата к току срабатывания реле называют коэффици-
45
ентом возврата:
Кв=Iв/Iср.
Коэффициент возврата всегда меньше единицы: чем ближе Кв к единице,
тем выше чувствительность максимальной токовой защиты.
К группе электромагнитных токовых реле относится токовое реле типа
РТ-40. Все реле РТ-40 имеют один замыкающий и один размыкающий контакты. У реле серии РТ-40 коэффициент возврата не менее 0,85 на первой уставке
(минимальной) и-не менее 0,8 на остальных уставках шкалы.
Время срабатывания tср. =0,1с при токе в катушках реле равном 1,2Iср. и
0,03с при 3Iср. и выше.
Контакты реле способны коммутировать в цепи постоянного тока индуктивную нагрузку мощностью 60 Вт, а в цепи переменного тока | нагрузку мощностью 300 ВА при напряжении 220В и токе до 2А.
Потребляемая мощность при токе Iср. находится в пределах 0,2...0,8 ВА.
Причем меньшую величину имеют реле с уставкой до 2А, большую величину реле с уставкой до 200А.
При защите асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором ток
уставки Iуст. реле максимального тока выбирается по пусковому току двигателя:
Iуст. ≥(1,3...1,5) Iпуск. дв.
При защите асинхронных двигателей с фазовым ротором от короткого
замыкания ток уставки реле определяется:
Iуст. ≥ (2,25...2,5) Iном.дв.
Схема включения токовых электромагнитных реле приведена на рис. 5.2
План работы.
Собрать схему для исследования реле максимального тока типа РТ-40
(рисунок 5.4).
Установить требуемую величину тока уставки Iуст., перемещая регулятор
реле. Включить стенд, затем включить источник питания 24В одноименным
тумблером.
Включить ЛАТР и увеличивать ток нагрузки до момента срабатывания
реле максимального тока (индикатор погаснет), зафиксировать величину тока
срабатывания Iср. Затем уменьшить величину тока до момента отпускания реле
(индикатор вновь загорится).
Зафиксировать показания амперметра Iвозвр. Повторить опыт несколько
раз при одном значении тока уставки и затем также при других величинах тока
уставки.
46
Рисунок 5.4
Данные занести в табл. 5.2.
Таблица 5.2 - Результаты опыта
Iуст
Iср.
Iср.ср
Iвозр.
Iвозр.ср
Кв
,%
1 2 3 1 2 3 1 2 3
Iср.ср. - средняя по трем измерениям величина тока срабатывания:
Iвозвр. ср. - средняя по трем измерениям величина тока возврата:
Контрольные вопросы
1. Для чего предназначены максимальные токовые реле?
2. Каким образом регулируется ток срабатывания у электромагнитных
максимальных токовых реле?
3. Почему коэффициент возврата у реле меньше единицы?
4. Рассказать принцип действия реле максимального тока.
5. Рассказать принцип действия схемы включения реле максимального
тока для защиты асинхронного двигателя от токов короткого замыкания.
47
Лабораторная работа №6
Исследование теплового реле
Цель работы
Ознакомиться с конструкциями тепловых реле.
Изучить принцип действия тепловых реле.
Основные теоретические сведения.
При незначительных длительных перегрузках в электродвигателях, электромагнитах и других токоприемниках, возникающих при возрастании момента
сопротивления на рабочем органе машины или за счет витковых замыканий в
обмотках, протекает ток, превышающий допустимое значение на 20...50%. Такой режим работы приводит к перегреву обмоток и электродвигателя в целом, а
следовательно, к преждевременному выходу его из строя. Для защиты электрооборудования от таких перегрузок служат тепловые реле, которые включают
последовательно в контролируемую цепь.
Тепловые реле работают и цепях переменного и постоянного тока. Их используют как самостоятельно, так и в составе магнитных пускателей.
Основным элементом теплового реле является биметаллическая пластина.
Нагрев биметаллического элемента может производиться за счет тепла,
выделяемого в пластине током нагрузки. Очень часто нагрев биметалла производится от специального нагревателя, по которому протекает ток нагрузки.
Лучшие характеристики получаются при комбинированном нагреве, когда
пластина нагревается за счет тепла, выделяемого специальным нагревателем,
также обтекаемым током нагрузки. Прогибаясь, биметаллическая пластина
своим свободным концом воздействует на контактную систему, обеспечивая
срабатывание реле.
Реле электротепловые серий РТЛ-М и РТЛ-М2 предназначены, в первую
очередь, для защиты от перегрузки асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором и используются совместно с контакторами ПМЛ и ПМЛ-Н
в составе пускателей магнитных. Реле изготавливаются в двух габаритах, используемых с соответствующей группой контакторов. Все исполнения реле
имеют регулирование потока срабатывания, что дает возможность точно выставить уставку под конкретного потребителя (электропривод, технологическая
установка и т.д.).
Серия РТЛ-М перекрывает диапазон токов 0,1 ÷ 80А и имеет 20 исполнений, несколько проще конструктивно, чем РТЛ-М2, т. к. не имеет переключателя
«Ручной – Автоматический» возврата в исходное состояние после срабатывания.
Серия РТЛ-М2 перекрывает диапазон токов 0,1 ÷ 93А и имеет 21 исполнение.
Само название «тепловое» говорит о том, что принцип действия таких реле построен на использовании тепловой энергии, выделяющейся при протекании по их элементам электрического тока. По основным характеристикам соответствуют ГОСТ 16308-84.
Все исполнения реле в сериях выполнены однотипно и максимально унифицированы. Корпус выполнен из термостойкой литьевой пластической массы и
48
состоит из основания и крышки. Конструкция реле – «насыпная» и в основание
при сборке закладывают заранее заготовленные функциональные узлы: термобиметаллические пластинчатые нагреватели с приваренными к ним жесткими выводами для подключения к контактору и выходным зажимам, рейку сброса, механизм управления с мостиковыми контактами цепей «вторичной» коммутации.
В конструкцию реле заложен механизм ускорения срабатывания при резких перегрузках, что дает возможность практически исключить выход из строя
защищаемого электродвигателя при внезапном заклинивании ротора или разрушении подшипников.
Термобиметаллические нагреватели представляют собой резисторы,
включенные в цепь протекания тока нагрузки в каждой из трех фаз. Чем больший ток протекает через пластину-резистор, изготовленную путем прокатки из
двух металлов, обладающих разными коэффициентами линейного расширения,
тем больше выделяется в ней тепловой энергии, тем сильнее изгибается она под
действием этой энергии.
Верхние концы пластин вставлены в прорези рейки сброса, выполненной
в виде трапеции и воздействующей на механизм управления контактами вторичной коммутации. Регулирование тока срабатывания реле осуществляется
путем изменения зоны нечувствительности механизма - зазоров между ним и
нагревателями.
После установки в основание всех элементов конструкция закрывается
крышкой с «одноразовыми» защелками. Доступным остается только винт, которым на настроечном стенде устанавливают минимальный ток срабатывания
реле. После настройки винт закрашивают и заклеивают стикером с основными
характеристиками реле.
Технические характеристики реле
Тип реле
Пределы
регулирования
установки, А
Типоразмер
Серия М2
Серия М
РТЛ 1001-М2
РТЛ 1001-М
0,1 - 0,16
Для пускателей
от 9 до 25 А
РТЛ 1002-М2
РТЛ 1002-М
0,16 - 0,25
РТЛ 1003-М2
РТЛ 1003-М
0,25 - 0,4
РТЛ 1004-М2
РТЛ 1004-М
0,4 - 0,63
РТЛ 1005-М2
РТЛ 1005-М
0,63 - 1,0
РТЛ 1006-М2
РТЛ 1006-М
1,0 - 1,6
РТЛ 1007-М2
РТЛ 1007-М
1,6 - 2,5
РТЛ 1008-М2
РТЛ 1008-М
2,5 - 4,0
РТЛ 10010-М2
РТЛ 10010-М
4,0 - 6,0
РТЛ 10012-М2
РТЛ 10012-М
5,5 - 8,0
РТЛ 10014-М2
РТЛ 10014-М
7,0 - 10,0
РТЛ 10016-М2
9,0 - 13,0
РТЛ 10016-М
10,0 - 13,0
РТЛ 1021-М2
12,0 - 18,0
49
Рисунок 6.1 - Внешний вид электротеплового реле серии РТЛ
Структура условного обозначения
Примечание: Тип РТЛ-1000, РТЛ-2000, РТЛ-1000М, РТЛ-2000М, РТЛ2000ДМ, РТЛ-2000К
Типоисполнение: РТЛ-1012 0*4, РТЛ-1012М 0*4, РТЛ-1012К 0*4.
50
Рисунок 6.2 - Электрическая схема реле серии РТЛ
реле фиксируются с помощью специального выступа и жестких выво-
дов силового присоединения непосредственно на контакторе;
серии выполнены в двух габаритах: габарит 1 стыкуется с контакторами;
ПМЛ на ток до 25 А, габарит 2 – для контакторов 40 ч 95 А;
наличие двух групп свободных контактов: 95–96 – на размыкание, 97–
98 – на замыкание;
два режима возврата механизма реле в исходное состояние после осты-
вания термобиметаллических нагревателей: ручной - кнопкой «Reset», автоматический;
наличие механизма ускорения на 40% срабатывания при больших токах
перегрузки или перекосе фаз с элементами термокомпенсации;
возможность пломбирования реле после настройки под рабочие пара-
метры защищаемого оборудования;
взаимозаменяемость с реле других производителей: РТЛ («Этал»),
РТТ1,2,5 – Кашинский ЭАЗ.
Основной характеристикой теплового реле является зависимость времени
срабатывания от тока нагрузки (время-токовая характеристика), имеющая вид
на рисунке 6.3.
Для обеспечения надежной защиты время - токовая характеристика реле
должна проходить во всем диапазоне изменения токов перегрузки ниже время токовой характеристики защищаемого оборудования, что достигается правильным выбором теплового реле по току.
Реле изготовляют одно-, двух-, и трехфазного исполнения (типов РТ,
ТРВ, ТРА, ТРН, ТРП, и РТЛ) на различные токи от 0,5 до 600А.
Номинальный ток теплового реле является его максимально допустимым
током, а сменные тепловые элементы позволяют получить для каждого типоразмера реле от 4 до 12 номинальных токов уставки. При этом для каждого
теплового элемента его ток уставки может изменяться (уменьшаться) специ-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]