_методички / Релейная защита / Кондратьев-21.49

ющей Fср . При этом якорь реле будет стремиться принять начальное положение

и снова отпускается. Колебания якоря будут ограничиваться его вибрацией. Вибрация контактов нежелательна, так как она приводит к их подгоранию, а нечеткое замыкание контактов может привести к отказу срабатывания защиты.

Для устранения вибрации якоря необходимо, чтобы результирующие си-

ни, были постоянными. Каждая из этих сил пульсирует с двойной частотой переменного тока, результирующая же электромагнитная сила Fэ , равная их сумме, изменяется во времени незначительно, оставаясь почти всегда больше противодействующей Fср .

Для получения двух электромагнитных сил необходимо иметь два магнитных потока – Φ1 и Φ2 , смещенных пространственно и во времени. При

наличии на магнитной системе реле одной обмотки это достигается разделением потока в воздушном зазоре на два с помощью короткозамкнутого витка, это позволяет устранить вибрацию якоря у электромагнитного реле переменного тока.

1.1.1. Реле тока и напряжения

Магнитопровод реле тока и напряжения состоит из П-образного сердечника с расположенными на нем двумя катушками, которые могут соединяться последовательно и параллельно, а также из ферромагнитного якоря, на оси которого расположены контакты реле.

При прохождении по обмоткам реле переменного тока якорь реле притягивается с усилием, определяемым по формуле:

Из выражения (12) видно, что притяжение якоря обусловлено постоянным усилием Fn равным 0,5kΙ2Ρ и знакопеременным.

10

Знакопеременная составляющая вызывает вибрацию якоря частотой 100 Гц. Для уменьшения вибрации в конструкции токового реле РТ-40 предусмотрены совместный ход подвижного и неподвижного контактов и специальное устройство – гаситель вибрации. Кинематическая схема реле РТ-40 представлена на рис. 3.

Реле тока мгновенного действия, работа которых основана на электромагнитном принципе, имеют наибольшее применение в системах защиты от токов короткого замыкания (КЗ). Реле состоят из П-образного элемектромагнита 10 (рис. 3), обмоток 11, концы которых выведены на зажимы H1 – K 1 и H2 – K 2, где они могут соединяться последовательно или параллельно; подшипников 4, 8, на которых укреплен якорь 9 с изоляционной колодкой 6 и подвижными контактами 5; неподвижных контактов 7; указателя 1, передвижением которого изменяется натяжением спиральной пружины 3, создающей тормозной момент Мт; шкалы 2 с нанесенными значениями уставок срабатывания реле для последовательного соединения обмоток 11 (при параллельном соединении зажимов значения уставок шкалы удваиваются).

На якорь реле действует два момента – тормозной и вращающий. Тормозной момент создается пружиной 3, его значение зависит от положения указателя 1 на шкале 2, т. е. от натяжения пружины: при повороте указателя влево момент уменьшается, вправо – увеличивается. Вращающий электромагнитный момент, создаваемый током Iр , протекающим через обмотки реле, пропорционален квадрату этого тока, т. е. Мвр = kIр2 . Вращающий момент, воздействуя на

якорь 9, стремится всегда повернуть и поставить его вдоль оси полюсов. При нормальном режиме работы защищаемого элемента вращающий момент, создаваемый рабочим током, меньше тормозного момента и якорь находится в крайнем левом положении, а подвижный контакт 5 замыкает неподвижные контакты 12. Протекающий по обмоткам реле ток аварийного режима создает вращающий момент, который больше тормозного момента. В этом случае якорь притягивается к электромагниту и подвижный контакт 5 замыкает неподвижные контакты 7, предварительно разомкнув контакты 12.

У реле напряжения РН-54 обмотка включена в контролируемую цепь через полупроводниковый мост. Регулирование реле по току срабатывания производится двумя способами: плавно и изменением соединения обмоток.

11

Напряжение срабатывания реле РН-54 регулируется также натяжением пружины и переключением обмоток.

I р

Рис. 3. Кинематическая схема реле РТ-40

1.1.2. Реле времени ЭВ-132

Реле времени предназначено для создания определенной выдержки, чтобы обеспечить избирательное действие защиты.

Реле времени подразделяются по выполнению воспринимающей системы на реле постоянного и пере-

менного тока; регулировке механизма задержки – на реле с нерегулируемой, плавно ре-

гулируемой и ступенчато регулируемой выдержкой времени; созданию задержки – на реле с электрическим, пневматическим и меха-

ническим устройством.

12

Исследуемое реле времени ЭВ-132 в качестве элемента задержки имеет часовой механизм 2144П. Изменение установок времени срабатывания производится перемещением контактов по шкале. Реле работает от постоянного тока напряжением 220 В.

1.1.3. Промежуточное реле РП-251

Промежуточное реле РП-251 используют для увеличения числа цепей, управляемых одним контактом пускового реле; электрического разделения или объединения различных цепей; переключения в цепях переменного или постоянного тока (напряжения) в соответствии с программой устройства; коммутации больших токов в цепях при недостаточной мощности контакта исполнительных органов устройств защиты (автоматики).

Исследуемое промежуточное реле РП-251 применяется в цепях постоянного тока схем защиты и автоматики в тех случаях, когда требуется замедление при срабатывании. Замедление осуществляется за счет медных демпферных шайб, установленных на сердечнике магнитопровода со стороны рабочего зазора.

1.2.Описание испытательной системы релейной защиты «реле – томограф» (Ретом-41М)

Для проверки любых видов реле и релейной защиты применяется испытательная система «Ретом-41М», которая управляется при помощи переносного или стационарного компьютера с соответствующим программным обеспечением. Питание испытательной системы осуществляется от сети 220 В, 50 Гц.

Все операции по подключению проверяемой защиты к испытательной системе «Ретом-41М» выполняются на ее лицевой панели. Подключение «Ретом41М» к персональному компьютеру (ПК) осуществляется при помощи стандартного разъема, установленного на задней панели системы. При этом со стороны ПК используется разъем для подключения принтера (параллельный порт

LPT1).

Для подключения к панелям и шкафам релейной защиты используются внешние сигнальные (КСГ-12.01, КСГ-12.02) и силовые (КСЛИ-08.01) кабели.

Ручное управление источниками тока и напряжения. Программа пред-

назначена для независимого управления тремя источниками тока и тремя ис-

13

точниками напряжения в ручном режиме. С помощью этой программы измеряют ток и время срабатывания, ток и время возврата реле.

Ручное управление выбирают в главном меню системы (рис. 4).

Рис. 4. Главное меню системы

Регулировка тока и напряжения осуществляется с помощью меню «Прибор», расположенного в верхней части экрана, в следующем порядке.

С помощью манипулятора «мышь» выбирается редактируемое поле. Таким образом «Прибор» переключается на изменение величины, которую необходимо измерить, т. е. если выбирается ток, то «Прибор» становится амперметром, если напряжение – вольтметром, если аргумент (тока или напряжения) или частота системы – фазометром или частотомером. Все указанные переназначения «Прибора» отражаются на нем в виде символов красного цвета A, V, °, F.

Аналоговый прибор имеет поля задания данных – настройку – три редактируемых поля в верхней части «Прибора»:

14

Мин – нижнее значение диапазона изменения выбранной величины; Шаг – шаг изменения выбранной величины; Макс – верхнее значение диапазона изменения выбранной величины.

Нажатием левой кнопки манипулятора «мышь» осуществляется выбор редактируемого поля. При этом фон поля изменяется с синего цвета на красный. Далее с помощью клавиатуры вводится новое значение редактируемой величины. Закрытие редактируемого поля осуществляется либо путем нажатия клавиши «Enter», либо выбором другого поля.

Задание величины тока или напряжения в диапазоне от минимума до максимума с шагом осуществляется при помощи клавиш, которые находятся в нижней части «Прибора»:

Ü – уменьшение выбранной величины на шаг;– увеличение выбранной величины на шаг;

– увеличение шага (может выполняться в процессе регулировки величины);

– уменьшение шага (может выполняться в процессе регулировки величины).

Регулируемые величины отображаются на диаграмме, их численные значения – в левом поле задания данных. Под шкалой «Прибора» расположено нередактируемое поле, в котором цифры зеленого цвета на черном фоне отображают текущее значения регулируемой величины.

Управление с помощью клавиатуры. При отсутствии манипулятора

«мышь» изменение параметров осуществляется при помощи клавиш «¬», «®», «-», «¯» и «Shift», а переключение между панелями – клавишей «Tab».

Обнуление источников тока и напряжения. В верхней правой части экра-

на расположены кнопки подключения системы «Ретом-41М» к программе. При нажатии кнопки «Вкл» на выходах силовых цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) появятся текущие значения всех заданных параметров, а цветовые поля контактов отобразят их состояние. При нажатии кнопки «Выкл» связь между программой и устройством разорвется и на выходах системы «Ретом41М» будут нулевые параметры.

В правом нижнем углу экрана расположена клавиша «I, U=0», при нажатии на которую можно быстро установить все нулевые значения тока и напря-

15

жения. Эта клавиша работает при любом способе управления током и напряжения.

Внижнем правом углу экрана предусмотрена информационная панель, на которой изображены силовые клеммы прибора. При выборе в левом поле данных управляемой величины на этой информационной панели появляется знак стрелки, напоминающий о том, какая величина (ток или напряжение) и на какой клемме прибора будет сейчас регулироваться. Если для регулировки выбирается симметричная трехфазная система тока (напряжения), то знаки указывают на управление одновременно тремя источниками тока (напряжения).

Влевой части экрана расположено поле приема сигналов от проверяемой аппаратуры. При изменении тока и напряжения можно наблюдать реакцию защиты по состоянию восьми контактов. Под каждый контакт выделены одна кнопка и одно поле.

Кнопка «» служит для выбора одного из восьми контактов, реакцию которого необходимо анализировать. Кнопка выбранного контакта изменяет при этом свой фон с серого на голубой, а рисунок на кнопке обозначает тип проверяемого контакта ( – нормально открытый, – нормально закрытый).

Вход в режим проверки времени реакции защиты осуществляется путем выбора режима «Тест t» из меню или при одновременном нажатии комбинации клавиш «Alt_T» на клавиатуре компьютера. При этом на экране находятся два прибора – амперметр (вольтметр, фазометр, частотомер) и миллисекундомер (рис. 5).

Врежиме проверки времени существует возможность скачкообразного изменения любой из величин (тока и напряжения). Выбор коммутируемых величин осуществляется в левом поле задания уставок. Начальное и конечное значения при скачкообразном изменении выбранной величины задаются в верхнем поле настройки прибора (амперметра, вольтметра, фазометра, частотомера) при помощи редактируемых полей «Мин» и «Макс».

Работа с миллисекундомером. В нижней части миллисекундомера расположены четыре клавиши:

«Старт» – при нажатии на нее происходит «скачок» выбранного параметра

изапускается миллисекундомер. Остановка миллисекундомера производится выбранными контактами проверяемого реле. Время срабатывания (возврата) фиксируется на шкале миллисекундомера;

16

«Сброс» – предназначен для сброса показаний миллисекундомера и восстановления предшествующего старту режима;

«МинМакс» – определяет характер скачкообразного изменения величины. Если требуется увеличить параметр с какого-либо минимального значения, до какого-то максимального значения, то необходимо нажать на эту клавишу. Выбор режима контролируется по изменению фона поля с серого на голубой;

«МаксМин» – задает режим скачкообразного уменьшения параметра с максимального значения до минимального. Задание этого режима происходит также с помощью манипулятора «мышь».

Рис. 5. Меню для работы в режиме амперметра, вольтметра и миллисекундомера

Проверка времени срабатывания (возврата) производится в следующем порядке:

1)в левом поле задания значений выбирается параметр, который необходимо «скачком» подвести к проверяемому реле;

2)в полях «Мин» и «Макс» «Прибора» задаются начальное и конечное значения изменения параметра;

17

3)задается один из режимов проверки времени («МинМакс» или «МаксМин») на миллисекундомере;

4)нажимается кнопка «Старт» и фиксируется время срабатывания (возврата) по шкале миллисекундомера.

Опыты можно повторять многократно. При этом в нередактируемых окнах «Срабатывание» и «Возврат» фиксируются последние значения времени срабатывания и возврата.

Если в процессе измерения времени возникает необходимость просмотреть диаграммы тока и напряжения, то достаточно нажать клавиши «Alt_D» на клавиатуре компьютера.

1.3.Порядок выполнения работы

1.3.1.Проверка реле тока и напряжения

1)Изучить конструкцию реле.

2)Определить тип реле и ознакомиться с его паспортными данными.

3)Изучить:

а) принцип действия реле, его основные элементы и кинематическую схему;

б) способы регулировки уставок реле по шкале; в) особенности, присущие данному типу реле; г) контактную систему реле.

4) Выполнить проверку реле тока и реле напряжения.

Схемы подключения проверяемых реле к системе «Ретом-41М» приведены на рис. 6. и 7.

Рис. 6. Схема для проверки токового реле РТ-40

18

Для проверки реле необходимо в нижнем правом углу на информационной панели проверить, какой ток или какое напряжение и на какой клемме прибора будет регулироваться;

выбрать тип проверяемого контакта (нормально открытый или нормально закрытый);

ввести максимальное значение тока или напряжения (задается преподавателем);

задать шаг изменения значения тока или напряжения; регулировать значение тока или напряжения в диапазоне от минимума до

максимума с заданным шагом при помощи клавиш, которые находятся в нижней части «Прибора».

Для определения коэффициента возврата токового реле на его шкале устанавливается значение тока срабатывания, затем медленным увеличением нагрузки определяется минимальное значение тока, при котором реле срабатывает, и производится проверка срабатывания реле при подаче «скачком» тока того же значения.

Минимальное значение тока, подаваемого на реле «скачком», при котором оно устойчиво срабатывает, принимается за ток срабатывания.

Ток возврата определяется плавным снижением тока в реле. При этом максимальное его значение, при котором происходит возвращение подвижной системы реле в начальное положение, принимается за ток возврата.

Определяется коэффициент возврата реле kв , его значение должно быть в диапазоне от 0,8 до 0,95.

Рис. 7. Схема для проверки реле напряжения РН-54

19