РЕЛЕ

Загальні відомості

Реле - електричний апарат, у якому при плавній зміні керуючого (вхідного) параметра до визначеної наперед заданої величини відбувається стрибкоподібна зміна керованого (вихідного) параметра. Хоча б один з цих параметрів повинний бути електричним.

Рис. 14.1. Характеристика керування реле.

Основна характеристика реле - характеристика керування (рис. 14.1), що являє собою залежність вихідного параметра від вхідного. Для реле з замика­ючим контактом при відсутності вхідного сигналу контакти розімкнуті і струм у керованому колі дорівнює нулю. Для безкон­тактних реле опір, введений у кероване коло, великий і струм має мінімальне значення. Значення вхідного параметра х (напруги, струму і т.д.), при якому відбувається спрацювання реле, називається параметром спрацювання.

Доти, доки х<Х_спр, вихідний параметр у рівний нулю або своєму мінімальному значенню у_min (для безконтактних апаратів). При х ≥ х_спр вихідний параметр стрибком міняється від у_тіп до у_max. Відбувається спрацювання реле.

Якщо після спрацювання реле зменшувати значення вхідного параметра, то при х<Х_відп відбувається стрибкоподібне повернення вихідного параметра від значення у_тах до 0 чи у_тіп. Значення вхідного параметра, при якому відбувається відпускання реле, називається параметром відпускання.

Значення параметрів спрацювання чи відпускання, на які відрегульоване реле, називаються уставкою за вхідним параметром. Для ряду реле дуже важливим є відношення х_відп/х_спр, яке називають коефіцієнтом повернення.

Час з моменту подачі команди на спрацювання до моменту початку наростання вихідного параметра називається часом спрацювання. Цей час залежить від конструкції реле, схеми його включення і вхідного параметра і складається з часу досягнення струмом струму зрушення якоря і часу переміщення самого якоря наприкінці ходу якого контакт замикається. Чим більше значення вхідного параметра х_р у порівнянні з Х_спр, тим швидше спрацьовує реле. Відношення х_p/X_cпp називається коефіцієнтом запасу. З ростом коефіцієнта запасу зростає вібрація контактів електромагнітного реле.

Час з моменту подачі команди на відключення до досягнення мінімального значення вихідного параметра називається часом відключення. Для контактних реле цей час складається з двох інтервалів - часу відпускання і часу горіння дуги. При відключенні реле з робочого стану коло його обмотки розмикається і струм у ній спадає. У певний момент часу зусилля протидіючої пружини стає більше електромагнітного зусилля, відбувається відпускання якоря. Контакти реле розімкнуться після вибору провалу контактів. Час від моменту відключення обмотки реле до моменту розмикання контактів називається часом відпускання.

Важливим параметром, що характеризує підсилювальні властивості реле, є відношення максимальної потужності навантаження в керованому колі Р_у до мінімальної потужності вхідного сигналу Р_спр, при якому відбувається спрацювання реле. Для контактних реле максимальна потужність Р_у визначається не тривалим струмом, допустимим для даного контакту, а струмом навантаження, що може бути багаторазово відключений.

Зовнішній вигляд реле

Класифікація реле. За областю застосування реле можна розділити на реле: - для схем автоматики; - для керування і захисту електропривода; - захисту енергосистем. За принципом дії реле поділяються на: - електромагнітні; - поляризовані; - теплові; - індукційні; - магнітоелектричні; - напівпровідникові й ін. У залежності від вхідного параметра реле можна розділити на реле струму, напруги, потужності, частоти й інших величин. Реле може реагувати не тільки на вхідний параметр, але і на різницю значень (диференціальне реле), зміну знаку чи швидкості зміни вхідного параметра. Іноді реле, що має тільки один вхідний параметр, повинне впливати на кілька незалежних кіл. У цьому випадку реле впливає на інше, так зване проміжне реле, що має можливість комутації необхідного числа керованих кіл. Проміжне реле використовується і тоді, коли потужність основного реле недостатня для впливу на керовані кола. За принципом впливу на кероване коло реле поділяються на контактні і безконтактні. Вихідним параметром безконтактних реле є різка зміна опору, включеного в кероване коло. Розімкнутому стану контактів контактного реле відповідає великий опір керованого кола безконтактного реле. Цей стан безконтактного реле називається закритим. Замкнутому стану контактів контактного реле відповідає малий опір у керованому колі безконтактного реле. Такий стан безконтактного реле називається відкритим. За способом включення реле розрізняються на первинні і вторинні. Первинні реле включаються в кероване коло безпосередньо, вторинні — через вимірювальні трансформатори.

Основні вимоги до реле

Вимоги до реле значною мірою визначаються їхнім призначенням. Так до реле захисту енергосистем пред'являються вимоги селективності, швидкодії, чутливості і надійності. Під селективністю розуміють здатність реле відключати тільки ушкоджену ділянку енергосистеми. Досить висока швидкодія дозволяє різко знизити наслідки аварії, зберегти стійкість системи при аварійних режимах, забезпечити високу якість електроенергії. Мінімальне значення вхідного параметра, при якому реле спрацьовує, називається чутливістю. Збільшення чутливості дозволяє поліпшити якість електротехнічних пристроїв. Реле для захисту енергосистем повинні мати високу надійність. У противному випадку можливий розвиток важких аварій. Реле захисту енергосистеми експлуатуються, як правило, у полегшених умовах. Вони не піддаються впливу ударів, вібрації, а також пилюки і газів, що викликають корозію. Через те, що аварійні режими в системі рідкі, до цього реле не пред'являються високі вимоги в частині зносостійкості.

До реле для схем автоматики, а також для керування і захисту електропривода пред'являються найрізноманітніші специфічні вимоги. Ці реле працюють у тяжких умовах експлуатації: можливі удари, вібрація, повітря часто засмічене пилом чи агресивними виробничими домішками. Оскільки число включень у годину в сучасних схемах електропривода досягає 1000— 1200 і більше, реле керування повинні мати механічну й електричну зносостійкість до (110)-10⁶ циклів. Через велику кількість реле в сучасних схемах і великої кількості виконуваних ними операцій до них ставлять вимоги високої надійності.

Реле часу

Реле часу -  реле, призначене для створення незалежної витримки часу і забезпечення певної послідовності роботи елементів схеми. Реле часу застосовується у випадках, коли необхідно автоматично виконати якусь дію не відразу після появи керуючого сигналу, а через встановлений проміжок часу.

Рис. 14.2. Електромаг­ніт­не реле часу

Електромагнітне реле часу Вимоги до електромагнітного реле часу: стабільність витримки часу під час коливань напруги, частоти, температури навколишнього середовища та дії інших чинників; мала маса, габарити, споживана потужність. До реле часу можуть висуватися і додаткові вимоги, щодо механічної зносостійкості, діапазону створюваних витримок часу, високої стабільності роботи за наявності значних впливів зі сторони навколишнього середовища. Реле часу з електромагнітним уповільненням окрім основної обмотки мають додаткову коротко замкнуту обмотку (рис. 14.2),

що складається з мідної або алюмінієвої гільзи. При зміні основного магнітного потоку, додатковою обмоткою створюється магнітний потік, який перешкоджає зміні основного магнітного потоку. У результаті, результуючий магнітний потік змінюється повільніше. При вмиканні обмотки живлення, величина повітряного проміжку є велика, а отже індуктивність є мала і сумарна стала часу є невеликою. Хоча в такій системі і відбувається збільшення часу зрушення, загальне сповільнення електромагніта при спрацюванні є незначним. При відключенні електромагніта, спадання магнітного потоку визначається про­це­сом затухання струму в коротко замкнутому витку. Оскільки робочий повітряний проміжок при притягнутому якорі в десятки, а то і сотні разів менший ніж при відпу­щеному, то індуктивність кола, відповідно, істотно зростає і витримка часу є суттєвою.

Для уникнення залипання якоря на торці сердечника встановлюється тонка немагнітна прокладка. Витримка часу при відпускані при інших рівних умовах визначається початковим значенням магнітного потоку. Якщо система при номінальній напрузі живлення котушки є ненасиченою, то початкове значення магнітного потоку при відключенні суттєво залежить від напруги мережі. Для зменшення цієї залежності магнітне коло роблять сильно насиченим. На витримку часу електромагніта істотно впливає і температура короткозамкнутої обмотки. В середньому вважають, що зміна температури на кожні 10% призведе до зміни витримки часу на 4%. Це є одним з основних недоліків електромагнітних реле часу. Електромагнітне реле часу забезпечує витримку часу при спрацьовуванні від 0,07 с до 0,11 з, при відключенні від 0,5 з до 1,4 с.

Електромеханічні реле часу

Принцип дії:

1) Електронний одновібратор з змінним часо-задаючим колом при включенні (відключенні) напруги живлення виробляє імпульс затримки (час затримки встановлюється користувачем), який керує малогабаритним електромагнітним реле, яке в свою чергу комутує електричне коло.

2) Генератор імпульсів, зібраний на основі кварцового резонатора, керує роботою мініатюрного крокового шукача, що передає механічне зусилля за допомогою зубчатої передачі системі установочних лімбів, які розташовані під прозорим щитком. Внутрішній і зовнішній лімб представляють собою секціоноване набірне поле, за допомогою якого здійснюється установка часових інтервалів технологічного циклу.

Критерії вибору:

• Період програмування

• Кількість каналів

• Кількість комірок пам’яті і/або комутацій

• Збереження даних при відключенні живлення

• Проміжок часу між комутаціями

Габаритні розміри Приклади виконання електромеханічних реле часу: Добове, крок 15 хв. (96 позицій), норм. відкритий контакт 16 А (без запасу ходу або з запасом ходу 100год) Тижневе, крок 2год. (84 позиції), норм. відкритий контакт 16 А (запас ходу 100год) Добове, крок 30хв (48 позицій), перекидний контакт 16 А (запас ходу 150год), перекидний контакт 10А (запас ходу 72год) Тижневе, крок 4 год (42 позції), перекидний контакт 16А (запас ходу 150год)		Вигляд електромеханічних реле часу
Програмовані реле	Програмовані реле часу В основу таких реле покладений електронний таймер зібраний на базі мікропроцесора, в якості панелі керування якого служить, розташована на лицевій панелі клавіатура, яка складається з восьми кнопок. Розташований на лицевій панелі рідкокристалічний дисплей показує біжучий час, встановлений час комутації, день тижня, ручний і автоматичний режим керування а також стан реле. Річне реле, 6 входів (220В) 4 виходи (2 норм. відкритих та 2 перекидні контакти)10А, 2 доступи до програми: простий для користувача, повний для монтажника (з паролем), запас ходу 5 років, термін служби батареї 10років, таймер, Flash-card для копіювання програми, лічильник часу, лічильник імпульсів; 24год/7д, 1 або 2 канали, крок 1хв (1сек в імпульсному режимі), 42(28) комірки пам’яті, функція копіювання, перекидний контакт 16А (запас ходу 5 роки), режим зупинки без зміни налагоджень, імітація присутності 24год/7д, 1мод., 1 канал, 28 комірки пам’яті, функція копіювання, перекидний контакт 16А , запас ходу 3 роки.