Ток срабатывания индукционного эле­мента, А

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 54 из 137Следующая ⇒

Г

h

а)

2 сраб

Zcpetf

h -г-.

6)

Изменение уставок реле производится путем регули­ровки коэффициента трансформации автотрансформато­ров напряжения. Схема такого автотрансформатора при­ведена на рис. 3-15 (для реле сопротивления К.РС-111). Для каждой отпайки автотрансформатора у соответству­ющего гнезда на его панели нанесена цифра, обознача­ющая число включенных витков, выраженное в процентах от общего числа витков. Для подстановки в расчетные формулы коэффициент трансформации определяется из выражения

£_И = 0,0Ш,                                      (3-99)

6}

где N — сумма цифр у гнезд, в которые ввернуты штеп­сельные винты. Для изменения диапазона уставок у не­которых типов реле дополнительно производится измене­ние сопротивления взаимоиндукции у трансреакторов. Изменение сопротивления взаимоиндукции для обеспе­чения стабильности параметров контуров обмоток реле производится путем изменения числа витков первичных
обмоток» Изменение числа вторичных витков производит­ся только у направленных реле сопротивления для полу» чения смещения характеристики реле.

Рис. 3-15. Схема соединений автотрансформатора напряжения реле сопротивления КРС-111.

| н

,[ТТТГПТ)

1 0,5 0 0 г Ч 6 8 90

,ггтшш

f _S 0,5 О 0 2 4 5 8 90 80 70 60 50 НО SO Z010

т_г

Трансреакторы. Поскольку параметры реле сопротив­ления и некоторых других реле определяются трансреак­торами, следует рассмотреть их подробнее. Термин «транс­реактор» относится к трансформатору тока с воздушным зазором и обусловлен его назначением — получением на­пряжения, пропорционального току и сдвинутого относи­тельно него по фазе на некоторый угол. Воздушный зазор вводится для улучшения линейности характеристик, так как размагничивающее действие вторичной обмотки обычно невелико и при отсутствии зазора сердечник бы­стро насыщается. Воздушный зазор иногда перекрывает­ся клинообразной пластинкой из листового пермаллоя. Обладая высокой магнитной проницаемостью, пермал- лоевая пластинка спрямляет начальный участок кривой намагничивания, а при больших индукциях насыщается и не влияет на ее форму. Клинообразная форма пластин­ки позволяет регулировать степень компенсации нелиней­ности начального участка кривой намагничивания.

<3-100)

где хм- ками.

Ток через первичную обмотку трансреактора /_р и напряжение на его вторичной обмотке связаны соот­ношением

^и2 = 1^хмЬ>

сопротивление взаимоиндукции между обмот-

Трансреакторы изготовляются на унифицированные сердечниках и отличаются в основном обмоточными дан­ными. В качестве величины, характеризующей сердечник, используется коэффициент k_x, численно равный э. д. е., наведенной в одном витке вторичной обмотки при м. д. с. первичной обмотки, равной 1:

h =                                                     (3-Ю1)

WiW₂Ii

где a>i и w%— числа витков первичной и вторичной обмо­ток трансреактора. Если пренебречь рассеянием, то коэф­фициент можно рассматривать как индуктивное сопро­тивление одного витка любой из обмоток трансреактора. В этом случае параметры трансреактора будут опреде­ляться выражениями, приведенными ниже.

Сопротивление взаимоиндукции, Ом,

лг_ж = соM = k_xw_xw_r                              (3-102)

Индуктивное сопротивление любой из              обмоток, Ом,

x = k_xw\                                        (3-103)

Индуктивность любой из обмоток, Г,

L=b k_x w²/®.                                - (3-104)

Магнитное сопротивление сердечника с воздушным за­зором, А/В б,

R_m = v/k_x.                                      (3-105)

Магнитный поток в сердечнике (действующее значе­ние), Вб,

Ф = ^©₁/₁/со.                                  (3-106)

Индукция в сердечнике (максимальное значение), Вб/м²,

B_in^VJk_xw₁f₁hS_M                                     (3-107)

(Sm — сечение магнитопровода).

Величина kx может регулироваться с помощью маг­нитного шунта (стальной пластинки, вводимой в воздуш­ный зазор), изменяющего магнитное сопротивление воз­душного зазора. Пределы регулировки k_x для типовых

k_x Ю⁵, Ом

Тип пластины

Толщина набора, мм

Воздушный зазор, мм

Магнитный шунт удален

Магнитный шунт вдвинут

Ш-16 Ш-16

35 35

2,6 4,0

16,5 13,5

27 18,5

сердечников трансреакторов индукционных реле сопро­тивления приведены в табл. 3-1.

В таблице приведены коэффициенты для обмоток, расположенных по всей длине среднего стержня сердеч­ника. Для маловитковых обмоток k_x вследствие неодина­кового рассеяния будет зависеть от расположения обмот­ки относительно воздушного зазора. Поэтому у трансре­акторов, имеющих две одинаковые маловитковые первичные обмотки, для обеспечения их полной идентич­ности одна из первичных обмоток располагается между витками другой обмотки, что достигается одновремен­ной намоткой обеих обмоток двумя параллельными про­водами.

мещения.

При необходимости получения напряжения, пропор­ционального току и сдвинутого относительно его на угол, отличный от 90°, применяется шунтирование вторичной обмотки или ее части активным сопротивлением. Эквива­лентная схема для такого трансреактора приведена на рис. 3-16. Ток через шунтирующий резистор R_m определя­ется уравнением: ii f

/₂ = о)М/_г "*«+/<* + *■> _t                           (3-108)

Подставив значения ЪЬ_г и соМ из (3-102) и (3-103) а произведя замену:

К А

V с,

= sin ф₂;

cos ф₂,

^Г2~Ь

получим;

/₂ = —/jsin ф₂ (sin^.-f /cos ср₂). (3-109)

ш₂

Падение напряжения на сопротивлении шунтирующе­го резистора равно,:

О_ш=—i_%R_msm f₂(sm ф₂ + / cos щ). (3-110)

ilia

Из (3-106) и (3-109) определим магнитный поток в сердечнике трансреактора при наличии шунтирующего резистора:

® = A^₌WL££l^₍cos₉₂_isin_?2). (3-111)

Rm                <й

Электродвижущая сила обмотки w₃ будет равна:

Ё_а —— k_x ШхШз?! cos ф₂ (sin ф₃ + / cos (р₂). (3-112)

Электродвижущая сила на выходе трансреактора рав­на сумме падения напряжения на сопротивлении шунти­рующего резистора и э. д. с. на обмотке w_b\

£t_d =— mh (К Wg cos ф₂ + ^{Rui s}'^{n (i 2} |(sin y₂+/-cos ф_а). (3-113) \ J

Отсюда напряжение компенсации на выходе транс­реактора при наличии шунтирующего резистора равно:

u^hb^wj Аиьсовф,+                                             (3-114)

\                              Щ 7

и опережает ток в первичной обмотке на угол

а = 90° — ф₂,                                <3-115)

N

где

ф₂ = arctg -^f-.                                       (3-П6)

Сопротивление взаимоиндукции трансреактора равно: ²Л1 = (Чл cos ф₂ +     . (3-117)

У реле сопротивления, использующихся для защиты при междуфазных к. з., сопротивление взаимоиндукции берется в омах на фазу и определяется как половина от­ношения вторичной э. д. с. к току через последовательно и согласно соединенные первичные обмотки реле (К.РС-111, КРС-121, КРС-131 и др.). Если первичная обмотка Одна (реле КРС-112), то берется половина отношения вторичной э. д. с. к току в первичной обмотке. У реле, предназначенных для защиты при однофазных к. з. (КРС-141, КРС-142), сопротивление взаимоиндукции оп­ределяется между обмоткой, которая обтекается фаз­ным током, и вторичной обмоткой как отношение вто­ричной э. д. с. к току в фазной обмотке.

Коитуры обмоток индукционного элемента у всех ре­ле сопротивления составляются одинаково [27]. При их построении учитываются четыре требования:

при подаче на оба контура напряжений, совпадающих по фазе, токи в обмотках ярма и полюсов должны быть сдвинуты по фазе на угол 90°;

исчезновение напряжения при к. з. не должно сопро­вождаться переходными процессами в контурах обмоток, приводящими к неправильному срабатыванию реле. Для этого контуры выполняются таким способом, чтобы то­ки в обмотках затухали по периодическому закону с ча­стотой 50 Гц;

реле должно правильно срабатывать при к. з. в «мерт­вой зоне» (хотя бы кратковременно). Для этого контур обмотки ярма у направленных реле выполняется с боль­шой добротностью, а в контур обмотки полюсов подает­ся незначительный ток смещения от неповрежденной фазы;

токи, проходящие в контурах, не должны приводить к нагревам сверх допустимых для примененной изоляции пределов.

Контур обмотки ярма, выполненный в соответствии с приведенными выше требованиями, изображен на рис,
3-17. Дроссель Др, включенный последовательно с обмот­кой ярма и вторичной обмоткой трансреактора, увеличи­вает добротность контура и дает возможность в некото­рых пределах регулировать угол сдвига фаз тока в об­мотке ярма и напряжения на контуре. Исчезновение на­пряжения при к. з. аналогично закорачиванию контура. Энергия, запасенная в индуктивности или емкости кон-

Гр

-ОТ*"¹⁰-----

Др

НИ

Кш

0-

'—I I—

Шя

а)

Рнс. 3-17. Контур обмотки ярма.

а — схема контура; б— векторная диаграмма.

туров, вызывает затухающие колебания в контуре. Из известной формулы для колебательных контуров

л/j--*-

(3-118)

(О ■

У lc т

путем подстановки С = \hx_c- L = (х_я + х_тр + х_др)/со; г - г_я -f г_тр + г_яр

Г_Я -Г Г_Тр + г

(3-119)

получим условие, при котором затухающие колебания в контуре будут иметь частоту 50 Гц

Рк.я" arctg 0,25

^хтр "г ^хдр

Практически расчетное значение угла (3_Кл обычно на­ходится в пределах —4-;—9°.

Контур обмотки полюсов построен несколько по-дру­гому. Так как ток в обмотке ярма почти совпадает с по­даваемым на контур напряжением, то ток в обмотке по­люсов должен отставать от напряжения на угол, близкий к 90°:

Рк.„ = 90° + р_к._я.                                 (3-120)

Такой поворот вектора тока с учетом необходимости колебательного переходного процесса с частотой 50 Гц возможен только при параллельном соединении обмотки
с емкостью. На рис. 3-18 приведена эквивалентная схема для переходного процесса при близком коротком замы­кании. С целью создания наиболее благоприятных усло­вий для переходного процесса обмотка полюсов и вто­ричная обмотка трансреактора имеют близкие по абсо­лютным значениям и углу полные сопротивления Z_a—

б) в)

Рис. 3-18. Контур обмотки полюсов.

в — схема контура; б — эквивалентная схема для переходного процесса; в — векторная диаграмма.

«=Z_ip=Zi,. Добавочные резисторы, включенные последо- вательно с обмотками, имеют одинаковые сопротивления

Ri — Rz — Rno6-

Для обеспечения колебательного процесса с частотой 50 Гщ должно удовлетворяться уравнение, выведенное из (3-118):

1С - ^ I ⁺ V ^с 2  8*L *

(3-121)

Рк.п = arctg

²(^rL + ^6%^XL~^Xc)

Получение необходимого угла сдвига фаз тока в об­мотке полюсов и напряжения на контуре приближенно производится по уравнению

Векторная диаграмма контура приведена на рис. 3-18, е. Ток через обмотку полюсов 1_а совпадает по фазе с напряжением на сопротивлении Напряжение на об­мотке полюсов опережает его на угол полного сопротив­ления обмотки, геометрическая сумма U_a и Ur% равна падению напряжения на конденсаторе Uc■ Ток через кон­денсатор опережает напряжение Uc на 90°. Ток /_к.п, по­требляемый контуром, определяется как геометрическая сумма токов 1с и /_п. Напряжение на сопротивлении Ri совпадает по фазе с током /_к.л, падение напряжения на вторичной обмотке трансреактора опережает последний на угол полного сопротивления вторичной обмотки (при разомкнутой первичной). Напряжение Up, подаваемое на контур, равно геометрической сумме напряжений Urp, U_Ri и f/c-

Описанное выше исполнение контуров обмоток реле позволяет иметь достаточно одинаковую частоту колеба­тельных переходных процессов в контурах и неизменность взаимного расположения векторов затухающих колеба­ний. Момент на подвижной системе реле плавно-убывает до установившейся величины, чем устраняется кратко­временное срабатывание реле при к. з. вне зоны защиты, сопровождающихся резким снижением тока и напряже­ния до малых значений.

При к. з. в «мертвой зоне» свободные токи переходных процессов в контурах, взаимодействуя с принужденным током в контуре обмотки полюсов у направленных реле, вызывают кратковременное срабатывание и устраняют «мертвую зону» (рис. 3-14).

В диапазоне токов точной работы характеристики контуров реле линейны, поэтому при подаче на реле толь­ко тока или только напряжения потребление цепей про­порционально квадрату подаваемых тока или напряже­ния. Потребление реле уменьшается с уменьшением zm трансреактора и коэффициента трансформации авто­трансформатора напряжения. При одновременной пода­че на реле тока и напряжения мощность, потребляемая цепями реле, изменяется в зависимости от угла между током и напряжением, подаваемыми на реле, и пропор­циональность нарушается. Объясняется это тем, что в контуре, где действует напряжение fe_Ht/p±Z_M/p, состав­ляющая тока, пропорционального напряжению k_nU_p> на­водит дополнительную э. д. с. в первичной обмотке транс­реактора, а составляющая тока, пропорциональная Zm/p, — ^в первичных витках автотрансформатора напря­жения. Эти э. д. е., геометрически складываясь с напря­жением на первичных обмотках, изменяют потребляемую мощность. У направленных реле сопротивления наимень­шее потребление цепей напряжения наблюдается при Ф_Р«Фм.ч, цепей тока — при ф_р«2ф_м.ч- В технических данных приводятся наибольшие значения потребляемой мощности при углах, отличных от приведенных выше, на 180°. У реле полного сопротивления эта зависимость вы­ражена слабо, и с ней можно не считаться.

Потребление цепей тока и напряжения принято изме­рять в вольт-амперах на фазу, подразумевая под этим нагрузку на одну фазу соединенных в звезду вторичных обмоток трансформаторов тока или напряжения, к ко­торым подключено реле. Так, например, потребление цепи напряжения реле, включенного на линейное напря­жение, определяется как произведение проходящего в цепи тока на фазное напряжение.

В некоторых защитах одно и то же реле сопротивле­ния используется для осуществления двухступенчатой односистемной дистанционной защиты и к поврежден­ным фазам подключается пусковыми органами. Пере­ключения в цепях тока и напряжения должны произво­диться без разрыва цепи, так как в первом случае это связано с недопустимостью разрыва вторичных цепей трансформаторов тока, а во втором — с возникновением в контурах обмоток переходных процессов, приводящих к неправильным действиям реле. Такое переключение достигается путем так называемой «мостящей» регули­ровки переключающих контактов, когда сначала проис­ходит замыкание замыкающего контакта, а затем раз­мыкание размыкающего (и наоборот). Для таких пере­ключений используются обычно реле серии КДР. Так как контакты этих реле маломощны, то в цепях тока включают промежуточные трансформаторы тока, сни­жающие ток до допустимого для контактов значения. В цепях напряжения такое переключение приведет к кратковременному замыканию вторичных обмоток из­мерительных трансформаторов напряжения, поэтому или переключения должны производиться до подачи на реле напряжения, или последовательно с контактами на время переключения должны вводиться добавочные ре­
зисторы, ограничивающие ток через контакты до допу­стимого значения.

На точность работы реле оказывают влияние силы электростатического притяжения. В реле старых выпус­ков подвижный контакт касался упора с пластмассовым наконечником. Силы притяжения между контактом и за­земленной металлической частью упора приводили к значительному разбросу сопротивления срабатывания. В настоящее время реле выпускаются с металлическим упором, ввернутым в пластмассовую стойку. Касающие­ся контакт и упор имеют заряд одинакового знака, и си­лы взаимного притяжения отсутствуют. При нарушении электрического контакта между упором и контактом си­лы электростатического притяжения могут все же воз­никнуть. В этом случае на металлический упор нужно подать напряжение из цепи подвижного контакта. У ре­ле старых выпусков это явление легко устраняется нане­сением на пластмассовый упор в месте касания с контак­том токопроводящего слоя графита мягким карандашом.

Самоходы у индукционных реле. При полностью симметричной четырехполюсной индукционной системе и прохождении тока только по одной из обмоток магнитный поток проходит только через одну пару полюсов и вращающий момент на подвижной системе реле от­сутствует. Однако ввиду различных технологических причин изгото­вить полностью симметричную систему пока не удается. Незначи­тельная часть магнитного потока ответвляется во вторую пару полю­сов, н прн наличии фазового сдвига потоков на подьижной системе реле появляется вращающий момент. Движение подвижной системы под действием дополнительного потока, вызванного несимметрией индукционной системы, носит название самохода. Самоход может быть вызван и другими причинами (см. ниже). Наличие самохода может привести к искажению характеристик и неправильной работе реле. Самоходы опасны для тех реле, где м. д с одной из обмоток может снижаться до малых значений. Так, на работу трехфазного реле минимального напряжения самоходы практически не влияют, зато для реле мощности, особенно с зазором 1 мм, самоходы неже­лательны. Самоходы мог} т быть вызваны следующими причинами: неодинаковой толщиной стенок барабанчика, облсловленной бие­нием шпинделя токарною стачка,

неодинаковым магнитным сопротивлением симметрично располо­женных участков магнитной цепи. Обычно это вызывается неодно­родностью магнитных свойств и неодинаковой толщиной листов по­ставляемой электротехнической стали. Различная толщина листов всегда заметна в месте стыка частей магнитопровода;

неодинаковым магнитным сопротивлением симметрично распо­ложенных путей для потоков рассеяния, что обусловлено неточностя­ми в сборке магнитопровода реле. Часто наблюдается приводящее к самоходу малозаметное смещение приставных полюсов при рас­точке внутреннего диаметра отверстия для барабанчика у индукцион­ных систем с миллиметровым зазором;

11—505

влиянием внешних магнитных полей и взаимоиндукцией между отдельными элементами реле. Так, у реле сопротивления наблюда­ются случаи взаимного влияния полей рассеяния расположенных ря­дом дросселя и трансреактора, приводящего к самоходу;

дополнительной связью между контурами реле и отдельными реле через цепи, присоединяемые к реле. Так, например, общеизвест­но влияние на самоход у реле сопротивления проводов, идущих К измерительному трансформатору напряжения. В какой-то мере вы­зывает самоход и связь между контурами из-за конечного значения сопротивления меди обмоток автотрансформатора напряжения у реле сопротивления. По этой причине автотрансформаторы не удает­ся сделать малогабаритными;

несимметрия магнитной системы возникает при хранении И транспортировке реле. В процессе хранения могут произойти усыха- ние и пластические деформации лакового покрытия пластин магни­топровода, что приводит к ослаблению затяжки винтов, стягиваю­щих последний. Вследствие ударов и тряски при транспортировке жожет произойти взаимное смещение элементов магнитопро­вода.

В процессе заводской регулировки реле самоходы, где это нуж­но, устраняются или сводятся к минимально допустимому пределу при замкнутых накоротко цепях напряжения или при разомкнутых -цепях тока. В условиях эксплуатации по некоторым из указанных выше причин может возникнуть необходимость дополнительного устранения самоходов. Устранение самоходов — трудоемкая и кро­потливая работа, требующая некоторого опыта и навыка. Универ­сального способа устранения самоходов нет, поэтому ниже приво­дятся описания приемов, использующихся в различных сочетаниях при устранении самоходов.

Самоход из-за различной толщины стенок барабанчика устра­няется при снятых контактах и отпаянной пружине. При прохож­дении по одной из обмоток тока разностенный барабанчик начнет поворачиваться и займет такое положение, прн котором индуктив- иость обтекаемой током обмотки будет наибольшей. Очевидно, что равновесие наступит тогда, когда магнитный поток будет проходить через наиболее тонкую часть барабанчика. При пропускании тока во другой обмотке барабанчик, если при этом нет какой-либо другой ■причины самохода, повернется на 90° и займет новое положение равновесия. Отметив рисками на барабанчике и полюсе положения равновесия, устанавливают контактную систему таким образом, что­бы при нахождении контакта у начального упора риски совпадали. В дальнейшем, поворачивая барабанчик относительно оси, можно в некоторой степени осуществлять компенсацию самохода от не­симметрии.

Устранение самохода в условиях эксплуатации рекомендуется производить прн тех уставках, прн которых будет эксплуатировать­ся реле, во всем диапазоне возможных токов к. з. Цепи тока и на­пряжения должны закорачиваться резисторами с сопротивлениями, равными сопротивлениям цепей измерительных трансформаторов то­ка и напряжения, измеренным в месте установки реле. Для грубого устранения самоходов от несимметрнн магнитной системы на цент­ральной цилиндрической части магнитопровода, вдоль ее образую­щей, снята лыска, позволяющая компенсировать несимметрию маг­нитопровода. Более точную компенсацию можно нроизводнть пере- иещеиием катушек по магиитояроводу. Компенсация несимметрии
возможна в нескольких положениях лыски; в случае затруднений нужно попробовать устранить самоход во всех положениях,

У некоторых исполнений реле для компенсации несимметрии ис­пользуются отпайки катушек, позволяющие изменять число витков каждой катушки на 1% (реле ирч-01а), в ряде случаев допускает­ся шунтирование отдельных катушек сопротивлением несколько тысяч ом.

Для устранения самоходов от взаимного влияния элементов ре. ле у направленных реле сопротивления полезно попробовать по- 'менять местами выводы обмотки дросселя в контуре обмотки ярма. В реле КРС-121 для устранения самоходов применена подпитка од­ного из контуров от неповрежденной фазы через высокоомное сопро­тивление.

Не исключается также применение других способов устранения самоходов, неоднократно предлагавшихся различными авторами а периодической печати.

3-2. МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ ТОКА РТ-Зв

Индукционные максимальное реле тока РТ-80 при­меняются для защиты электрических установок при пе­регрузках и к. з. Реле являются комбинированными и состоят из трех элемен­тов: индукционного с зависящей от тока вы­держкой времени,элек­тромагнитного мгно­венного действия (от­сечки) и сигнализиру­ющего о срабатывании отсечки указательного элемента.

Магнитопровод реле имеет сложную конфи­гурацию с двумя па­раллельными ветвями и делит создаваемый обмоткой реле магнитный поток Ф на две составляющие. Одна составляющая Ф_и подводится к индукционному элементу, другая Ф_э— к электромагнитному.

мент (отсечка) реле РТ-80.

И*

Якорь отсечки (рис. 3-19) представляет собой не­уравновешенное коромысло 1, ось которого укреплена на ответвлении магнитопровода 2. Под действием про­тиводействующего момента М_я, вызванного неуравнове­шенностью якоря, последний стремится повернуться против часовой стрелки и прижимается к регулировочно­му винту 3. Поток Ф_э разветвляется в якоре по обоим
плечам и создает на якоре направленные в противопо­ложные стороны вращающие моменты М_вi и М_аопре­деляемые выражениями:          М_э2=/г₂Ф|₂. Сум­марный момент, действующий на якорь отсечки, равен:

м_э== м_я _ (м_э1 _ м_э2) = М_я — — /г₂Фэ₂), (3-122) а срабатывание отсечки определяется условием

МФэ!— к₂Ф²_э2>М_я.                              (3-123)

При достаточно большом токе в обмотке реле выпол­няется условие (3-123) и якорь отсечки поворачивается по часовой стрелке. В процессе поворота якоря левый зазор увеличивается (Ф_эг уменьшается), а правый— уменьшается (Ф_Э1 растет). В связи с этим левая часть неравенства (3-123) по мере поворота якоря резко воз­растает и, несмотря на большой момент инерции якоря, время срабатывания отсечки невелико.

Силы электромагнитного притяжения якоря F_aMi и Fbm2, направленные в одну сторону, дают приложенную к оси якоря значительную равнодействующую силу, вследствие чего при токах, близких к току срабатыва­ния, якорь подвержен относительно большой вибрации. Последнее является причиной значительного разброса тока срабатывания отсечки, особенно при максимальной уставке

На левом плече якоря отсечки укреплены фигурный рычаг и изолирующая текстолитовая пластинка. Фигур­ный рычаг 14 (рис. 3-20) опрокидывает сигнальный флажок и обеспечивает взаимодействие якоря отсечки с механизмом индукционного элемента. Текстолитовая пластинка служит для передачи воздействия якоря на контакты. На правом плече якоря помещены коротко- замкнутый виток для уменьшения вибрации якоря в притянутом положении и немагнитная заклепка для предотвращения залипания якоря. Регулировочный винт 3 (рис. 3-19) позволяет изменять соотношение воз­душных зазоров у плеч якоря и тем самым регулировать ток срабатывания отсечки. Для этого на регулировоч­ном винте нанесена шкала уставок кратности тока сра­батывания отсечки к току срабатывания индукционного элемента.

Магнитная система индукционного элемента экрани­рована. При отсутствии насыщения магнитопровода ра­бочий момент М_р, действующий на алюминиевый диск, помещенный между полюсами магнитопровода, опреде­ляется уравнением (3-57) или

М_р = kl\.                                      (3-124)

При некотором значении тока в обмотке реле момент М_р преодолевает силы трения и диск начинает вращать-

Рис. 3-20 Кинематическая схема реле РТ-80,

ся. Противоположный магнитопроводу край диска 1 (рис. 3-20) проходит между полюсами постоянного маг­нита 2. При вращении диска возникают тормозной мо­мент от постоянного магнита и момент от токов резания. Эти моменты определяются выражениями (3-26) а (3-27). Действующие на вращающийся диск силы пока­заны на рис. 3-21. Часть создающей рабочий момент силы F_v уравновешивает силу торможения от постоянно­го магнита F_TM. Оставшаяся часть F_p—F* компенсиру­ет моменты от токов резания, сил инерции и трения. Си­лы и F* направлены в одну сторону. Их равнодей­
ствующая F_r приложена к оси диска и приближенно равна 2F_TM. Соотношение поперечных сечений экрани­рованной и неэкранированной частей полюсов подобра­но близким к оптимальному, т. е. обеспечивает макси­мальное значение вращающего момента М_р—М_рвз на

диске и минимальное потребление при токе срабатывания индук­ционного элемента.

На верхнем конце оси диска имеется од­но- или четырехзаход- ный червяк 3 (рис. 3-20). Концы оси вра­щаются в подпятниках 4 и 5, установленных на подвижной рамке 6. Рамка в свою очередь может поворачиваться в подпятниках 7 и 8 на незначительный угол,

ограничиваемый узлом 9. Нижний подпятник оси диска 5 представляет собой сочетание конической цапфы из не­ржавеющей стали и миниатюрного радиально-упорного подшипника с тремя шариками. Остальные подпятники представляют собой сочетание нержавеющей стальной цапфы с бронзовой втулкой.

Рис. 3-21. Силы, действующие па диск реле РТ-80.

В начальном положении диск вместе с рамкой оття­нут пружиной 10 назад, к цоколю. При достаточной ско­рости диска равнодействующая сила преодолевает со­противление пружины 10 и двигает диск вместе с рам­кой вперед, до сцепления червяка 3 с зубчатым секто­ром 17. Ток в обмотке реле, при котором происходит сцепление диска с зубчатым сектором, является током срабатывания индукционного элемента. Регулировка то­ка срабатывания ступенчатая и производится подключе­нием к одной из семи отпаек секционированной катуш­ки реле с помощью специальной контактной колодки. Надежное сцепление червячной передачи обеспечивает­ся стальной пластинкой 12, укрепленной на рамке и притягивающейся к магнитной системе под действием потоков рассеяния. Подгибанием этой пластинки регу­лируется коэффициент возврата реле.

Вращающийся вместе с диском червяк поднимает зубчатый сектор вверх. Хвостовик сектора, в начальном положении лежащий на упоре 13 устройства регулиров­ки уставок времени срабатывания индукционного эле­мента, доходит до рычага якоря отсечки и поворачива­ет его до тех пор, пока не осуществится условие (3-123). После этого якорь отсечки опрокидывается и приводит в действие контакты и сигнальный элемент. Чем ниже опущен упор 13, тем больший путь нужно пройти зуб­чатому сектору до соприкосновения с рычагом якоря от­сечки, тем больше время срабатывания.

В момент сцепления сектора и червяка взаимное по­ложение их может быть любым. При совпадении верши­ны зуба сектора с вершиной зуба червяка соскальзыва­ние зуба сектора относительно червяка может произойти как вверх, так и вниз. Возможность этого является не­маловажным фактором, определяющим разброс време­ни срабатывания. Точное совпадение вершины зуба со впадиной при сцеплении соответствует среднему значе­нию времени срабатывания.

Так как время разгона диска до установившейся ско­рости невелико по сравнению с временем срабатывания , реле, то движение его можно считать равномерным (по крайней мере до соприкосновения сектора с рычагом якоря отсечки), поэтому влиянием сил инерции можно пренебречь и частота вращения диска будет определять- _ ся уравнением (3-44), а время срабатывания—(3-46). Частота вращения диска приводится в соответствие со шкалой уставок подбором расстояния от полюсов магни­та до оси диска.

С увеличением тока в обмотке реле рабочий момент растет сначала пропорционально квадрату тока (3-124), а затем, с началом насыщения магнитопровода, рост его резко замедляется за счет ограничения магнитного по­тока при насыщении. Соответственно этому время сраба­тывания сначала резко уменьшается (зависимая часть характеристики), а затем становится почти неизменным "(независимая часть характеристики). По ГОСТ 3698-60 для реле РТ-80 за независимую часть характеристики принимается та часть характеристики, при которой вы­держка времени увеличивается не более чем на 25% значения, измеренного при 20-кратном токе срабатыва­ния. Независимая часть характеристики начинается примерно при 8-кратном токе срабатывания. Шкала вы­
держек времени соответствует 10-кратному току сраба­тывания.

При исчезновении тока в обмотке реле или уменьше­нии его ниже тока возврата индукционного элемента происходит расцепление зубчатого сектора с червяком. Якорь отсечки и зубчатый сектор под действием силы тяжести, а рамка с диском под действием возвратной

пружины возвращаются в исходное положение. Одна­ко под влиянием сил инер­ции (у реле РТ-80— за счет инерции якоря отсечки) ре­ле может замкнуть свои кон­такты при сбросе тока до срабатывания реле. Макси­мально возможный проме­жуток времени от момента сброса тока до момента за­мыкания контактов за счет сил инерции носит название инерционной ошибки.

Главные контакты реле имеют два исполнения: нор­мальное и усиленное. Контакты нормального исполнения 15 и 16 (рис. 3-20) изготовляются замыкающими, но при Необходимости простой перестановкой подвижного и не­подвижного контактов могут быть переделаны на раз­мыкающие. Усиленные контакты выполнены переклю­чающими (рис. 3-22). Размыкающий и замыкающий ^контакты кинематически связаны таким образом, что размыкание размыкающего контакта происходит только после замыкания замыкающего контакта. Замыкающий контакт предназначен для замыкания цепи отключаю­щей катушки выключателя, размыкающий—для дешун- тирования ее. Схема включения обмотки реле и контак­тов в этом случае аналогична реле РП-341. Для улуч­шения коммутационной способности контакты изготов­лены из композиции серебро — окись кадмия.

Некоторые исполнения реле имеют сигнальные кон­такты 11 (рис. 3-20), приводимые в действие непосредст- ственно зубчатым сектором. Так как часть хода зубча­того сектора у таких реле тратится на перемещение сигнального контакта, то диапазон выдержек времени сокращен на одну уставку (минимальную). Отсечка в этом случае действует только на сигнальный флажок.

Рис. 3-22. Кинематическая схе­ма контакта усиленного испол­нения.

На кожухе каждого реле смонтировано устройство
для установки сигнального флажка в начальное положе­ние без снятия кожуха.

Реле выпускаются 12 различных исполнений и могут быть изготовлены для выступающего или утопленного монтажа. Краткая характеристика каждого исполнения приведена в табл. 3-2.

Таблица 3-2

Реле

Номи­наль­ный ток, А

Уставки тока сраба­тывания индукцион­ного элемента, А

Уставки времени срабатывания, с*

а а

й я 8 » - ^ я л S

В

У 2»

§51 l-s

Главный контакт

Сигнальный кон­такт

Схема внутренних соединений на рис 3-23

РТ-81/1

4; 5; 6;

8;

9; 10

0,5—4

2—8

Нор­

Нет

а

РТ-81/2

4; 2,5;

3;

3,5;

4:

маль­

4,5; 5

ный

РТ-82/1

4; 5; 6;

7-

8; 9;

2—16

2—8

»

»

а

РТ-82/2

2; 2,5;

3;

3,5;

4;

4,5; 5

РТ-83/1

4; 5; 6;

7;

8; 9;

1—4

2—8

»

Есть

б

РТ-83/2

2; 2,5;

3;

3,5;

4;

4,5; 5

РТ-84/1

4; 5; 6;

7;

8; 9-

4—16

,2—8

»

»

в

РТ-84/2

2; 2,5;

3;

3,5;

4;

4,5; 5

РТ-85/1

4; 5; 6;

7;

8; 9;

0,5—4

2—8

Уси­

Нет

в

РТ-85/2

2; 2,5;

3;

3,5;

4;

--- "

лен­

4,5; 5

ный

РТ-86/]

4; 5; 6;

7;

8; 9;

4—16

2—8

s

Есть

г

РТ-86/2

2; 2,5;

3;

3,5;

4;

4,5; 5

При десятикратном токе срабатывания. Реле с выдержкой времени До 4 с имеют четырехзаходный червяк

* По отношению к току срабатывания индукционного элемента.

Технические даиные

Номинальные данные и пределы регулирования уставок реле приведены в табл. 3-2.

Ток начала свободного вращения диска составляет ие более 30% тока срабатывания индукционного элемента.

Погрешность тока срабатывания индукционного элемента отно­сительно уставки не превышает ±5%.

Разброс тока срабатывания (выраженное в процентах отноше­ние наибольшей разности измеренных величин к полусумме этих ве­личии) не превышает 4%.

Погрешность тока срабатывания отсечки ври уставках индукци­онного элемента 4 А (для реле с /ном = 10 А) и 3 А (для реле в /ном = 5 А) не превышает +30%; на максимальных уставках по­грешность отсечки приведена ниже.

Уставка отсечкн, А . . 2 4 6 8 Погрешность, % . . , +15 +40 +60 +100

б)

а)

6)                                                                           г)

Рнс. 3-23. Схемы внутренних соединений реле РТ-80 и РТ-90.

Отклонение времени срабатывания индукционного элемента от уставки прн 10-кратном токе уставки не должно превышать значе­ний, приведенных в табл. 3-3. Время срабатывания при 4-кратном токе уставки не превышает значений, приведенных в табл. 3-4. Раз­брос времени срабатывания при 1,5-кратиом токе уставки не пре­вышает 1 с для четырехсекундных и 2 с для шестнсекундных реле.

Таблица 3-3

Реле

Отклонение времени срабатывания при уставке

с

0,6

РТ-81, РТ-83, РТ-85

±0,1

±0,15

±0,2

±0,2

±0,25

—

—

—

РТ-82, РТ-84, РТ-86

—

—

±0,5

—

±0,5

±0,6

±0,75

±1,0.

Реле

Время срабатывания при уставке, е

0,5

1 | 2

PT-S1, РТ-83, РТ-85

0,9

1,65

3,1

4,6

6,0

—

—

_

РТ-82, РТ-84, РТ-86

—

3,6

—

6,6

12,6

18,5

Зависимость времени срабатывания от кратности тока в обмотке реле приведена на рис. 3-24 и 3-25.

Независимая часть характеристики начинается при 8—10-крат- пом токе уставкн.

Прн изменении частоты на ±3% номинального значения ток сра­батывания отсечки изменяется не более чем на ±15% значения, из­меренного при номинальной частоте. Ток и время срабатывания (при 10-кратном токе уставки) индукционного элемента меняются соот­ветственно не более чем на ±6 и ±15%,

«

18 11 е ч

Рис. 3-24. Временные характеристики реле РТ-81, РТ-83 и РТ-85.

о

 

 

/ — уставка 0,5 с; 2 —уставка 1 с; 3 — уставка а е; 4 —ус­тавка 3 с; 5 — уставка 4 с.

При изменении температуры окружающего воздуха от —20 до +40° С изменение времени срабатывания индукционного элемента при 10-кратном токе уставкн не превышает ±10% значения, изме­ренного при +20° С. Ток срабатывания индукционного элемента в этом же диапазоне температур меняется ие более чем иа ±15%.

Коэффициент возврата реле ие менее 0,8.

Время возврата реле при снижении тока в обмотке с 5/уст до 0,7/jст не превышает 0,8 с.

Инерционная ошибка реле не зависит от уставок реле и крат­ности докоммутациоиного тока и примерно равна 40 мс.

Потребляемая мощность прн токе уставки не более 10 В-А. Увеличение потребляемой мощности после срабатывания отсечкн не превышает 15%. Примерная зависимость сопротивления обмот­ки реле от кратности тока по отношению к току уставки приведена на рнс. 3-26.

Реле РТ-83, РТ-84, РТ 86 выдерживают длительное прохожде­ние тока по обмотке до 110% /_Вом, реле РТ-81, РТ-82, РТ-85 —

110% /уст.

Ниже приведена коммутационная способность контактов: замыкающие контакты нормального исполнения способны вклю­чать при замыкании постоянный или переменный ток 5 А при на­пряжении до 250 В, ко размыкание цепн должно производиться другими контактами;

40

'го

60 е

^срчб

1\⁵

 

 

 

j

 

 

 

 

ч-

Ж

[з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•г-

 

 

—

=1

—

 

■

НЕЙ

■

 

г            ч           в           a W

Рис. 3-25. Временные характеристики реле РТ-82, РТ-84 и РТ-86.

/ — уставка 2 ; ? — уставка 4 с; 3— уставка 8 с; 4 — устав­ка 12 с; £ — уставка 16 с.

размыкающие контакты нормального исполнения способны раз­рывать переменный ток 2 А н постоянный ток 0,5 А при напряже­нии до 250 В. Если управляемая цепь питается от трансформатора тока и при токе 4 А ее полное сопротивление не более 4 Ом, а при токе 50 А не более 1,5 Ом, то контакты реле способны шунтировать н дешунтировать эту цепь при токах до 50 А;

контакты усиленного исполнения способны шунтировать и де­шунтировать управляемую цепь при токах до 150 А, если управляе­мая цепь питается от трансформатора тока и ее параметры анало­гичны приведенным выше;

замыкающие сигнальные контакты способны замыкать и размы­кать цепь постоянного тока до 0,2 А или переменного тока до 1 А при напряжении до 250 В.

Габариты реле приведены на рис. П1-10 и П1-11. Масса реле не более 3,7 кг. Обмоточные данные реле приведены в табл. 3-5. При регулировке зазор между диском в полюсами электромаг­нита или постоянного магнита должен быть не менее 0,3 мм с каж-

⁷ном. ^А

Число витков

Провод

Число витков от начала намоткн до отпаек

5 10

120 60

ПБД-1,45 ПБД-1,95

48, 54, 60, 68, 80, 96 24, 27, 30, 34, 40, 48

 

 

Zp

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hi

1 цц

Он

te U

цч

8 П 1В 18

«I .1 »1                    Пуск

V" Ь 9                           секундомера

Ост анод на секундомера*

fnrV

------ -0-

 

 

Рис. 3-26 Зависимость полного Рнс, 3-27. Схема проверки реле сопротивления обмотки реле РТ-80 и РТ-90

РТ-85/2 от тока.

дой стороны. Люфты рамки н диска должны иметь такую величину, чтобы при переворачивании реле диск не касался полюсов электро­магнита и постоянного магнита. Если в зазоры между полюсами попали посторонние частицы, то их необходимо осторожно удалить,' Якорь отсечки должен поворачиваться без трения и иметь осевой люфт 0,1—0,2 мм. Правый конец якоря отсечки должен прилегать к магннтопроводу всей плоскостью, без перекосов. Прн повороте подвижной рамки от руки сектор должен входить в зацепление с, червяком не менее чем иа '/з высоты зуба на любой уставке. Осевой люфт сектора должен быть не более 0,5 мм.

Контакт нормального исполнения должен иметь зазор не менее 2 мм н в разомкнутом состоянии слегка касаться изолированного упора.

Контакты усиленного исполнения должны иметь зазор у замы­кающего контакта не менее 1,5 мм, а у размыкающего (после сра­батывания) — не менее 2 мм. Нажатие размыкающего контакта должно быть не менее 0,08 Н, иажатие пружины на замыкающий контакт — ие менее 0,10 Н. При срабатывании контактная пружина подвижного размыкающего контакта должна ложиться иа упор с прогибом 0,2—0,3 мм.

Межконтактный зазор у сигнального контакта 2—2,5 мм. Срабатывание главных контактов и выпадение сигнального флажка должно происходить в конце хода якоря отсечки.

При необходимости проверки и корректировки электрических параметров реле собирается схема, приведенная на рис. 3-27. Напря­жение источника питания должно обеспечивать синусоидальный ток при 10-кратном токе уставкн. Для выполнения этого условия ре­комендуется питать схему непосредственно от сети переменного то­ка 220 В через реостаты. Если реле имеет стальной кожух, то пара­метры реле (особенно отсечки) следует проверять при надетом кожухе. Главные контакты усиленного исполнения электрически со­единены с обмоткой реле. Прн проверке реле с усиленными контак­тами во избежание ошибок рекомендуется включение электросекун­домера через изолирующий трансформатор. Проверка производится в следующей последовательности:

проверяются величины тока начала вращения диска. Увеличен­ный ток начала вращения свидетельствует об увеличенном тренни В подпятниках диска;

проверяются времена срабатывания индукционного элемента при 10-кратном токе уставки. В этом случае вннт регулировки уставок отсечкн нужно вывернуть до упора. Регулировка времени сраба­тывания производится подбором положения постоянного магнита;

проверяются величины тока срабатывания индукционного эле­мента. Регулировка производится подбором натяжения возвратной пружины;

проверяются величины тока возврата индукционного элемента и коэффициента возврата. В этом случае сначала, прн замкнутом рубильнике Рг,, реостатом Ri устанавливается ток, больший тока срабатывания индукционного элемента, затем при разомкнутом ру­бильнике Pi реостатом Ri устанавливается ток, равный 0,8 тока драбатывания. Прн размыкании рубильника Pz в любом положения зубчатого сектора должен происходить четкий возврат сектора с рамкой в исходное положение. Регулировка тока возврата произво­дится подгибанием стальной пластинки 12 (рис. 3-20) на подвиж­ной рамке. Чем ближе пластинка к магнитопроводу, тем меньше Ток возврата;

проверяются токи срабатывания отсечки. В случае, если при проверке производилась регулировка какого-либо параметра, то пре­дыдущие проверки должны быть произведены вновь. Основные фак­торы, влияющие на электрические параметры индукционного эле­мента, приведены в табл. 3-6.

Таблица З-б

Параметры

Основные влияющие факторы

Ток начала вращения

Трение в подпятниках

Рремя срабатывания

Положение постоянного магнита

Ток срабатывания

Натяжение возвратной пружины, поло­жение постоянного магнита

Ток возврата (

Положение стальной пластинки, на рам­ке, натяжение возвратной пружины

 

Прн монтаже реле с задним присоединением во избежание де­формации цоколя и неправильной работы реле необходимо в местах крепления между цоколем и панелью устанавливать стальные про­кладки, входящие в комплект деталей присоединения. Для измене­ния уставок тока срабатывания индукционного элемента без разрыва цепи трансформатора тока реле имеет запасной винт с пластмассо­вой головкой, находящийся в холостом гнезде колодки переключе­ний. При изменении уставки необходимо сначала ввернуть запасной винт в нужное гнездо, а затем перенести второй винт в пустое гнездо.

3-3. МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ ТОКА РТ-90

Назначение и конструкция реле РТ-90 такие же, как и реле РТ-80. Основное отличие их заключается в более раннем наступлении независимой части характеристики времени срабатывания при кратности тока срабатыва­ния индукционного элемента, в 2—2,5 раза меньшей, чем у реле РТ-80.

Так как независимая часть характеристики обуслов­лена насыщением магнитопровода реле, то очевидно, что для сдвига ее влево необходимо увеличить м. д. с. обмотки при неизменном токе. Это было достигнуто увеличением числа витков обмотки реле в 1,75 раза. Так как увеличение числа витков обмотки приводит к умень­шению тока срабатывания и выдержки времени индукци­онного элемента, то отношение площадей поперечных сечений экранированной и неэкранированной частей по­люса изменено в сторону уменьшения рабочего момента на подвижной системе реле. Для обеспечения необходи­мого значения коэффициента успокоения и соответствия токов срабатывания индукционного элемента уставкам потребовалось уменьшение намагниченности постоянно­го магнита (по сравнению с РТ-80 в 2,3 раза) и умень­шение натяжения возвратной пружины. Таким образом, более раннее наступление независимой части характе­ристики времени срабатывания повлекло за собой сле­дующее изменение параметров:

мощность, потребляемая реле при номинальном токе, увеличилась в 3 раза;

увеличился нагрев обмотки реле; затруднилось получение нужного коэффициента воз­врата вследствие уменьшения усилия, выталкивающего диск из зазоров постоянного магнита и магнитопровода реле, и большего приближения стальной пластинки на рамке реле для сохранения надежности сцепления сек­тора с червяком;

уменьшилась ширина шкалы отсечки, а следователь­но, и точность ее;

увеличилась инерционная ошибка реле. Реле серии РТ-90 имеют четыре различных исполне­ния; краткая характеристика каждого исполнения при­ведена в табл. 3-7.

Таблица 3-7

 

Номинальный ток. А

Уставки

 

 

 

Реле

Время срабаты­вания, с*

Кратность тока срабатывания отсечки** '

и §

⇐ Предыдущая49505152535455565758Следующая ⇒

Поделиться:

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология