Меню

Устройство индукционного реле тока



Индукционное реле

Структурные части и основные элементы релейной защиты.

Основные органы релейной защиты.

Релейная защита состоит из пусковых органов, измерительных органов и логической части.

Пусковые органы — непосредственно и непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого оборудования и реагируют на возникновение короткого замыкания, и нарушения нормального режима работы.

Пусковые органы выполняются с помощью: реле тока, реле напряжения, реле мощности и т.д.

Измерительные органы – на них возлагается задача определения места и характера повреждения, а так же принятия решения о необходимости действия защиты.

Измерительные органы так же выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и других.

Функции пускового и измерительного органа могут быть объединены в одном органе.

Логическая часть – представляет собой схему которая запускается пусковыми органами и сопоставляя последовательность и продолжительность действия измерительных органов, производит отключение выключателей мгновенно или с выдержкой времени, запускает другие устройства, подает сигналы и производит другие предусмотренные действия.

Логическая часть состоит в основном из логических элементов, элементов времени (таймеров), а так же промежуточных и указательных реле. В аналоговых и микропроцессорных устройствах к ним добавляются дискретные входы и индикаторные светодиоды.

(курс лекций «Электрические аппараты»)

Индукционные реле основаны на взаимодействии между индуцированным в каком-то проводнике током и переменным магнитным потоком. Поэтому они применяются только на переменном токе как реле защиты энергосистем.

Существующие типы индукционных реле можно разделить на три группы: реле с рамкой, реле с диском, реле со стаканом.

В индукционных реле с рамкой (рис. 1, а) один из потоков (Ф2) индуцирует ток в короткозамкнутой обмотке, помещенной в виде рамки в поле второго потока (Ф1), сдвинутого по фазе. Реле имеют высокую чувствительность и наибольшее быстродействие по сравнению с другими индукционными реле. Недостатком их является малый вращающий момент.

Индукционные реле с диском широко распространены. Схема простейшего реле такого типа (с короткозамкнутым витком К и диском) приведена на рис. 1, б. Реле имеют сравнительно простую конструкцию и достаточно большой вращающий подвижной части.

Индукционные реле со стаканом (рис. 1, в) имеют подвижную часть в виде

стакана, вращающегося в

магнитном поле двух потоков

системы. Потоки Ф1 и Ф2

расположены в пространстве

под углом 90°, а по времени

сдвинуты на угол у.

Внутри стакана 5 проходит

стальной цилиндр 1 для

сопротивления. Реле со

стаканом сложнее реле с

диском, но позволяет

получить время срабатывания до 0,02 с. Это существенное достоинство

обеспечило им широкое применение.

Рис. 1. Схема устройства индукционных реле: а — с рамкой, б — с диском, в — со стаканом: 1 — стальной цилиндр, 2 — спиральная противодействующая пружина, 3 — подшипники, 4 — вспомогательные контакты, 5 — алюминиевый стакан, 6 — ось, 7, 9 — группы катушек, 8 — ярмо, 10 — 13 — полюсы

Четырехполюсная магнитная система позволяет без существенных изменений получать разнообразные по назначению реле и унифицировать их производство. Например, если на полюсах 11 и 13 разместить токовые катушки 9, а на ярме — катушки напряжения 7, то они создадут соответственно потоки Ф1 и Ф2, пропорциональные току и напряжению.

Взаимодействие этих потоков с индуцированными в стакане 5 токами создаст в последнем вращающий момент М = k1Ф1Ф2 sin γ = k2IUcos φ, т. е. получим реле мощности.

При этой же конструкции можно получить реле частоты, если на полюсах 11 и 13 расположить катушки напряжения 9 и соединить их последовательно с резистором, а катушки 7 соединить последовательно с конденсатором. Если оба контура (индуктивно-активный и индуктивно-емкостный) подключить на одно напряжение, то создаваемый в стакане 5 момент будет равен М = k3fФ1Ф2 sin γ, где f — частота тока.

Индуктивности катушек, емкость и сопротивление подбираются так, что при заданной уставке по частоте потоки совпадают по фазе, т. е. угол равен нулю. При изменении частоты потоки не совпадут по фазе, а знак угла их сдвига будет зависеть от характера изменения частоты. При повышении или понижении частоты происходит поворот стакана в ту или иную сторону и замыкание (размыкание) тех или иных контактов.

Аналогично различными комбинациями катушек на сердечниках можно получить и другие по назначению реле.

Принципы действия и выполнения индукционных систем.

Работа индукционных реле основана на взаимодействии переменных магнитных потоков с токами, индуктированными ими в подвижной системе реле. Основными элементами реле являются два электромагнита 1 и 2 и подвижная система 3, расположенная в магнитном поле электромагнитов (рис. 2.26). Подвижная система выполняется из немагнитного электропро­водящего материала в виде медного или алюминиевого дис­ка, либо полого цилиндра (барабанчика), закрепленного на вращающейся оси 4. С осью 4 жестко связан подвижный кон­такт реле 5, замыкающий при повороте неподвижные контак­ты 6. Движению диска в сторону замыкания контактов проти­водействует спиральная пружина 7.

Обмотки электромагнитов 1 и 2 питаются переменными (си­нусоидальными) токами I1 и I2, которые создают переменные магнитные потоки Ф1 и Ф2. Положительное направление то­ков и соответствующее им положительное направление пото­ков, определяемое по правилу буравчика, показаны на рис. 2.26.

2.26. Принцип устройства индук­ционного реле

Пренебрегая потерями на намагничивание, потоки Ф1 и Ф2 показаны на диаграмме совпадающими с токами It и 12. Магнитный поток Ф1, пронизывая подвижную систему 3, наводит в диске ЭДС

Ед1 =dФ1/dt , поток Ф2 — ЭДС EД2 = -dФ2/dt Наведенные ЭДС

отстают по фазе на 90° от вызывающих их магнитных потоков. Под действием ЭДС ЕД1 и ЕД2 в подвижной системе возникают вихревые токи IД1 и IД2, замыкающиеся вокруг оси индукти­рующего их магнитного потока. Положительные направления IД1 и Iд2, определенные по правилу буравчика по положитель­ному направлению потоков Ф1 и Ф2, показаны на рис. 2.27. Вследствие малой индуктивности контура вихревых токов их векторы IД1 и IД2 принимаются совпадающими по фазе с выз­вавшими их ЭДС Д1 и ЕД2).

В рассматриваемой конструкции возникают две силы: FЭl = = к1Ф1IД2 обусловленная взаимодействием магнитного по­тока Ф1 и тока Iд2, наведенного другим потоком Ф2, и Fэ2 = = к2Ф2IД1, вызванная воздействием потока Ф2 на ток Iд1) наведенный потоком Ф1.

Силы взаимодействия потока Ф1 со «своим» током Iд1 и Ф2 с вихревым током Iд2 равны нулю.

Направление сил FЭl и FЭ2 и создаваемые ими моменты вра­щения Мэ1 и Мэ2 определяются их средними значениями за период, которые зависят от угла сдвига фаз между взаимодей­ствующими потоками и токами в диске. Силы FЭl и FЭ2 опреде­ляются по правилу «левой руки» и показаны на рис. 2.26.

Ре­зультирующая электромагнитная сила FЭ = FЭl + FЭ2. Резуль­тирующий электромагнитный момент Мэ = FЭd, где d — плечо силы F3 относительно оси вращения. Момент Мэ приводит в движение подвижную систему 3, которая в зависимости от зна­ка (направления) Мэ действует в сторону замыкания или раз­мыкания контактов реле 5.

Электромагнитная сила F3 и ее момент Мэ. Значение резуль­тирующей электромагнитной силы Fg выражается через магнит­ные потоки Ф1 и Ф2, создаваемые токами, питающими обмотки электромагнитов реле, угол сдвига фаз между ними φ и частоту входных токов f:

Читайте также:  Магнитные линии прямого проводника с током направлены вдоль проводника по направлению тока

Соответственно электромагнитный момент

где Ф1 и Ф2 — действующие значения магнитных потоков; к,k’,k» — постоянные величины.

Анализируя выражение (2.13), можно сделать следующие выводы:

1) результирующий момент пропорционален действующим (или амплитудным) значениям магнитных потоков и зависит
от сдвига фаз φ между токами, подведенными к реле. Это означает, что индукционные реле могут служить для сравнения фаз входных токов. Реле имеет максимальный моментпри φ = 90° и не действует при φ = 0;

2) знак момента зависит от sinφ. Результирующая сила FЭ направлена от оси опережающего к оси отстающего магнитного потока;

3) конструкция реле должна обеспечить создание не менее двух переменных магнитных потоков 1 и Ф2), пронизывающих
подвижную систему в разных точках и сдвинутых по фазе на угол φ ≠0;

4) поскольку действующие значения магнитных потоков Ф1 и Ф2 являются постоянными величинами, то мгновенное
значение моментов индукционных реле в отличие от электромагнитных не изменяется во времени. Поэтому у индукционных реле отсутствует вибрация контактов, если токи и напря­жения, создающие соответствующие потоки, синусоидальны;

на индукционном принципе могут выполняться только реле переменного тока: реле тока, направления мощности,
сопротивления и др.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

3-3. Принцип действия индукционных реле

На индукционном принципе выполняются реле двух основных типов: реле с вращающимся диском и реле с вращающимся цилиндрическим ротором. Первый тип используется для изготовления реле максимального тока с зависимой характеристикой выдержки времени, а второй — для изготовления реле направления мощности и реле сопротивления.

Индукционное реле состоит из неподвижного магнитопровода с катушками (обмотками) и подвижной части, выполняемой в виде металлического диска или цилиндра, расположенных на оси. При подаче в обмотки реле переменных токов возникают переменные магнитные потоки, которые индуктируют токи в подвижной части реле. В результате взаимодействия между указанными магнитными потоками и токами в подвижной части реле возникает вращающий момент, под влиянием которого подвижная часть может вращаться или поворачиваться на определенный угол. Из рассмотренного видно, что индукционные реле могут работать только на переменном токе.

Для получения вращающего момента на подвижной части индукционного реле необходимо создать не менее двух магнитных потоков, сдвинутых относительно друг друга в пространстве и по фазе [Л. 2, 4, 5, 7].

Большинство индукционных реле выполняются с двумя магнитными потоками. В этих реле вращающий момент на подвижной части возникает в результате взаимодействия каждого магнитного потока с током, индуктированным в подвижной части реле вторым магнитным потоком.

На рис. 3-6 приведено индукционное реле с диском и коротко-замкнутыми витками. Реле состоит из подвижного алюминиевого диска 1 с укрепленной на его оси контактной системой 2 и стального магнитопровода 4 с обмоткой 3. На часть сечения полюсов магнитопровода насажены массивные медные короткозамкнутые витки (экраны) 5.

При прохождении по обмотке реле переменного тока возникает магнитный поток Ф, который замыкается по экранированной и неэкранированной частям полюсов. Вследствие этого в экранах индуктируется

э. д. с. и проходит ток, который создает свой магнитный поток. В результате наложения магнитного потока экранов на магнитный поток магнитопровода Ф магнитные потоки в экранированной части полюсов Ф1 и неэкранированной части Ф2 оказывается сдвинутыми относительно друг друга на угол . Таким образом, создаются условия, необходимые для работы индукционного реле, а именно: наличие двух переменных магнитных потоков, созданных неподвижной обмоткой, сдвинутых относительно друг друга как в пространстве, так и по фазе.

В результате взаимодействия магнитного потока Ф1 с током Iд2, индуктированным в диске магнитным потоком Ф2, и взаимодействия магнитного потока Ф2 с током Iд1 индуктированным в диске магнитным потоком Ф1, на диск, который является, подвижной частью реле, действуют силы [Л.7, 12]:

Суммарная сила равная всегда направленная от неэкранированной части полюсов к экранированной, создает на диске вращающий момент Мвр, под действием которого диск начинает вращаться и с помощью подвижных контактов 2 замыкает неподвижные контакты 6.

Общее выражение для вращающего момента индукционного реле имеет вид [Л. 4, 5, 7]:

где — коэффициент пропорциональности; Ф1 и Ф2 — магнитные потоки, воздействующие на подвижную часть реле; — угол сдвига между магнитными потоками.

Из выражения (3-4) следует, что когда магнитные потоки Ф1 и Ф2 совпадают по фазе, т. е. когда угол , то все выражение обращается в нуль, т. е. Мвр = 0. Наоборот, когда то Мвр имеет максимальную величину.

На рис. 3-29 показано индукционное реле с цилиндрическим ротором, у которого магнитные потоки Ф1 и Ф2 сдвинуты в пространстве на угол 90°, а фазовый сдвиг между ними достигается соответствующим включением обмоток реле. Магнитные потоки Ф1 и Ф2 индуктируют и стенках цилиндрического ротора э. д. с. и токи, которые, взаимодействуя с этими магнитными потоками, создают на роторе вращающий момент, так же как на диске рассмотренного выше реле.

6 Июнь, 2009 24415 ]]> Печать ]]>

Источник

Индукционные реле

Индукционные реле Индукционные реле основаны на взаимодействии между индуцированным в каком-то проводнике током и переменным магнитным потоком. Поэтому они применяются только на переменном токе как реле защиты энергосистем. Как правило, это вторичное реле косвенного действия.

Существующие типы индукционных реле можно разделить на три группы: реле с рамкой, реле с диском, реле со стаканом.

В индукционных реле с рамкой (рис. 1, а) один из потоков (Ф2) индуцирует ток в короткозамкнутой обмотке, помещенной в виде рамки в поле второго потока (Ф1), сдвинутого по фазе. Реле имеют высокую чувствительность и наибольшее быстродействие по сравнению с другими индукционными реле. Недостатком их является малый вращающий момент.

Индукционные реле с диском широко распространены. Схема простейшего реле такого типа (с короткозамкнутым витком К и диском) приведена на рис. 1, б. Реле имеют сравнительно простую конструкцию и достаточно большой вращающий подвижной части.

Индукционные реле со стаканом (рис. 1, в) имеют подвижную часть в виде стакана, вращающегося в магнитном поле двух потоков четырехполюсной магнитной системы. Потоки Ф1 и Ф2 расположены в пространстве под углом 90°, а по времени сдвинуты на угол γ .

Внутри стакана 5 проходит стальной цилиндр 1 для уменьшения магнитного сопротивления. Реле со стаканом сложнее реле с диском, но позволяет получить время срабатывания до 0,02 с. Это существенное достоинство обеспечило им широкое применение.

Схема устройства индукционных реле

Рис. 1. Схема устройства индукционных реле: а — с рамкой, б — с диском, в — со стаканом: 1 — стальной цилиндр, 2 — спиральная противодействующая пружина, 3 — подшипники, 4 — вспомогательные контакты, 5 — алюминиевый стакан, 6 — ось, 7, 9 — группы катушек, 8 — ярмо, 10 — 13 — полюсы

Четырехполюсная магнитная система позволяет без существенных изменений получать разнообразные по назначению реле и унифицировать их производство. Например, если на полюсах 11 и 13 разместить токовые катушки 9, а на ярме — катушки напряжения 7, то они создадут соответственно потоки Ф1 и Ф2, пропорциональные току и напряжению.

Взаимодействие этих потоков с индуцированными в стакане 5 токами создаст в последнем вращающий момент М = k 1Ф1Ф2 sin γ = k2IUcos φ , т. е. получим реле мощности.

Читайте также:  Реактор постоянного тока dcl

При этой же конструкции можно получить реле частоты, если на полюсах 11 и 13 расположить катушки напряжения 9 и соединить их последовательно с резистором, а катушки 7 соединить последовательно с конденсатором. Если оба контура (индуктивно-активный и индуктивно-емкостный) подключить на одно напряжение, то создаваемый в стакане 5 момент будет равен М = k3f Ф1Ф2 sin γ , где f — частота тока.

Индуктивности катушек, емкость и сопротивление подбираются так, что при заданной уставке по частоте потоки совпадают по фазе, т. е. угол равен нулю. При изменении частоты потоки не совпадут по фазе, а знак угла их сдвига будет зависеть от характера изменения частоты. При повышении или понижении частоты происходит поворот стакана в ту или иную сторону и замыкание (размыкание) тех или иных контактов.

Аналогично различными комбинациями катушек на сердечниках можно получить и другие по назначению реле.

Комбинированные токовые реле

Комбинированное реле тока имеет индукционный воспринимающий элемент, который действует с выдержкой времени, зависящей от тока, и электромагнитный воспринимающий элемент мгновенного действия (отсечка), срабатывающий при высоких значениях тока.

Индукционные реле максимального тока РТ80

Индукционные реле максимального тока РТ80Индукционное реле серии РТ-80 имеет индукционный и электромагнитный релейные элементы (рис. 2). Индукционный элемент состоит из электромагнита 14 с короткозамкнутыми витками 16 и диска 6, ось которого находится в подшипниках 8, установленных на рамке 4.

Рамка поворачивается на осях 3 и пружиной 2 удерживается в крайнем положении, т.е. пружиной к упору 1. На ось диска насажен червяк 18. В исходном положении рамки сегмент 7, имеющий червячные зубья, не находится в зацеплении с червяком и контакты 9 реле разомкнуты.

Когда по обмотке реле протекает ток I р > I срр, диск медленно начинает вращаться под действием электромагнитного момента, создаваемого током реле. Рамка поворачивается, червяк входит в зацепление с зубьями сегмента и начинает постепенно подниматься, преодолевая усилие пружины 17, и специальной планкой 10 замыкает контакты реле. Время срабатывания реле регулируется начальным положением зубчатого сегмента при помощи винта, укрепленного на шкале времени.

Индукционное реле максимального тока серии РТ- 80

Рис. 2. Индукционное реле максимального тока серии РТ- 80

Чем больше сила тока I р в обмотке электромагнита, тем быстрее будет вращаться диск и тем меньше будет выдержка времени срабатывания контактов. Ток срабатывания индукционного элемента I срр регулируется при изменении количества витков обмотки (при перестановке контактного витка 13 на контактной колодке), I срр >(2 — 10) А, время срабатывания 0,5 — 16 с.

Реле максимального тока РТ81, РТ82, РТ83, РТ84, РТ85, РТ86 применяются для защиты электрических машин, трансформаторов и линий передачи при коротких замыканиях и перегрузках.

Реле типов РТ83, РТ84, РТ86 применяются в тех случаях, когда требуется сигнализация о перегрузках.

Реле типов РТ81, РТ82 имеют один главный замыкающий контакт, действующий мгновенно при токах короткого замыкания и с выдержкой времени при перегрузках в защищаемых электроустановках. Перестановкой деталей замыкающий контакт превращается в размыкающий контакт.

Реле типов РТ83, РТ84 имеют один главный замыкающий контакт, действующий мгновенно при токах короткого замыкания и один замыкающий сигнальный контакт, работающий с выдержкой времени при перегрузках.

Реле типов РТ85, РТ86, предназначенные для работы на оперативном переменном токе, имеют усиленные замыкающий и размыкающий контакты с общей точкой, причем реле типа РТ86, кроме главных контактов, имеют замыкающий сигнальный контакт, аналогично реле типа РТ84. Усиленные замыкающий и размыкающий контакты в реле типа РТ85 могут действовать как мгновенно, так и с выдержкой времени. В реле типа РТ86 эти контакты могут действовать только мгновенно.

Индукционные реле максимального тока РТ90

Реле максимального тока РТ91, РТ95 применяются для защиты электрических установок при перегрузках и коротких замыканиях.

Реле выполнены на основе реле серии РТ80 и отличаются от них характеристикой зависимости выдержки времени от тока.

Реле РТ91 имеют один главный замыкающий контакт, действующий мгновенно при токах короткого замыкания и с выдержкой времени при перегрузках в защищаемых электроустановках.

Реле РТ95 имеет усиленные замыкающий и размыкающий контакты с общей точкой и предназначено для работы на оперативном переменном токе. Усиленные замыкающий и размыкающий контакты в реле типа РТ95 могут действовать как мгновенно, так и с выдержкой времени.

Источник

Реле тока. Виды и устройство. Работа и как выбрать. Применение

Реле тока — в электрических промышленных сетях часто возникают чрезмерные нагрузки и короткие замыкания. Все компоненты цепи, начиная от обычного проводника, и заканчивая потребителями нагрузки со сложной конструкцией, рассчитаны на допустимый максимальный нагрузочный ток. Превышение этой величины приводит к пробою изоляции, либо нарушению целостности проводов из-за расплавления жил, а также межвитковому замыканию обмотки двигателя, перегрузке трансформатора. Все эти факторы являются аварийными режимами эксплуатации, ведущими к неисправностям и выходу из строя сети питания.

Для обеспечения надежной защиты агрегатов, трансформаторов, приводов электромоторов применяется релейная защита, включающая в себя один из основных элементов в виде реле тока, которое предотвращает эксплуатацию электрооборудования в аварийном режиме.

Виды

Реле тока классифицируются по двум основным признакам:
  • Первичные чаще всего встроены в конструкцию выключателя, и являются его частью. Они применяются в основном в электрических сетях напряжением до 1000 В.
  • Вторичные включаются в цепь посредством трансформатора тока, который подключается к питающей шине или кабелю. Трансформатор снижает ток до значения, которое подходит для функционирования реле. В качестве примера можно рассмотреть трансформатор тока, имеющий кратность 100 : 5. Он способен контролировать значение тока до 100 ампер, применяя для этого реле с допускаемой величиной наибольшего тока всего в 5 ампер.
Вторичные реле тока в свою очередь разделяются на виды:
  • Индукционные реле.
  • Электромагнитного действия.
  • Дифференциальные модели.
  • Реле на интегральных микросхемах.
Устройство и работа

Конструктивные особенности основных видов реле и их принцип действия.

Индукционные

Такой вид реле работает на основе взаимодействия между током, индуцированным в некотором проводнике, и переменным магнитным потоком. Вследствие этого они используются на переменном токе в качестве защитного реле косвенного действия.

Имеющиеся виды индукционных реле делятся на 3 группы:
  • С рамкой.
  • С диском.
  • Со стаканом.

Rele toka induktsionnye

В варианте с рамкой (рисунок «а») поток Ф2 создает ток в замкнутой обмотке, выполненной в виде рамки в магнитном поле второго потока Ф1, который сдвинут по фазе. Такие реле обладают повышенной чувствительностью и максимальной реакцией в отличие от других реле. В качестве недостатка можно отметить слабый момент вращения.

Образцы с диском имеют широкую популярность. Схема такого реле изображена на рисунке «б». Такие реле обладают большим моментом вращения диска, имеют простое устройство.

Реле со стаканом (рисунок «в») оснащены подвижным стаканом, который может вращаться в магнитном поле потоков магнитной системы, состоящей из четырех полюсов. Потоки расположены под прямым углом между собой в пространстве.

В стакане 5 находится стальной цилиндр 1, который предназначен для снижения магнитного сопротивления. Эта конструкция более сложная, в отличие от реле с диском. Это дает возможность получения короткого времени реакции на срабатывание (0,02 с), что является значительным преимуществом, и обеспечивает широкую популярность в использовании реле тока со стаканом.

Читайте также:  Расчет тока для однолинейной схемы

4-полюсная магнитная система дает возможность получать без значительных доработок разные по назначению реле, и унифицировать их изготовление.

Электромагнитные

Нейтральные реле реагируют одинаково на постоянный ток, проходящий в обмотке, в любом направлении. По типу движения якоря реле делятся на два вида: с угловым перемещением якоря, и с втягивающим якорем.

Rele toka elektromagnitnye

  1. Сердечник.
  2. Ярмо.
  3. Якорь.
  4. Штифт.
  5. Контакты.

Если нет сигнала управления, то якорь удерживается на наибольшем расстоянии от сердечника с помощью воздействия пружины. При поступлении сигнала на обмотку образуется магнитная сила, прижимающая якорь к сердечнику. Тем самым одни контакты замыкаются, а другие размыкаются.

Поляризованные реле включают в себя аналогичные элементы, однако отличаются наличием двух обмоток, двух сердечников, постоянным магнитом и контактной тягой. Поляризованные реле срабатывают в зависимости от того, какой полярности пришел сигнал управления.

Rele toka poliarizovannye

Сердечник изготавливается из листовой электротехнической стали. Это позволяет повысить скорость срабатывания устройства. При отсутствии тока на катушках, реле находится в исходном состоянии. При этом в реле уже есть магнитный поток, который образован постоянным магнитом. Силовые линии замыкаются на два контура.

Первый контур включает в себя магнит, левый сердечник, ярмо, якорь и другой магнит. А второй контур проходит по магниту и ярму к правому сердечнику и якорю. Далее он снова приходит в первоначальное положение.

Между левым сердечником и якорем нет воздушной прослойки. В этом случае правый сердечник и якорь разделены большим воздушным зазором. Воздух имеет большое сопротивление, поэтому величина магнитного потока в правом контуре будет намного меньше левого. Якорь притянется к левому сердечнику под действием более мощного магнитного потока.

Так функционирует поляризованное реле. Его работа происходит на основе магнитных свойств. Это дает возможность менять направление тока на обмотке, при разных полярностях.

Реле переменного тока имеет отличие от модели постоянного тока в том, что работает от переменного тока непосредственно от сети. При равных размерах конструкции, величина силы у реле переменного тока в два раза ниже, чем у реле, работающего на постоянном токе.

Достоинства
  • Низкая стоимость электромагнитных реле в отличие от полупроводниковых образцов.
  • Незначительное падение напряжения на контактах, низкое выделение теплоты, не требует охлаждения.
  • Качественная электрическая изоляция цепи управления катушки и группы контактов.
  • Невосприимчивость к импульсным нагрузкам и помехам, возникающим при ударах молнии, и при переключениях высоковольтных цепей.
  • Возможность подключения нагрузки до 4 киловатт при объемном размере реле ниже 10 куб. см.
Недостатки
  • Возникающие проблемы при подключении индуктивных потребителей и нагрузок постоянного тока высокого напряжения.
  • Возникновение радиопомех при работе силовых контактов.
  • Ограниченный механический и электрический ресурс.
  • Низкая скорость функционирования.
Дифференциальные

Такие реле действуют по принципу сравнивания значения тока до потребителя и после него. Таким потребителем обычно бывает силовой трансформатор. В обычном режиме эксплуатации ток до трансформатора и после него практически одинаков. Однако при появлении короткого замыкания на трансформаторе такой баланс нарушается. В этом случае реле замыкает контакты и подает команду на обесточивание неисправного участка цепи.

Дифференциальные реле широко используются в бытовых условиях, а также на производстве. Такие реле в виде защитных устройств предотвращают утечки тока в приборах и проводах.

Защищаемыми приборами обычно бывают:
  • Оргтехника.
  • Бойлеры.
  • Светильники.
  • Бытовые устройства.

Тем самым осуществляется защита человека от удара электрическим током при касании корпуса устройства.

Реле на микросхемах (интегральные электронные)

Такие типы изготавливают на основе полупроводниковых элементов. Основным их преимуществом является постоянная стабильная работа при повышенной вибрации.

Elektronnye

Применение и подключение

В нормальном эксплуатационном режиме любое реле тока должно обладать достаточной чувствительностью к превышению номинального значения тока в цепи входа. При повышении тока больше допустимых значений, осуществляется переключение контактов выхода, которые обесточивают силовые устройства от сети питания.

Если ток дальше продолжает снижаться и подходит к номинальной величине, то при этом цепь снова замыкается под действием сигнала на выходе, и подается ток.

Реле для защиты применяют в жилых домах, а также на производственных объектах. Многие современные квартиры оснащены мощными бытовыми электрическими устройствами. Если включить сразу все такие устройства, то это вызовет значительные нагрузки в электрической сети питания.

Для предотвращения аналогичных случаев все устройства разделяют:
  • Приоритетные.
  • Второстепенные.

Приоритетными устройствами считаются те, отключение которых от сети создаст аварийную критическую обстановку. Такие внезапные отключения приводят к неисправностям и выходу из строя.

Второстепенными устройствами считаются те, которые можно отключить без всякого ущерба, не создавая аварийной ситуации или каких-либо неисправностей. Поэтому реле подключаются так, чтобы не допустить всевозможные перегрузки в сети питания.

Для примера реле максимального тока РМТ-101 .

Это устройство дает возможность настроить определенное время отключения нагрузки при перегрузке сети, а потом снова подает питание.

RTM-101 upravlenie

Такой образец реле способен контролировать и измерять нагрузку по току. Также при необходимости реле может применяться вместо цифрового амперметра. При измерении тока нет необходимости разрывать цепь. В приборе установлен специальный датчик, расположенный в корпусе.

Защитное реле РМТ-101 можно присоединять к трансформаторам тока выносного типа. На передней панели реле находятся цифровые и светодиодные индикаторы, которые показывают величину тока в цепи. Реле оснащено двумя переключателями, которыми можно настраивать необходимый интервал измерений, режим индикации, точность показаний, наибольший и текущий ток.

Другой важной функцией реле является его использование вместо реле ограничения потребления тока. Также можно выбрать необходимую нагрузку. Реле может функционировать в двух режимах: наименьшего и наибольшего тока. Чтобы переключиться между режимами, необходимо воспользоваться специальным переключателем.

Реле тока РМТ-101 приобрело широкую популярность на производстве. Оно создает защиту мощных электродвигателей переменного и постоянного тока, а также другого оборудования от возникающих перегрузок.

Также широко используемым устройством в различных областях является реле РЭО-401.

REO-401

Устройство этого реле тока защиты состоит из двух главных узлов:

  • Электромагнитная система.
  • Блок контакт.

Электромагнитная система включает в себя скобу сердечника с трубкой. На трубке размещена катушка, имеющая в качестве защиты изоляционный каркас. В трубке находится якорь, который может легко перемещаться вдоль трубки. Значение тока срабатывания зависит от расположения якоря.

Значение тока срабатывания регулируется с помощью изменения расположения скобы, которая после регулировки может фиксироваться специальным винтом. Когда реле сработает, то блок-контакты останутся разомкнутыми, пока не снизится ток до нормальной величины. Далее якорь переместится в нижнюю позицию, а контакты от воздействия пружины замкнутся. Проводники подключаются к реле на передней части корпуса.

Советы по выбору реле
Чтобы сделать правильный выбор реле наибольшего тока необходимо руководствоваться:
  • Поставленной задачей.
  • Значением тока.
  • Напряжением питания.
  • Условиями эксплуатации.
  • Наличием механизма задержки срабатывания.
  • Наибольшим допустимым током.
  • Характеристиками и параметрами регулировки.

После приобретения реле, его необходимо настроить. Это делается легко, при помощи встроенных уставок, плавно изменяя их. Все аналогичные реле имеют компактные размеры. Это дает возможность без особых проблем установить их в шкафы релейной защиты или распределительные щиты.

Такие реле имеют надежную и простую конструкцию, унифицированы между собой, что позволяет производить их легкую замену. Для контроля параметров применяются встроенные светодиодные дисплеи.

Источник

Устройство индукционного реле тока



Индукционные реле

Индукционные реле Индукционные реле основаны на взаимодействии между индуцированным в каком-то проводнике током и переменным магнитным потоком. Поэтому они применяются только на переменном токе как реле защиты энергосистем. Как правило, это вторичное реле косвенного действия.

Существующие типы индукционных реле можно разделить на три группы: реле с рамкой, реле с диском, реле со стаканом.

В индукционных реле с рамкой (рис. 1, а) один из потоков (Ф2) индуцирует ток в короткозамкнутой обмотке, помещенной в виде рамки в поле второго потока (Ф1), сдвинутого по фазе. Реле имеют высокую чувствительность и наибольшее быстродействие по сравнению с другими индукционными реле. Недостатком их является малый вращающий момент.

Индукционные реле с диском широко распространены. Схема простейшего реле такого типа (с короткозамкнутым витком К и диском) приведена на рис. 1, б. Реле имеют сравнительно простую конструкцию и достаточно большой вращающий подвижной части.

Индукционные реле со стаканом (рис. 1, в) имеют подвижную часть в виде стакана, вращающегося в магнитном поле двух потоков четырехполюсной магнитной системы. Потоки Ф1 и Ф2 расположены в пространстве под углом 90°, а по времени сдвинуты на угол γ .

Внутри стакана 5 проходит стальной цилиндр 1 для уменьшения магнитного сопротивления. Реле со стаканом сложнее реле с диском, но позволяет получить время срабатывания до 0,02 с. Это существенное достоинство обеспечило им широкое применение.

Схема устройства индукционных реле

Рис. 1. Схема устройства индукционных реле: а — с рамкой, б — с диском, в — со стаканом: 1 — стальной цилиндр, 2 — спиральная противодействующая пружина, 3 — подшипники, 4 — вспомогательные контакты, 5 — алюминиевый стакан, 6 — ось, 7, 9 — группы катушек, 8 — ярмо, 10 — 13 — полюсы

Четырехполюсная магнитная система позволяет без существенных изменений получать разнообразные по назначению реле и унифицировать их производство. Например, если на полюсах 11 и 13 разместить токовые катушки 9, а на ярме — катушки напряжения 7, то они создадут соответственно потоки Ф1 и Ф2, пропорциональные току и напряжению.

Взаимодействие этих потоков с индуцированными в стакане 5 токами создаст в последнем вращающий момент М = k 1Ф1Ф2 sin γ = k2IUcos φ , т. е. получим реле мощности.

При этой же конструкции можно получить реле частоты, если на полюсах 11 и 13 расположить катушки напряжения 9 и соединить их последовательно с резистором, а катушки 7 соединить последовательно с конденсатором. Если оба контура (индуктивно-активный и индуктивно-емкостный) подключить на одно напряжение, то создаваемый в стакане 5 момент будет равен М = k3f Ф1Ф2 sin γ , где f — частота тока.

Читайте также:  Статор двигателя постоянного тока устройство

Индуктивности катушек, емкость и сопротивление подбираются так, что при заданной уставке по частоте потоки совпадают по фазе, т. е. угол равен нулю. При изменении частоты потоки не совпадут по фазе, а знак угла их сдвига будет зависеть от характера изменения частоты. При повышении или понижении частоты происходит поворот стакана в ту или иную сторону и замыкание (размыкание) тех или иных контактов.

Аналогично различными комбинациями катушек на сердечниках можно получить и другие по назначению реле.

Комбинированные токовые реле

Комбинированное реле тока имеет индукционный воспринимающий элемент, который действует с выдержкой времени, зависящей от тока, и электромагнитный воспринимающий элемент мгновенного действия (отсечка), срабатывающий при высоких значениях тока.

Индукционные реле максимального тока РТ80

Индукционные реле максимального тока РТ80Индукционное реле серии РТ-80 имеет индукционный и электромагнитный релейные элементы (рис. 2). Индукционный элемент состоит из электромагнита 14 с короткозамкнутыми витками 16 и диска 6, ось которого находится в подшипниках 8, установленных на рамке 4.

Рамка поворачивается на осях 3 и пружиной 2 удерживается в крайнем положении, т.е. пружиной к упору 1. На ось диска насажен червяк 18. В исходном положении рамки сегмент 7, имеющий червячные зубья, не находится в зацеплении с червяком и контакты 9 реле разомкнуты.

Когда по обмотке реле протекает ток I р > I срр, диск медленно начинает вращаться под действием электромагнитного момента, создаваемого током реле. Рамка поворачивается, червяк входит в зацепление с зубьями сегмента и начинает постепенно подниматься, преодолевая усилие пружины 17, и специальной планкой 10 замыкает контакты реле. Время срабатывания реле регулируется начальным положением зубчатого сегмента при помощи винта, укрепленного на шкале времени.

Индукционное реле максимального тока серии РТ- 80

Рис. 2. Индукционное реле максимального тока серии РТ- 80

Чем больше сила тока I р в обмотке электромагнита, тем быстрее будет вращаться диск и тем меньше будет выдержка времени срабатывания контактов. Ток срабатывания индукционного элемента I срр регулируется при изменении количества витков обмотки (при перестановке контактного витка 13 на контактной колодке), I срр >(2 — 10) А, время срабатывания 0,5 — 16 с.

Реле максимального тока РТ81, РТ82, РТ83, РТ84, РТ85, РТ86 применяются для защиты электрических машин, трансформаторов и линий передачи при коротких замыканиях и перегрузках.

Реле типов РТ83, РТ84, РТ86 применяются в тех случаях, когда требуется сигнализация о перегрузках.

Реле типов РТ81, РТ82 имеют один главный замыкающий контакт, действующий мгновенно при токах короткого замыкания и с выдержкой времени при перегрузках в защищаемых электроустановках. Перестановкой деталей замыкающий контакт превращается в размыкающий контакт.

Читайте также:  Реактор постоянного тока dcl

Реле типов РТ83, РТ84 имеют один главный замыкающий контакт, действующий мгновенно при токах короткого замыкания и один замыкающий сигнальный контакт, работающий с выдержкой времени при перегрузках.

Реле типов РТ85, РТ86, предназначенные для работы на оперативном переменном токе, имеют усиленные замыкающий и размыкающий контакты с общей точкой, причем реле типа РТ86, кроме главных контактов, имеют замыкающий сигнальный контакт, аналогично реле типа РТ84. Усиленные замыкающий и размыкающий контакты в реле типа РТ85 могут действовать как мгновенно, так и с выдержкой времени. В реле типа РТ86 эти контакты могут действовать только мгновенно.

Индукционные реле максимального тока РТ90

Реле максимального тока РТ91, РТ95 применяются для защиты электрических установок при перегрузках и коротких замыканиях.

Реле выполнены на основе реле серии РТ80 и отличаются от них характеристикой зависимости выдержки времени от тока.

Реле РТ91 имеют один главный замыкающий контакт, действующий мгновенно при токах короткого замыкания и с выдержкой времени при перегрузках в защищаемых электроустановках.

Реле РТ95 имеет усиленные замыкающий и размыкающий контакты с общей точкой и предназначено для работы на оперативном переменном токе. Усиленные замыкающий и размыкающий контакты в реле типа РТ95 могут действовать как мгновенно, так и с выдержкой времени.

Источник

3-3. Принцип действия индукционных реле

На индукционном принципе выполняются реле двух основных типов: реле с вращающимся диском и реле с вращающимся цилиндрическим ротором. Первый тип используется для изготовления реле максимального тока с зависимой характеристикой выдержки времени, а второй — для изготовления реле направления мощности и реле сопротивления.

Индукционное реле состоит из неподвижного магнитопровода с катушками (обмотками) и подвижной части, выполняемой в виде металлического диска или цилиндра, расположенных на оси. При подаче в обмотки реле переменных токов возникают переменные магнитные потоки, которые индуктируют токи в подвижной части реле. В результате взаимодействия между указанными магнитными потоками и токами в подвижной части реле возникает вращающий момент, под влиянием которого подвижная часть может вращаться или поворачиваться на определенный угол. Из рассмотренного видно, что индукционные реле могут работать только на переменном токе.

Для получения вращающего момента на подвижной части индукционного реле необходимо создать не менее двух магнитных потоков, сдвинутых относительно друг друга в пространстве и по фазе [Л. 2, 4, 5, 7].

Большинство индукционных реле выполняются с двумя магнитными потоками. В этих реле вращающий момент на подвижной части возникает в результате взаимодействия каждого магнитного потока с током, индуктированным в подвижной части реле вторым магнитным потоком.

Читайте также:  Плотность тока в проводнике единицы измерения

На рис. 3-6 приведено индукционное реле с диском и коротко-замкнутыми витками. Реле состоит из подвижного алюминиевого диска 1 с укрепленной на его оси контактной системой 2 и стального магнитопровода 4 с обмоткой 3. На часть сечения полюсов магнитопровода насажены массивные медные короткозамкнутые витки (экраны) 5.

При прохождении по обмотке реле переменного тока возникает магнитный поток Ф, который замыкается по экранированной и неэкранированной частям полюсов. Вследствие этого в экранах индуктируется

э. д. с. и проходит ток, который создает свой магнитный поток. В результате наложения магнитного потока экранов на магнитный поток магнитопровода Ф магнитные потоки в экранированной части полюсов Ф1 и неэкранированной части Ф2 оказывается сдвинутыми относительно друг друга на угол . Таким образом, создаются условия, необходимые для работы индукционного реле, а именно: наличие двух переменных магнитных потоков, созданных неподвижной обмоткой, сдвинутых относительно друг друга как в пространстве, так и по фазе.

В результате взаимодействия магнитного потока Ф1 с током Iд2, индуктированным в диске магнитным потоком Ф2, и взаимодействия магнитного потока Ф2 с током Iд1 индуктированным в диске магнитным потоком Ф1, на диск, который является, подвижной частью реле, действуют силы [Л.7, 12]:

Суммарная сила равная всегда направленная от неэкранированной части полюсов к экранированной, создает на диске вращающий момент Мвр, под действием которого диск начинает вращаться и с помощью подвижных контактов 2 замыкает неподвижные контакты 6.

Общее выражение для вращающего момента индукционного реле имеет вид [Л. 4, 5, 7]:

где — коэффициент пропорциональности; Ф1 и Ф2 — магнитные потоки, воздействующие на подвижную часть реле; — угол сдвига между магнитными потоками.

Из выражения (3-4) следует, что когда магнитные потоки Ф1 и Ф2 совпадают по фазе, т. е. когда угол , то все выражение обращается в нуль, т. е. Мвр = 0. Наоборот, когда то Мвр имеет максимальную величину.

На рис. 3-29 показано индукционное реле с цилиндрическим ротором, у которого магнитные потоки Ф1 и Ф2 сдвинуты в пространстве на угол 90°, а фазовый сдвиг между ними достигается соответствующим включением обмоток реле. Магнитные потоки Ф1 и Ф2 индуктируют и стенках цилиндрического ротора э. д. с. и токи, которые, взаимодействуя с этими магнитными потоками, создают на роторе вращающий момент, так же как на диске рассмотренного выше реле.

6 Июнь, 2009 24405 ]]> Печать ]]>

Источник

Adblock
detector