Содержание материала

9.3. КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

а) Реле защиты энергосистем. В схемах защиты энергосистем и крупных силовых установок (мощных электродвигателей, трансформаторов) широко применяются реле серии РТ-40 (рис. 9.5). Магнитопровод / шихтуется из листов электротехнической стали. Обмотка 2 реле разбита на две секции, которые при необходимости могут быть соединены параллельно или последовательно. Якорь 3 Г-образной формы выполнен из тонкого листа электротехнической стали. С осью якоря связаны два мостиковых контакта (замыкающий и размыкающий) с серебряными накладками. Ток срабатывания регулируется изменением натяга спиральной противодействующей пружиной 4. Натяг пружины и значение тока срабатывания (уставка) фиксируются указателем 5 по шкале 6. За счет изменения натяга пружины уставка по току срабатывания изменяется в 4 раза. При переключении последовательного соединения секций на параллельное ток срабатывания увеличивается в 2 раза.
С осью якоря связан демпфер 7 в виде тороида, заполненного кварцевым песком. При любом ускорении якоря и связанной с ним подвижной системы часть кинетической энергии тратится на преодоление сил трения между песчинками. С помощью демпфера уменьшаются вибрации как всей подвижной системы, так и контактов при их включении.
Реле выпускаются на токи от 0,2 до 200 А. Время срабатывания составляет 0,03 с при /=3/СР. Коэффициент возврата йв^0,7 и уменьшается по мере увеличения силы противодействующей пружины. Потребляемая мощность при номинальной уставке от 0,2 до 8 В-А. Мощность коммутируемой цепи около 50 Вт постоянного тока при напряжении 220 В.
На базе реле серии РТ-40 выпускаются реле максимального напряжения РН-51, РН-53 и минимальные реле напряжения РН-54.
б) Реле тока и напряжения для управления и защиты электропривода. В качестве таких реле часто применяются реле постоянного тока серии РЭВ-300 с высоким Реле этой серии выпускаются и как реле напряжения, и как реле тока. На рис. 9.6 изображено токовое реле серии РЭВ-300. Магнитопровод / U-образной формы выполнен из прутка круглого сечения. Плоский якорь 2 вращается на призме, что обеспечивает высокую механическую износостойкость реле. Обмотка 8 выполняется из медной шины. Регулирование усилия пружины 5 осуществляется гайкой 6 Изоляционная пластина 7 связывает якорь с подвижным контактом 8. Реле имеет два неподвижных контакта 9 и 10. Подвижный контакт 8 соединяется с выводом 11 с помощью гибкой связи 12. С помощью шпилек 4 реле устанавливается на сборной панели Высокий коэффициент возврата достигается благодаря достаточно большому (до 5-10~3 м) конечному зазору и малому ходу якоря (единицы миллиметра) Уставка по току срабатывания регулируется в пределах 30—65 % с7„ом изменением начального сжатия пружины 5. Уставка срабатывания реле напряжения меняется в пределах 30— 50 % Uhom-

С увеличением напряжения трогания Е/тр изменяется коэффициент возврата.
Увеличение быстродействия реле напряжения достигается низким -номинальным напряжением обмотки (24, 48 В) и последовательным включением добавочного резистора из константана. Добавочный резистор позволяет увеличить напряжение срабатывания реле.

Реле РЭВ-300
Рис. 9.6. Реле серии РЭВ-300:
а— общий вид; б — якорь в притянутом положении

Сопротивление его выбирается так, чтобы ток срабатывания лежал в пределах 0,3 /ном^/ср^0,5 /„ом. Чем больше отношение /ср//пом, тем больше время срабатывания.
Включение добавочного резистора из константана уменьшает зависимость напряжения срабатывания от температуры.
Коэффициент возврата реле регулируется изменением конечного зазора (рис. 9.6, б). Регулировка конечного зазора бк и хода якоря осуществляется изменением положения неподвижных контактов 10, 9. При подъеме контакта 10 зазор бк увеличивается. При опускании контакта 9 уменьшается ход якоря. Минимальное значение зазора 62= 1,5 мм.
в) Реле защиты электропривода. На рис. 9.7 представлена упрощенная схема защиты двигателя постоянного тока с помощью реле максимального тока. Рубильники Q1 и Q2 подключают цепь якоря к питающей сети, а рубильники Q3 и Q4 подают напряжение на цепь управления (контактора КМ). При коротком замыкании в обмотке якоря двигателя М срабатывает максимальное реле КА и размыкает свои контакты в цепи катушки контактора КМ. При этом обесточивается цепь якоря двигателя. Так как ток в якоре стал равным нулю, реле КА отпускает, контакты его замыкаются и цепь катушки контактора подготавливается к следующему включению.
Схема включения реле максимального тока
Рис. 9.7. Схема включения реле максимального тока

При отключении контактора его блок-контакт КМ размыкается, поэтому при замыкании контактов КА контактор КМ не включится вновь. Характерным для схемы является полное обесточивание реле КА за счет отпускания контактора. Поэтому ks реле может быть невысоким.
В ряде схем управления вместо кнопок используется командоконтроллер Кконтр. В этом случае после обесточивания якоря и реле КА его контакты снова включают катушку контактора КМ. Произойдет повторное включение двигателя при КЗ якоря, после чего снова последует отключение двигателя, и т. д. В результате поврежденный двигатель будет многократно включаться в сеть. В связи с этим реле снабжаются специальным устройством, предотвращающим возврат реле в исходное состояние после прекращения тока в катушке (рис. 9.8). Возврат реле в исходное положение после срабатывания возможен либо вручную, либо с помощью специального электромагнита (дистанционный возврат). Такие реле, называемые реле без самовозврата, рассмотрены ниже.
Основными требованиями, предъявляемыми к реле защиты электропривода являются высокое быстродействие (^Ср^0,05 с), широкая регулировка тока срабатывания, вибро- и ударостойкость.
На рис. 9.8 показано токовое реле серии РЭВ, предназначенное для работы в электроприводах переменного тока. Эти реле используются для защиты от токов КЗ, а в совокупности с реле времени — для защиты от токовых перегрузок. Реле могут использоваться как промежуточные. Токовые реле в исходном положении работают с разомкнутой магнитной системой без короткозамкнутого витка на полюсе. Реле напряжения, как правило, реагируют на исчезновение напряжения питания Поэтому в исходном положении реле якорь длительно находится в притянутом положении. Для устранения вибрации якоря на полюсный наконечник устанавливается короткозамкнутый виток.
Катушки токовых реле выполняются на номинальные токи от 2,5 до 600 А. Регулирование уставки по току срабатывания производится изменением натяжения возвратной пружины и находится в пределах от 110 до 700 % /„ом Реле напряжения допускают регулировку уставки по напряжению срабатывания от 70 до 85 % номинального. Коэффициент возврата токовых реле лежит в пределах 0,2—0,4. Реле имеют как замыкающие, так и размыкающие контакты и выпускаются с самовозвратом и без самовозврата с ручным приводом защелки. Реле без самовозврата имеет неуравновешенную защелку, левая часть которой тяжелее правой. При притяжении якоря защелка / под действием силы тяжести поворачивается против часовой стрелки и запирает якорь 2 в притянутом положении. Для возврата якоря вручную необходимо нажать на головку защелки.

Токовое реле переменного тока без самовозврата
Рис. 9.8. Токовое реле переменного тока без самовозврата

Время срабатывания реле серии РЭВ 0,06, время отпускания 0,07 с.