Краткие теоретические сведения. В схемах релейной защиты на электромеханической элементной базе для выполнения

В схемах релейной защиты на электромеханической элементной базе для выполнения логических операций, не требующих выдержки времени или при необходимости относительной малой выдержки времени, используются электромагнитные промежуточные реле.

конструкции промежуточных реле выбираются с таким расчетом, чтобы они были надежными, обеспечивали необходимую коммутационную способность и требуемые изоляционные характеристики, имели по возможности малую потребляемую мощность и небольшие размеры. Коэффициент возврата не имеет существенного значения, поскольку возврат реле должен обеспечиваться при полном снятии напряжения, однако совершенно недопустимо “замыкание” реле под действием остаточной индукции в магнитопроводе.

Схема реле с замедлением при включении с оперативным напряжением 220 В приведена на рис. 15.1.

 

 

Рис. 15.1. Реле РП-18 с замедлением при включении

 

При отключенном напряжении питания реле KL1 обесточено, все конденсаторы схемы разряжены, полупроводниковые приборы закрыты. При подаче питания немедленно открывается стабилитрон VD1, на общую точку базы транзистора VT1 и коллектора VT2 подается стабилизированное опорное напряжение, снимаемое с части резистора R3, а конденсатор С1 начинает заряжаться через резисторы R1 и R2. В процессе заряда VT1 закрыт разностью опорного напряжения и напряжения на конденсаторе С1, а VT2 и VT3 закрыты благодаря шунтированию их резисторами R4, R6. Когда напряжение на С1 на 0,3-0,5 В превысит U_оп, VT1 откроется; током его коллектора открывается VT2, а VT1 удерживается в открытом состоянии током коллектора VT2. Схема из транзисторов VT1, VT2, представляющая собой аналог тиристора, открывается, и конденсатор С1 разряжается через нее и резистор R5 на базу транзистора VT3, открывая его на время с запасом, превышающее время срабатывания реле KL1, которое удерживается через контакт KL1.1, тогда как остальные используются для управления другими реле. После отключения оперативного напряжения KL1 без дополнительного замедления возвращается, конденсатор С1 полностью разряжается и реле готово к повторному срабатыванию. Конденсатор С2, имеющий малую емкость, повышает помехоустойчивость схемы, диод VD2 защищает транзистор VT3 при ошибочной подаче обратного оперативного напряжения.

Принципиальная схема реле РП-18 с замедлением при отключении (рис. 15.2) содержит электромагнитное реле с двумя обмотками, включенное в схему электромагнитного блока.

 

 

Рис. 15.2. Реле РП-18 с замедлением при отключении

 

При отключенном напряжении все конденсаторы разряжены, обмотки обесточены, а при подаче напряжения происходит одновременно несколько процессов.

Через резистор R10 быстро заряжается конденсатор С5, и далее через R6 заряжается С4 и его зарядным током открывается транзистор VT4, в коллектор которого включена рабочая обмотка KL1.2. Одновременно через диод VD5 и тормозную (возвратную) обмотку KL1.1 заряжается конденсатор С3. Полярность обмоток такова, что их магнитодвижущие силы суммируются и реле срабатывает, дешунтируя резистор R9. Через диод VD3 заряжается конденсатор С2, а через резисторы R1 и диод VD2 заряжается С1. Далее открывается стабилитрон VD1, стабилизируя напряжение на конденсаторах С1, С2, причем С2 заряжен до полного напряжения стабилизации, а С1 – до части этого напряжения. Сердечник реле выполнен из магнитно-твердой стали с высокой остаточной индукцией, который намагничивается во время срабатывания реле. Для обеспечения заданной задержки при отключении напряжения за время его наличия конденсаторы С1–С3 должны быть заряжены до напряжения, близкого к установившемуся, причем при поданном напряжении питания все транзисторы схемы закрыты, возвратная обмотка KL1.1 обесточена, а по рабочей обмотке KL1.2 через резистор R7 и диоды VD4, VD5 протекает небольшой ток удержания.

После отключения напряжения вначале конденсатор С5, а затем С4 разряжаются через рабочую обмотку KL1.2, а реле остается в состоянии срабатывания за счет остаточной индукции сердечника. Напряжение на стабилитроне VD1 и конденсаторах С4, С5 падает до нуля, диоды VD2, VD3, VD5 запираются, конденсаторы С1 С3 полностью сохраняют напряжение предварительного режима, С2 начинает разряжаться через К2, а все транзисторы схемы остаются закрытыми. Когда напряжение на С2 становится ниже напряжения С1 на 0,3-0,5 В, открывается транзистор VT1 и током его коллектора открывается VT2, а VT1 в свою очередь удерживается в открытом состоянии током коллектора VT2. Через открытые транзисторы VT1, VT2 и резистор R3 конденсаторы С1, С2 разряжаются на базу транзистора VT3, открывая его до насыщения. Конденсатор С3, сохранивший напряжение предварительного режима питания, разряжается на возвратную обмотку KL1.1. Магнитодвижущая сила обмотки в этом случае направлена в противоположную сторону остаточной индукции и снижает ее практически до нуля, что обеспечивает возврат реле.

Поскольку время задержки равно времени разряда конденсатора С2 через резистор R2 до напряжения на конденсаторе С1, значение задержки регулируется напряжением на С1 при помощи потенциометра R1.

Благодаря выпрямительному мосту VD6 схема может работать на переменном напряжении.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с инструкцией и принципом действия реле РП-18-6.

2. Собрать схему (рис. 15.3).

3. Подключить осциллограф к гнездам Х1 и Х3.

4. С помощью тумблера “сеть” подать питание на стенд и поставить рукояткой потенциометра R1 на конденсаторе С1 величину напряжения 5 В. Напряжение измеряется с помощью осциллографа.

5. Подключить осциллограф к гнездам Х2 и Х3.

6. Тумблером “сеть” отключить питание реле и убедиться по осциллографу, что возврат реле происходит при снижении напряжения на конденсаторе С1.

 

 

Рис. 15.3. Схема испытания реле

 

7. Отключить осциллограф. Снять зависимость времени возврата реле от величины уставки напряжения на конденсаторе С1. Результаты занести в табл. 15.1.

Таблица 15.1

Uc1, В	5	6	7	8	9	10	11	12	13
t, с

 

Содержание отчета

 

1. Схемы реле РП-18 (рис. 15.1 и 15.2)

2. Результаты испытаний.

Лабораторная работа № 16