Дослідження роботи теплового реле

Мета роботи: вивчити будову теплового реле та зняти його ампер-секундну характеристику.

Порядок виконання роботи

 

1. Підключити схему лабораторного стенда до джерела живлення 220В, 50Гц

2.
Проконтролювати, щоб ручка автотрансформатора АТ була встановлена в положення, що відповідає мінімальній напрузі на його виході.

 

Рисунок 7.1 – Схема лабораторного стенда

 

 

3. Регулятор на корпусі теплового реле РТ1 встановити в положення “–“

4. Включити автоматичні вимикачі SF1, SF2

5. Утримуючи кнопку “Установка” за допомогою ручки автотрансформатора АТ встановити по амперметру А2 необхідну величину струму в тепловому елементі РТ1.2.

6. Встановити стрілку секундоміру у нульове положення.

7. Короткочасно натиснути кнопку “Пуск”. Після цього схема включається в роботу, нагрівається елемент РТ1.1 теплового реле РТ1. Через деякий час теплове реле РТ1 спрацює і розімкне свій контакт РТ1.3. Вимикається магнітний пускач МП, який своїми контактами відключає тепловий елемент РТ1.1 і секундомір.

8. Записати в таблицю струм у цьому досліді і час, за який спрацювало теплове реле.

9. Після охолодження теплового реле поставити контакт РТ1.3 у замкнене положення.

10. Повторити досліди при інших значеннях струму.

11. Повторити досліди, встановивши регулятор на корпусі теплового реле: а) у положення “0”; б) у положення “+”.

12. Встановити ручку автотрансформатора АТ в положення, що відповідає мінімальній напрузі на його виході.

13. Вимкнути автомати SF1, SF2.

14. По експериментальним даним побудувати в одних координатних осях залежність часу спрацювання теплового від струму для трьох положень регулятора теплового реле: “–”, “0”, “+”.

 

Теоретичні відомості

 

Для захисту електроустаткування від перевантаження застосовують теплові реле.

В однофазних реле серії ТРП усередині біметалічного елемента реле, що має U-образну форму, розташований ніхромовий нагрівач.

Нагрівання термоелементів здійснюється комбінованим способом: струм проходить через нагрівач і частково через біметал.

Реле допускають регулювання струму уставки в межах ±25%. Регулювання здійснюють за допомогою механізму уставки, що змінює натяг віток термоелемента.

Механізм має шкалу, на якій нанесено по п'ять поділок по обидва боки від нуля. Ціна поділки 5% для відкритого виконання і 5,5% - для захищеного.

При температурі навколишнього середовища нижче +30°С вноситься поправка в межах шкали реле: одна поділка шкали відповідає зміні температури на 10°С. При негативних температурах стабільність захисту порушується.

Ціна поділки шкали теплового реле, що відповідає струму захищаємого електродвигуна і навколишній температурі, вибирають наступним чином.

1. Визначається кількість поділок шкали уставок струму без температурної поправки:

,

де – номінальний струм електродвигуна; – струм нульової уставки реле; – ціна поділки (0,05 – для відкритих пускачів і 0,055 – для захищених).

2. Вводиться поправка на температуру навколишнього середовища

де – температура навколишнього середовища.

Поправка на температуру вводяться тільки при зниженні температури від номінальної (+40°С) на величину більш 10°С.

3. Результуюча розрахункова кількість поділок шкали:

Якщо буде дробовим числом, його слід округлити до цілого в більшу або меншу сторону в залежності від характеру навантаження.

 

Самоповернення реле здійснюється пружиною після остигання біметалу або вручну (прискорене повернення) важелем із кнопкою.

Реле серії ТРН – двополюсні з температурною компенсацією. Кінематична схема реле серії ТРН приведена на рисунку 7.2. Термоелемент 2 нагрівається від нагрівального елемента 1. Компенсатор реле 4 виконаний з біметалу зі зворотним прогином по відношенню основного термоелемента.

Робота реле серії ТРН майже не залежить від навколишньої температури. Зміна струму уставки реле здійснюється зміною зазору між компенсатором 4 і засувкою 9.

Реле типу ТРН–10А дозволяють регулювати струм уставки в межах від –20 до +25%; реле типів ТРН–10, ТРН–25 – у межах від –25 до +30%. Реле даних типів мають тільки ручне повернення, яке здійснюється натисканням на кнопку через 1-2 хвилини після спрацьовування реле.

 

а) б)

а – до спрацьовування;

б – після спрацьовування;

1 – нагрівач; 2 – термобіметал; 3 – підтримувач;

4 – термобіметалевий компенсатор; 5 – ексцентрик;

6 – упор; 7 – траверса; 8 – пружина; 9 – засувка;

10 – контактний місток; 11 – нерухомі контакти;

12 – пружина траверси; 13 – пружина куліси.

Рисунок 7.2 – Кінематична схема теплового реле типу ТРН.

Відповідно до вимог ГОСТ, вбудовані в пускач теплові реле, через які протягом тривалого часу проходить номінальний струм, повинні спрацювати не більше чим через 20 хвилин після початку перевантаження на 20%.

Для настройки реле під навантаженням збирають схему, приведену на рисунку 7.4. Протягом 2 годин через контакти пускача і нагрівача теплових реле пропускають номінальний струм (котушка пускача знаходиться під номінальною напругою). Потім струм підвищують до і перевіряють час спрацьовування реле. Якщо через 20 хвилин, з моменту часу підвищення струму, реле не спрацює, то поступовим зниженням уставки знаходять таке положення, при якому реле буде спрацьовувати. Потім знижують струм до номінального, дають апарату охолонути і знову повторюють випробування при струмі .

Захисні характеристики теплових реле різних серій приведені на рисунку 7.3.

	Кратність струму до номінального

 

1 – РТ; 2 – ТРН-10; 3 – ТРН-25; 4 – ТРН-40;

5 – ТРН-150; 6 – ТРП-600; 7 – ТРП-25;

8 – ТРН-10А; 9 – ТРП-60

Рисунок 7.3 – Захисні характеристики теплових реле різних серій

 

Якщо при першій перевірці реле спрацьовує занадто швидко (менше чим за 10 хвилин), струм варто знизити до номінального, збільшити уставку і після перевірки апарата повторити випробування.

Рисунок 7.4 – Схема випробування теплового реле

 

При налагодженні великої кількості теплових реле з однаковою уставкою рекомендується користуватися еталонними реле, попередньо настроєними описаним вище способом. Теплові реле декількох пускачів включають послідовно з еталонними реле; пускачі зі знятими кришками кожухів залишають у включеному положенні. По колу нагрівачів пропускають струм, близький до , змінюючи уставку реле домагаються його спрацьовування одночасно з еталонними. Пускачі включають тільки для зручності визначення моменту спрацьовування реле.

Приєднуючи до випробувальної схеми нову партію апаратів, не слід очікувати, поки охолоне контрольний пускач. Досить попередньо прогріти всі апарати протягом 10-15 хвилин струмом, рівним , а потім відключити струм на 10 хвилин.

 

Рекомендована література

 

1. Гессен В.Ю., Григорьев Ю.О. Електричні станції і підстанції. – К.: Вища школа, 1970 – 479с.

2. Чунихин А.А. Электрические аппараты. – М.: Энергия, 1967.

Контрольні запитання

 

1. Призначення теплового реле?

2. Принцип дії теплового реле?

3. Що треба врахувати при виборі теплового реле для вибраного по потужності двигуна?

4. Чому теплові елементи реле повинні бути включені не менше ніж у дві фази двигуна?

 

 

ЗМІСТ

	ВСТУП
1.	Лабораторна робота № 1 Вивчення конструкції та роботи запобіжників. Випробування плавких вставок
2.	Лабораторна робота №2 Вивчення апаратури контакторного управління
3.	Лабораторна робота №3 Вивчення конструкції та роботи повітряного вимикача навантаження
4.	Лабораторна робота №4 Конструкція та принцип дії вакуумного вимикача ВВВ-10
5.	Лабораторна робота №5 Принцип дії та конструкція вакуумного вимикача ВВ/TEL
6.	Лабораторна робота №6 Дослідження роботи захисних апаратів напругою 380/220В
7.	Лабораторна робота №7 Дослідження роботи теплового реле