Дослідження електромагнітних реле напруги, струму, часу та проміжних

Призначення та мета роботи

Ознайомитися з принципом дії, конструктивним виконанням і спо­собами перевірки реле струму та напруги (частина І), часу (частина II), проміжних та вказівних (частина IІІ); дослідити основні характеристики і параметри цих реле; набути навички в проведенні випробувань реле.

Теоретичні відомості

Є три основні різновидності конструкцій електромагнітних реле: з втягувальним якорем, з поворотним якорем, з поперечним рухом якоря (рис. 2.1). Ці конструкції включають електромагніт 1, що складається з сталевого сердечника і обмотки, сталевий рухомий якір 2, несучий рухо­мий контакт 3, нерухомі контакти 4 і протидіючу пружину 5. Струм Ір, що протікає по обмотці електромагніту, створює намагнічувальну силу IpWp, під дією якої виникає магнітний потік, що замикається через сердечник електромагніту, повітряний зазор і якір, який намагнічується і в результаті цього притягується до полюсу електромагніту.

Рис.2.1 Конструкція електромагнітного реле

Перемістившись в кінцеве положення, якір своїм рухомим контактом 3 замикає нерухомі контакти реле 4. Початкове положення якоря обмежується упором 6.

Електромагнітна сила, що притягує стальний якір до електромагніту, пропорційна квадрату магнітного потоку Ф в повітряному зазорі: Fe=kФ².

Зазначимо, що магнітний потік Ф і утворюючий його струм Ір зв'язані співвідношенням Ф=ІрWр/Rм, де Rм - магнітний опір магнітному потоку, Wр - кількість витків обмотки реле. Звідси отримаємо наступний вираз для електромагнітної сили:

(2.1)

Для реле з поворотним якорем і з поперечним рухом якоря обертаючий момент визначається виразом:

(2.2)

 

де 1р - плече сили Fe.

Таким чином, електромагнітна сила або її момент пропорційні квадрату струму в обмотці реле і мають постійний напрямок, який не залежить від напрямку цього струму. Тому електромагнітний принцип використовують для виконання реле як постійного, так і змінного струму. Відзначимо, що сила Fe і момент Me є деякою функцією положення якоря, що характеризується повітряним зазором магнітної системи, і збільшуються зі зменшенням повітряного зазору (при переміщеннях якорю), завдяки зменшенню Rм, і відповідному збільшенню магнітного потоку Ф.

По конструктивному виконанню магнітопроводи поділяються на суцільні та шихтовані. Для реле постійного струму використовуються, в основному, суцільні магнітопроводи, виготовлені із сталей марок E11, Е12 круглого або листового виконання. Для реле змінного струму використовуються шихтовані магнітопроводи, виконані із листової сталі марок Е310, Е320, Е330 товщиною 0,5 мм.

Струмом спрацьовування Ісп максимального реле називають найменший струм, при якому реле спрацьовує. Для спрацьовування реле необхідно, щоб електромагнітна сила або її момент перевищували сили опору пружини Fп, тертя і ваги Fт, тобто
Мсп > Мп+Мт.

Із виразу (2.1) можна отримати вираз для струму:

У більшості конструкцій реле передбачена можливість регулювання Ісп шляхом зміни схеми з'єднання секцій обмотки, величини моменту протидіючої пружини Мп, величини повітряного зазору . Регулювання пружиною дозволяє змінювати струм спрацьовування плавно. При регулюванні зміною схеми струм змінюється дискретно.

Наприклад, в реле струму РТ-40 на осерді розмішено дві котушки, кінці яких виведено на затискачі цоколю реле. Перестановкою перемикачів на цих затискачах можна здійснювати паралельне і послідовне з'єднання котушок реле і, відповідно, змінювати величину уставок в 2 рази. Цифри на шкалі уставок відповідають послідовному з'єднанню обмоток. Схему внутрішніх з'єднань реле приведено на рис. 2.2. Реле має один замикаючий і один розмикаючий контакт.

Рис.2.2 Схема внутрішніх з’єднань реле РТ-40

Для більш чіткої роботи рухомі контакти виконано вільно поворот­ними. Повернення притягнутого якоря здійснюється під дією пружини, момент якої повинен перевищити електромагнітний момент і момент тертя. Найбільший струм максимального реле, при якому якір повертається в початкове положення, називається струмом повернення ре­ле Іп, Коефіцієнтом повернення називається відношення Кп=Іп/Ісп. Для реле, реагуючих на зростання струму, (Ісп>Іп), Кп < 1.

Для реле струму РТ-40 похибка струму спрацьовування не повинна перевищувати ±5%, розкид струму спрацьовування на будь-якій уставці - 4%. Коефіцієнт повернення реле не повинен бути нижчим 0,85 на першій уставці і не нижче 0,8 на решті. Час спрацьовування реле не більше 0,1 с при струмі І=1,2 Ісп і не більше 0,03с при І=3 Ісп. Регулювання ко­ефіцієнту повернення виконується правим опорним гвинтом якоря і в крайньому випадку зміною зазору між полицею якоря і полюсами елек­тромагніту. Для збільшення Кп потрібно загвинтити правий опорний гвинт, а зазор збільшити.

Більш детально конструкцію РТ-40 описано в [3,4,5].

Мінімальні реле напруги призначені для використання в схемах за­хисту і автоматики в ролі органу, реагуючого на зменшення напруги в ланцюгу змінного струму (наприклад, реле РН-54). Напругою спрацьову­вання цих реле називають напругу, при якій відбувається відпускання реле і замикання розмикаючих контактів, напругою повернення - напругу, при якій якір реле притягується до полюсів електромагніту і виникає зами­кання замикаючих контактів. Коефіцієнт повернення в даному випадку більший одиниці.

Схему внутрішніх з'єднань реле РН-54 наведено на рис. 2.3. Конструкція реле аналогічна конструкції реле РТ-40. Барабанчик (з сухим кварцевим піском), що гасить вібрацію в реле РТ- 40, усунено. З метою зниження споживаної потужності і вібрації рухомої системи обмотка реле з двох послідовно з'єднаних котушок підключається до контролюючого ланцюга через випрямляючий міст ВМ і додаткові резистори R1 і R2. Ввімкнення реле через випрямляч дає можливість більше використовувати залізо електромагніту і встановити більш сильну протидіючу пружину.

Рис.2.3 Схема внутрішніх з’єднань реле РН-54

Реле має два діапазони уставок. В діапазоні менших уставок обмотка реле підключається до контролюючого ланцюга через резистор R1, в діапазоні великих уставок - через послідовно з'єднані додаткові резисто­ри. Коефіцієнт повернення реле не більше 1,25. Час замикання замикаю­чого контакту не більше 0,15с при зниженні напруги до 0,8 Ісп і не більше 0,1с при зниженні напруги до 0,5 Uсп.

При роботі реле на змінному струмі виникає явище вібрації якоря. Коротко розглянемо причини виникнення і способи усунення вібрації. Миттєве значення електромагнітного зусилля, що діє на якір, про­порційне квадрату струму реле:

Як видно, Fеt має дві складові: постійну і змінну, діючу з подвійною частотою змінного струму. Результуюча електромагнітна сила Fе має пульсуючий характер, двічі

змінюючись від нуля до максимального значення на протязі кожного періоду (рис.2.4). В той же час протидіюча сила пружини Fп має незмінне значення. В результаті в період, коли Fп > Fе, якір прагне відпасти, а в періоди Fе>Fп - знову втягнутись. Притяг­нутий якір при цьому безперервно вібрує внаслідок пері­одичної зміни знаку діючої на нього результуючої сили Fрез = Fеt - Fп.

Рис. 2.4 Графік зміни результуючої електромагнітної сили

Вібрація якоря має поганий вплив на роботу реле визиває плавку контактів і додаткове зношення контактної системи. При більшому моменті інерції якоря він не встигає дотримуватися швидкої зміни зна­ку результуючої сили, в таких ви­падках вібрація не спостерігаєть­ся.

Якщо ж момент інерції якоря недостатній, то для усунення вібрації використовують розщеплення магнітного потоку обмотки на дві складові, зсунуті по фазі. Розщеплення досягається за допомогою короткозамкну­того витка або шляхом виконання обмотки реле у вигляді двох паралель­них секцій з різними кутовими зсувами, розміщеними на різних магнітопроводах. Розщеплені магнітні потоки створюють сили Fe1 і Fe2, криві зміни яких також зміщені відносно одна одної як і магнітні потоки. В результаті цього при зменшенні однієї із сил друга збільшується, не дозволяючи результуючій електромагнітній силі знизитися до нуля. Для усунення вібрації результуюча сила повинна в кожен момент часу перевищувати Fn. Найкращі результати можна отримати при зсуві фаз ψ=90⁰. Більш детально це питання розглянуто в [4].

Напівпровідникові вимірювальні реле струму виконують порівняння діючих величин по абсолютному значенню. На рис. 2.5 показано спроще­ну схему, яку покладено за основу напівпровідникового реле струму серії РСТ-14, реле напруги РСН-14.

 

а) б) Рис. 2.5.Спрощена схема, яку покладено за основу напівпровідникового реле струму серії РСТ-14, реле напруги РСН-14

Основними елементами схеми є операційні підсилювачі А1 і А2, конденсатор С і стабілітрон VD2. Операційний підсилювач А1 включено по схемі компаратора. На його інвертований вхід подається вхідна випрямлена напруга . Вона порівнюється із заданою напругою на неінвертованому вході. В залежності від співвідношення між цими напругами на виході А1 з'являються додатні або від'ємні імпульси напруги. Ця напруга зумовлює заряд конденсатора С. Напруга на конденсаторі в процесі його перезаряду має пилкоподібний характер. Вона подається на інвертований вхід підсилювача А2 і зрівнюється з заданою напругою неінвертованого входу . Завдяки позитивному зворотному зв'язку у вигляді резистора R9 напруга буде одного знаку з напругою.

В нормальному режимі амплітудне значення вхідної випрямленої напруги менше ніж задана напруга підсилювача А1, тому напруга на виході підсилювача А1 має найбільше позитивне зна­чення і конденсатор С заряджається до максимальної додатної напруги (+Uст). Вона подається на інвертований вхід підсилювача А2, тобто U_A1,вх1=+Uст (рис. 2.5, б). Напруга більша заданої напруги неінвертованого входу підсилювача А2, тому на виході підсилювача мак­симальна від'ємна напруга – U_А2,вих. При цьому також від'ємна. Це відповідає початковому стану реле.

При виникненні пошкодження амплітуда випрямленої вхідної на­пруги перевищує задану вхідну напругу і на виході підсилювача А1 з'явиться прямокутний імпульс. Конденсатор С почне пе­резаряджатися. Коли напруга на конденсаторі, а відповідно, і на інвертуючому вході підсилювача А2 досягне значення від'ємної на­пруги , підсилювач А2 переключиться і на його виході з'явиться максимальна позитивна напруга. Разом з цим змінить знак і на­пруга . Наступні додатні і від'ємні імпульси напруги будуть перезаряджати конденсатор, але при цьому напруга не досягне зна­чення + і підсилювач А2 залишається в стані після спрацьовуван­ня. В цьому стані він знаходиться до тих пір, доки на підсилювачі А1 вхідна напруга буде перевищувати задану вхідну напругу .

Реле часу використовують для створення регульованої витримки ча­су спрацювання пристроїв релейного захисту і автоматики.

Електромагнітні реле часу, які широко використовуються в прак­тиці, мають багато конструктивних різновидностей, але принципи їх по­будови однорідні і можуть бути

розглянуті на прикладі конструкції рис. 2.6. При появі струму в обмотці 1 якір 2 миттєво втягується, звільнюючи важіль 4 з зубчастим сегментом 5. Під дією робочої пружини 6 важіль 4 приходить в рух, який не є вільним, а затримується пристроєм витримки часу 7, в ролі якого використовують спеціальний годинниковий ме­ханізм (наприклад, серії 210ЧП).

Рис.2.6 Конструкція електромагнітного реле часу

Переміщення важеля проходить до тих пір, доки місток рухомого контакту 10 не замкне кінцеві нерухомі контак­ти 8 і не доторкнеться до упору, який міститься на пластмасовій колодці кінцевих контактів. При зникненні струму в реле якір та важіль повинні миттєво повернутись в початкове положення під дією пружини повернен­ня 3. Це забезпечується за допомогою фрикційного пристрою, що має вільне розчеплення при зворотному русі сегмента 5. В деяких конст­рукціях передбачається миттєвий контакт 9, який дозволяє замикати лан­цюг при спрацьовуванні реле з малою витримкою часу (0,1...0,2 с). Крім кінцевого контакту реле можуть мати проковзуючий контакт, який корот­кочасно замикається після заданої витримки часу. Витримка часу проков­зуючого контакту може бути лише меншою витримки часу кінцевих кон­тактів. Зміна уставок часу спрацьовування проводиться переміщенням не­рухомих кінцевих і проковзуючих контактів по шкалі уставок.

Розглянутий принцип лежить в основі конструкції реле часу серії ЕВ-100 (рис. 2.7), яке використовується в схемах захисту на оперативному постійному струмі. Для уникнення залипання якорю в притягнутому по­ложенні на його нижньому кінці є бронзова шайба. Реле має сильну пру­жину повернення, розраховану на завод годинникового механізму, тому обмотка електромагніту потребує значну потужність і може підключатися до джерела напруги лише на короткий час. Для спрощення режиму роботи керуючих контактів у реле на номінальній напрузі 110 і 220 В паралельно катушкам електромагніту підключено контур гасіння іскри з послідовно з'єднаних резистора і конденсатора (рис.2.8, а - реле ЕВ-132). В тих ви­падках, коли потрібно тривале перебування обмотки реле під напругою, після втягування якоря послідовно з обмоткою вводиться додатковий ре­зистор, для чого використовується розмикаючий контакт миттєвої дії (рис.2.8, 6). Додатковий опір обмежує струм, що протікає в котушці, до величини, яка допускається за умовою нагріву і є достатньою для утри­мання реле в спрацьованому стані. Це дозволяє зменшити розміри реле. Контур для гасіння іскри в таких реле не ставиться.

 

Рис. 2.7. Конструкція реле часу ЕВ-100

1 — регулятор натягу пружини, 2— пружина годинникового механізму, 3 — шкала, 4 — нерухомі контакти, 5 — рухомі контакти, 6 — ведуча шестерня, 7 — зубчатий сегмент, 8 — годинниковий механізм, 9 — анкерний механізм, 10 — гвинти регулювання, 11— важіль годинникового механізму, 12 — контакти миттєвої дії, 13 — пружина якорю, 14 — якір, 15 — магнітопровід, 16 —обмотка електромагніту

Рис.2.8 Підключення контуру гасіння іскри

Реле часу серії ЕВ-100 випускається на напругу 24, 48, 110 і 220 В. Напруга спрацювання реле не більше 70 % Uном, напруга повернення на будь-якій уставці не менше 5 % Uном. Абсолютне значення розкиду часу спрацювання замикаючих з витримкою часу контактів реле контактів для реле з діапазоном уставок 0,5...9с не повинно перевищувати значення 0,25с. Під розкидом розуміємо різницю між максимальним і мінімальним часом спрацювання при Uном.

Допустиме відхилення середнього значення витримок часу спрацювання від уставки по шкалі для реле з діапазоном уставок 0,5...9с не повинно перевищувати ±0,12 с (для мінімальної уставки) і ±0,5 с (для максимальної уставки). Перевірка напруги і часу спрацювання проводяться при подачі напруги “поштовхом”, перевірка напруги повернення при плавному зниженні напруги. Розкид часу спрацювання перевіряється при максимальній уставці.

В практиці широко використовується також моторні реле часу типу РВМ-12, РВМ-13, статичні реле часу типу ВЛ-27, ВЛ-34, ВЛ-56 та ін.

 

Реле РВМ (рис.2.9) має синхронний мікродвигун зі статорною обмоткою XV і ротором, що втягується, два насичуючі трансформатори ТL1 і ТL2 і контактну систему КТ.1-КТ.З. Первинні обмотки трансформаторів, що насичуються, включаються у вторинні ланцюги вимірювальних трансформаторів струму двох фаз. Реле приходить у дію при замиканні ланцюга статорної обмотки між виходами 11-9 або 11-13. Для правильної роботи реле схема пристрою передбачає замкнення тільки одного ланцюга (11-9 або 11-13).

Рис.2.9 Моторне реле часу типу РВМ

Для зниження гармонічних складових і піків напруги в напрузі живлення паралельно вторинній обмотці кожного трансформатора, що насичується, приєднані конденсатор С і резистор R. Реле має три контакти, з яких два імпульсні (КТ.1 і КТ.2).

В залежності від з'єднання секцій первинної обмотки трансформаторів, що насичуються, (послідовно чи паралельно) реле чітко спрацьовує при струмах Ic.р=2,5...5А. Ці реле включаються безпосередньо в ланцюг первинних вимірювальних перетворювачів струму.

В напівпровідникових реле часу витримка часу створюється за раху­нок часу заряду конденсатора через резистор до певного значення напру­ги. Витримка часу заряду конденсатора до напруги спрацювання буде тим більшою, чим нижча напруга живлення і чим більші величини R і С.

Функціональну схему реле часу типу ВЛ-27 показано на рис.2.10.

Витримка часу реле ВЛ-27 починається при подачі через випрямляч VS напруги живлення на схему. При цьому спрацює вхідне реле KL1 і розімкне свій контакт KL1.1, починає працювати генератор імпульсів G1, підключений через стабілізатор ТS, імпульсами з виходу G1 через резистор R1 заряджається конденсатор С1. Коли напруга на конденсаторі досягне рівня опорної напруги, що визнaчається дільником напруги на резисторах R2 і R3, відкривається діод VD1, імпульси генератора G1 проходять через С2 на вхід тригера DS і встановлюють його в стан, при якому подається напруга на вихідне реле КL2. Реле КL2 спрацьовує і переключає вихідні контакти.

Рис.2.10 Функціональна схема реле часу типу ВЛ-27

При знятті напруги живлення розряджається конденсатор С1. Три­гер DS повертається в початковий стан. Реле КL відпадає, вихідні контак­ти реле повертаються в початкове положення.

Реле часу типу ВЛ-34, ВЛ-35 призначені для передачі команд з од­ного електричного ланцюга в інші (не більше трьох) з зазначеними, попе­редньо встановленими витримками часу в схемах промислової автомати­ки. Витримки часу створюються шляхом відліку відповідної кількості імпульсів. Структурну схему реле наведено на рис.2.11.

 

 

Рис.2.11 Структурна схема реле часу типу ВЛ-34, ВЛ-35

Реле складається з блока живлення БЖ, генератора Г, лічильника Ліч, дешифратора Дш, вихідних підсилювачів ПІ, П2, ПЗ, каскада уста­новки в нуль КУО.

При подачі напруги живлення каскад установки нуля встановлює лічильник в нульове положення, на підсилювач сигнал не поступає, і реле знаходиться в неспрацьованому стані. Генератор починає виробляти імпульси, які потрапляють на вхід лічильника. Дешифратор має три пари перемикачів, за допомогою яких встановлюються уставки витримок часу в усіх трьох ланцюгах. Коли кількість імпульсів, що потрапляють на лічильник досягне значення уставки, встановленої перемикачами в відповідному ланцюгу, сигнал з виходу дешифратора поступить на вхід підсилювача цього ланцюга. Підсилений сигнал включить вихідне елек­тромагнітне реле, яке переключить вихідні контакти і стане на самоблокування. При знятті напруги живлення вихідне реле повертається в початко­ве положення.

Проміжні реле є допоміжними і використовуються, коли необхідно одночасно замикати або розмикати декілька незалежних ланцюгів, або ко­ли потрібні потужні контакти для комутації ланцюгів з великим струмом.

Проміжні реле по способу ввімкнення діляться на реле паралельного і послідовного ввімкнення. Обмотки перших вмикаються на повну напругу джерела живлення, а других - послідовно з котушкою вимкнення вимика­ча або іншого реле, пристрою на струм ланцюга. Наприклад, проміжне реле РП-25 (рис. 2.12) використовується в схемах на змінному оперативному струмі номінальної напруги 100, 127, 220 В. Напруга спрацьовування реле не повинна перевищувати 0,85Uном, напруга повернення - не менше 0,03Uном. Час спрацювання реле при номінальній напрузі не більше 0,06 сек. До коефіцієнта повернення проміжних реле не передбачається ніяких обмежень, оскільки їх повернення проходить при відсутності струму в обмотці реле.

Рис. 2.12 Конструкція проміжного реле типу РП-25 1 – електромагніт; 2 – обмотка; 3 – якір; 4 – рухомий важіль; 5 – вісь якорю; 6 – ізолююча пластина; 7 – рухомі контакти; 8 – нерухомі контакти; 9 – упорні пластини; 10 – додатковий опір.

В ряді випадків в схемах захисту і автоматики потрібні проміжні реле, які замикають або розмикають свої контакти з деякою затримкою. Затримка дії реле при втягуванні якоря досягається розміщенням на магнітопроводі короткозамкнутої обмотки у вигляді мідної циліндричної гільзи, зверху якої намотується основна обмотка або у вигляді мідних шайб (рис. 2.13.а). В момент ввімкнення реле під напругу Uр в короткозамкнутій обмотці (2) виникає струм I₂, який створює магнітний потік Ф₂, що протидіє зростанню струму Ір в основній обмотці (1). В результаті цього основний магнітний потік Ф₁ в магнітопроводі реле встановлюється не відразу, швидкість наростання струму Ір в обмотці реле зменшується, а час спрацювання реле збільшується. Аналогічно за допомогою короткозамкнутої обмотки здійснюється уповільнення дії реле при відпаданні якоря. Тут потік к.з. обмотки збігається за напрямком з основним потоком і протидіє його зникненню. Затримка при замиканні або розмиканні ланцюга проміжних реле може досягатись також за допомогою схем, які складаються з активного опору R і конденсатора С (рис. 2.13.б). Заряд, розряд конденсатора затримує дію проміжного реле. Недоліком реле з уповільненням є значний розкид їх часу дії, зокрема за рахунок рівня напруги джерела оперативного струму.

а)	б)
Рис. 2.13

Вказівні реле служать для фіксації дії захисту в цілому або її еле­ментів, що полегшує аналіз дії захистів і визначення характеру пошкод­ження. У з'вязку з короткочасністю проходження струму в обмотці вказівних реле вони виконуються так,

Рис. 2.14 Конструкція вказівного реле 1 – цоколь; 2 – кожух; 3 – обмотка; 4 – сердечник; 5 – якір; 6 – контактний місток; 7 – контактні пластини; 8 – пружина повернення; 9 – прапорець; 10 – кнопка повернення; 11 – скоба.

що сигнальний флажок і контакти реле залишаються в спрацьованому вигляді до тих пір, доки їх не поверне на місце обслуговуючий персонал. Вказівні реле бувають послідовного (РУ-21) і паралельного (РЕУ-11) ввімкнення. Наприклад, в реле типу РУ- 21 (рис. 2.14) при появі струму в обмотці якір притягується і звільнює прапорець, який під дією власної ваги приймає вертикальне положення. В цьому поло­женні прапорець і є сигналом роботи захисту. Повернення прапорця в почат­кове положення проводиться персоналом за допомогою спеціальної кноп­ки повернення (повертаючого пристрою). Час спрацювання реле при подачі Іном - 0,05сек.

Основні параметри реле

 

1. Реле максимального струму серії РТ-40.

Реле виконується для ланцюгів змінного струму 50-60 Гц. Похибка реле не перевищує ±5% при температурі навколишнього повітря +20°С.

Коефіцієнт повернення реле не менший 0,85 на першій уставці та не менший 0,8 на решті.

Час спрацювання не перевищує 0,1 сек. при струмі 1,2 Іуст та 0,03 сек. при струмі 3 Іуст.

Розривна потужність контактів при напрузі до 250 В і струмі до 2 А – 60 Вт в ланцюгу змінного струму та 300ВА в ланцюгу змінного струму. Тривало припустимий струм 2 А.

2. Реле напруги серії РН-50.

Реле використовується у ланцюгах змінного струму 50-60 Гц. Похибка реле не перевищує ±8% при температурі повітря +20°С. Коефіцієнт повернення: не нижчий за 0,8 (реле РН-53) і не вищий за 1,25 (реле РН-54).

Час спрацювання реле РН-53 складає 0,15 сек при 1,2 Uуст і 0,03 сек. при 1,2 U_уст, реле РН-54 - 0,15 сек при 0,8 Uуст. Параметри контактної системи аналогічні реле струму РТ 40.

3. Проміжне реле серії РП-23.

Реле випускається на номінальні напруги 24, 48, 110, 220 В постійного струму.

Напруга спрацювання не перевищує 0,7 Uн, напруга повернення не менша за 0,03 Uн.

Час спрацювання при номінальній напрузі не перевищує 6 Вт. Реле тривало витримує напругу 1,1 Uн.

4. Реле часу серії ЕВ(РВ)-100.

Реле виконується на номінальні напруги 24, 48, 110, 220 В постійного струму.

Напруга спрацювання не перевищує 0,7 Uн, напруга повернення не менша за 0,05 Uн.

Допустиме відхилення середнього значення витримок часу спрацювання від уставки по шкалі складає для діапазону уставок 0,5 - 9сек.: ±0,12сек. (мінімальна уставка), ±0,5сек (максимальна уставка); час замкненого стану проковзних контактів - 0,25..0,75сек.

Розривна потужність контактів (крім контакту, що тимчасово замикається) відповідає потужності контактів реле РП-23, 25.

Тривало допустимий струм основного контакту 5 А, миттєвого - 3 А. Час спрацювання миттєвого контакту при Uн не перевищує 0,08сек.

Порядок виконання роботи

Частина І

3.1. Ознайомитися з кінематичною і електричною схемами реле струму і напруги. Вивчити конструкцію і принцип дії досліджуваних типів реле. Звернути увагу на різницю конструктивних виконань реле струму і на­пруги. Основою для виконання цього пункту завдання є домашня підготовка.

3.2. Дослідити параметри спрацювання і повернення реле струму при послідовному і паралельному з'єднанні обмоток.

Для визначення струмів спрацювання і повернення Ісп, Іп зби­рається схема з використанням пристрою наладки і перевірки захистів ППЗ (Рис 2.15). На схемі рис. 2.1 і обмотки реле з'єднані послідовно. Струм спрацювання і повернення для кожної уставки шкали визначати як середнє арифметичне з трьох вимірювань. Результати вимірювань занести до табл. 2.1. Визначити коефіцієнт повернення Кп для досліджуваних уставок, середнє значення Кп реле і вказати межі розкиду.

3.3. Визначити час спрацювання реле струму в залежності від кратності струму реле до струму спрацювання.

Для визначення часу використовується схема рис.2.15 і електросекундомір ППЗ.

Дослідження провести для одного значення уставки (за вказівкою викладача). Результати вимірювань занести до табл.2.2. Час спрацювання визначається як середнє з трьох вимірювань.

Рис. 2.15 Схема експериментальних досліджень

 

Таблиця 2.1

Тип реле струму:
N	Іуст, А	Ісп, А	Іп, А	Кп	З'єднання секцій обмоток	Примітки
					послідовно
					паралельно

 

Таблиця 2.2

Іуст, А
Ір, А	0,8 Іуст	1,0 Іуст	1,2 Іуст	1,5 Іуст	2,0 Іуст	5,0 Іуст
tсп, с

За даними вимірювань побудувати залежності часу спрацювання від струму tсп=f(Ір). При проведенні досліджень відмітити у звіті присутність або відсутність вібрації контактної системи реле.

3.4. Дослідити параметри спрацювання і повернення реле мінімальної на­пруги в усьому діапазоні уставок.

Напругу спрацювання і повернення визначити як середнє арифме­тичне з трьох вимірювань. Схема досліджень аналогічна схемі рис.2.15, але для живлення обмоток реле напруги використовуються виходи напруги (=~U) пристрою ППЗ. Результати вимірювань записати до табл.2.3.

3.5 Визначити час спрацювання реле напруги при різних кратностях напруги реле до напруги спрацювання.

 

Таблиця 2.3

Тип реле напруги:
№	Uуст	Uсп	Uп	Кп	Діапазон уставок	Примітки
					І
					* II

 

Для визначення часу спрацювання використовується схема попереднь­ого пункту (2.4) і електросекундомір ППЗ. Дослідження провести для од­ного значення уставки (за вказівкою викладача). Результати досліду зане­сти до таблиці 2.4. Час спрацювання визначається як середнє із трьох вимірювань.

 

Таблиця 2.4

Uуст, B
Uр, В	1.1 Uуст	1.0 Uуст	0.9Uуст	0.8 Uуст	0.7Uуст	0.6 Uуст	0,5 Uуст
tсп, с

 

За даними вимірювань побудувати залежність tсп=f(Uр).

3.6. Провести аналіз отриманих результатів, зробити висновки за результатами дослідів і оформити звіт.

 

Частина II

3.7. Ознайомитись з кінематичною та електричною схемами реле часу (ЕВ-132, РВМ-13, ВЛ-56). Вивчити конструкцію і принцип дії досліджуваних реле (на основі домашньої підготовки).

3.8. Визначити напругу спрацювання і повернення електромагнітного реле часу. Для досліду збирається схема з використанням пристрою ППЗ (див. п. 2.4).

За напругу спрацювання приймаємо те найменше значення напру­ги, при якому якір реле втягується миттєво. Напруга повернення – найбільша напруга, при якій якір повертається в початкове положення. Напруга спрацювання подається “поштовхом”, напруга повернення – плавно.

Напруга спрацювання і повернення Uсп, Uп визначається як се­реднє арифметичне із трьох вимірювань. Результати досліду занести до табл. 2.5. Визначити також значення Uсп*, Uп* (відносно номінальної напруги).

Таблиця 2.5

Тип реле часу	Ucп, В	Ucп*	Uп, В	Uп*	Кп	Примітки

 

3.9. Перевірити правильність градуювання шкали реле часу і визначити похибку.

Для досліду використовується схема попереднього пункту і секундомір ППЗ. За дійсний час спрацювання tсп приймаємо середнє арифметичне із трьох вимірювань (tl, t2, t3). Визначити відхилення середнього значення витримки часу спрацювання від уставки по шкалі (абсолютну похибку) Δ t=tycт-tсп і відносну похибку відміток шкали

Визначити також розкид часу спрацювання (різницю між максимальним і мінімальним часом спрацювання при Uном) при максимальній уставці . Результати записати до таблиці 2.6. Порівняти фактичні похибки з допустимими, зробити висновки.

Дослід повторити при Uр=0,8 Uн для трьох уставок (початок, сере­дина, кінець шкали). Результати записати до таблиці 2.6.

 

Таблиця 2.6

Тип реле	Uживл, В	Up=Uн	Up=0,8 Uh
	tуст, с
	t1, с
	t2, с
	t3, с
	tсп, с
	t, с
	t, %

 

З.10. Зробити висновки по результатах дослідів і оформити звіт.

 

 

Частина III

3.11. Ознайомитись з кінематичною та електричною схемами проміжних і вказівних реле. Вивчити конструкцію і принцип дії досліджуваних реле (на основі домашньої підготовки).

3.12. Визначити напругу спрацювання і повернення електромагнітного проміжного реле без уповільнення (РП-25).

Для досліду збирається схема з використанням пристрою ППЗ. Живлення обмоток реле здійснюється від зажимів (=~U). Перемикачі ППЗ встановити в положення, відповідні роду напруги оперативного струму досліджуваного реле.

Напруги визначаються як середньоарифметичні із трьох вимірювань. Результати досліду занести до табл. 2.7.

Таблиця 2.7

Тип проміжного реле	Uсп, В	Uсп*	Uп, В	Uп*	Кп	Примітки

 

3.13. Визначити час спрацювання проміжного реле при напругах 0,8 Uн; 1,0 Uн; 1,1 Uн. Результати вимірювань занести до табл. 2.8, побудувати за­лежність tсп=f(Up).

Таблиця 2.8

Тип проміжного реле
Uр, в	0,8 Uн	1,0 Uн	1,1 Uн
tсп, с

 

3.14. Визначити час дії (спрацювання і повернення) проміжного реле з уповільненням (РП-250) при різних напругах і різних варіантах ввімкнення обмоток струму і наявності демпфуючих мідних