Вторичные реле прямого и косвенного действия

К вторичным реле тока относятся как реле прямого действия (типов РТМ и РТВ), которые встраиваются в пружинные или грузовые приводы выключателей напряжением в основном 6 и 10 кВ, так и реле косвенного действия: электромагнитные серий РТ-40, РТ-140, индукционные серий РТ-80, РТ-90, новые полупроводниковые реле серий РСТ-11, РСТ-13, выполненные на современной микроэлектронной элементной базе. Далее рассмотрим краткие сведения и основные характеристики этих реле.

Реле РТМ.

Максимальное реле тока мгновенного действия РТМ является электромагнитным реле прямого действия. Основными его деталями являются катушка с сердечником (электромагнит). При появлении в катушке (обмотке) сверхтока, превышающего ток срабатывания реле, под действием магнитного поля катушки сердечник перемещается, втягивается в катушку, ударяет в планку привода выключателя и освобождает при этом запирающий механизм выключателя [10]. Реле РТМ поставляются вместе с приводом выключателя. Наиболее распростра­ненными являются приводы типа ПП-67 (ранее выпускались типа ПП-61) и привод, встроенный в выключатель типа ВМПП-10.

Реле РТМ может использоваться для выполнения однорелейной или двухрелейной токовой отсечки на трансформаторах и блоках линия — трансформатор напряжением 6 или 10 кВ и до 35 кВ включительно. Оно может использоваться и для выполнения токовых отсечек на линиях этих классов напряжения, но при этом следует учитывать большую скорость срабатывания реле РТМ: примерно 0,02 с — при токе, более чем в 2,5— 3 раза превышающем ток срабатывания реле. За такое малое время не успевают расплавиться плавкие вставки предохранителей, которые установлены для защиты трансформаторов, подключенных к рассматриваемой линии. По этой причине при КЗ на выводах трансформатора может отключиться также и линия, защищаемая отсечкой на реле РТМ. Правда, это неселективное отключение может быть исправлено устройством АПВ, так как к времени действия РТМ добавится время отключения выключателя и полное время отключения тока КЗ составит 0,1 — 0,15 с. За такой период времени плавкие вставки предохранителей с относительно небольшим номинальным током успевают расплавиться, а гашение электрической дуги в патроне предохранителя происходит уже после отключения питающей линии в бестоковую паузу перед действием устройства АПВ линии.

Для использования реле РТМ в качестве измерительного органа токовой отсечки в этих реле предусмотрена возможность установки необходимого значения тока срабатывания (уставки). Для этого имеются обмотки (катушки) с разными числами витков и с выведенными ответвлениями (отпайками), что обеспечивает грубое ступенчатое регу­лирование уставок, например 10, или 15, или 20 А и т.д. Кроме того, в конструкциях современных реле РТМ имеется возможность и плавного регулирования уставок.

Реле РТМ часто используется в качестве электромагнита отключения выключателя — в схемах максимальной токовой защиты с дешунтированием электромагнита отключения. В этих случаях ток срабатывания РТМ выбирается минимальным - 5 А.

Реле РТВ.

Максимальное реле тока с выдержкой времени типа РТВ по принципу действия аналогично реле типа РТМ, но дополнительно имеет орган выдержки времени [10]. Выдержка времени создается часовым механизмом, размещенным в корпусе реле. Реле РТВ, так же как и реле РТМ, встраивается в привод выключателя и одновременно выполняет роли реле защиты и электромагнита отключения выключателя.

Недостатком существующих реле РТВ и РТМ является большой разброс времени и тока срабатывания, особенно при работе реле в зависимой части времятоковой характеристики. Поэтому в расчетах релейной защиты с реле РТВ принимают большие ступени селективности: между двумя защитами с РТВ, работающими в независимой части характеристик, — около 0,7 с, в зависимой части — около 1 с. Это примерно в 3 раза выше, чем для современных электронных защит. Таким образом, использование РТВ на нескольких последовательно включенных линиях приводит к значительному увеличению времени отключения КЗ, особенно на головном участке этой сети, наиболее близком к источнику питания.

В связи с этим и некоторыми другими недостатками реле прямого действия они все реже используются во вновь вводимых электроустановках в качестве реле защиты. Однако в эксплуатации находится еще очень много этих реле.

В некоторых энергосистемах производится частичная реконструкция часового механизма реле РТВ с целью уменьшения диапазона выдержек времени и снижения минимального бремени срабатывания реле, что частично устраняет отмеченные выше недостатки этих реле.

Реле РТ-40 и РТ-140.

Вторичные реле косвенного действия серии РТ-40 и РТ-140 являются электромагнитными реле, срабатывающими без выдержки времени (собственное время срабатывания 0,02—0,04 с). Напомню принцип действия этих реле: при прохождении по катушке (обмотке) реле тока, превышающего ток срабатывания реле, под воздействием создаваемого магнитного поля якорь реле поворачивается и замыкает замыкающий контакт. При этом размыкающий контакт реле размыкается.

Реле РТ-40 и РТ-140 очень широко используются в различных схемах релейной защиты. Строение этих реле рассмотрено ранее.

Ток срабатывания реле (уставка по току) регулируется плавно в пределах, указанных для данного исполнения реле (табл. 4). При этом первая половина диапазона уставок выполняется при последовательном соединении обмоток реле, а вторая — при параллельном. Для переключения обмоток с одного соединения на другое имеются специальные выводы. Например, у реле РТ-40/2 можно установить токи срабатывания в пределах от 0,5 до 1 А при последовательном соединении обмоток и от 1 до 2 А — при параллельном.

Реле серий РТ-80, РТ-90

Реле серии РТ-80 широко используются в схемах релейной защиты от КЗ линий электропередачи и понижающих трансформаторов напряжения до 35 кВ, а также электродвигателей. Реле типов РТ-83, РТ-84 и РТ-86 применяются в тех случаях, когда требуется также сигнализация (или отключение) при перегрузках.

Реле РТ-80 различаются контактными системами. Реле РТ-81, РТ-82 имеют один главный замыкающий контакт, который может быть при необходимости переделан в размыкающий. Реле РТ-83, РТ-84, РТ-86 имеют, кроме того, один замыкающий сигнальный контакт.

Реле типов РТ-85, РТ-86, предназначенные для работы в схемах защиты на переменном оперативном токе с дешунтированием электромагнитов управления коммутационными аппаратами, имеют усиленные замыкающий и размыкающий контакты с общей точкой (контакты 1 и 2 на рис. 12). В реле РТ-85 эти контакты могут действовать как с выдержкой времени, обратнозависимой от кратности тока в реле, так и мгновенно. В реле РТ-86 они могут действовать только мгновенно, а с выдержкой времени действует сигнальный контакт, не способный дешунтировать электромагнит управления.

Ток замыкания главных замыкающих контактов реле РТ-81—РТ-84 не должен быть более 5 А при напряжении 250 В постоянного и переменного тока. Ток размыкания размыкающих контактов не более 2 А при напряжении до 250 В переменного тока и не более 0,5 А при напряжении до 250 В постоянного тока.

Главные усиленные контакты реле типов РТ-85 и РТ-86 способны дешунтировать управляемую цепь при токах до 150 А для схем с дешунтированием ЭО. Сигнальные контакты реле типов РТ-83, РТ-84, РТ-86 могут замыкать и размыкать цепь постоянного тока до 0,2 А, переменного тока до 1 А при напряжении до 250 В.

Реле типов РТ-91 и РТ-95.

Реле этих типов выполнены на основе индукционных реле серии РТ-80 (см. выше) и отличаются от них значительно большей крутизной времятоковой характеристики. Практически время срабатывания реле почти не зависит от кратности тока в реле по отношению к его току срабатывания, хотя завод-изготовитель указывает, что независимая часть характеристики начинается примерно при 4-кратном токе.

Контактная система реле РТ-91 такая же, как у реле РТ-81. Реле РТ-95 имеет такие же усиленные контакты, как реле РТ-85, и может использоваться в схемах релейной защиты на переменном оперативном токе с дешунтированием ЭО, когда требуется мало зависящая от тока выдержка времени защиты.