Конструкція та принцип дії реле різних типів

В схемах релейного захисту і електроавтоматики застосовуються електромеханічні реле, реле на напівпровідникових приборах (діодах, транзисторах).

Але наявність таких недоліків електромеханічних реле, як великі розміри, велика потрібність мощі від трансформаторів струму та напруги, проблеми в забезпеченні надійності роботи контактів побудили к пошукам більш досконалим принципам виготовлення реле. Нові принципи виготовлення реле з допомогою напівпровідникових приборів дозволяє удосконалити параметри і характеристики реле і перейти повністю чи частково на безконтактні схеми захисту.

Окрім реле реагуючих на електровеличини для захисту електромашин і апаратів використовуються реле, які реагують на неелектричні величини, таким чином характеризуючи появу неполадок чи ненормальних режимів в них. Наприклад, маємо реле, реагуюче на появу газів чи прибільшення тиску в кожухах олієнаповнюваних трансформаторів та реакторів. Реле, реагуюче на прибільшення температури трансформаторів в електромашинах.

Реле, реагуючі на електровеличини діляться на 3 групи:

· реле, реагуюче на одну електровеличину струм або напруга;

· реле, реагуюче на дві електровеличини струм і напругу, або дві напруги U1 і U2 котре з яких являється лінійною функцією струму і напруги мережі;

· реле, реагуюче на три або більше електровеличин, наприклад, три струму і три напруги або декілька напруг, лінійної функції струмів і напруг.

До першої групи відносять реле стуму і напруги. До другої належать однофазні реле потуги і опору. Треті відносять трьох фазні реле потужності, багато фазні реле опору та других пристроїв.

Реле часу

Реле часу служить для штучного затримання дії пристроїв релейного захисту. При замиканні контактів струмового реле плюс підводиться до обмотки реле часу, котрі через деякий час замикають контакти і призводить до відключення вимикача. Час, з моменту подачі напруги на обмотку реле часу до замикання його контактів, називається витримкою реле часу.

Основною вимогою до реле часу в схемах релейного захисту є точність. Реле часу повинно надійно спрацьовувати починаючи з 80 % номінальної напруги та його витримка часу не повинна залежите від можливих в експлуатації оперативної напруги.

 

Реле часу має багато конструктивних видів, але принципи їх пристроїв однорідні і можуть бути розглядані на прикладі конструкції. При появі струму в обмотці, якір відразу втягується, звільняючи важіль з зубчатим сегментом. Під дією ведучої пружини важіль приходить в дію, котре не є вільним, так як воно призвільнюється спеціальним пристроєм видержки часу. Через деякий час, що залежить від швидкості важеля, останній замкне контакти реле.

Для зменшення розмірів реле котушка реле часу не розраховується на тривале проходження струму.

Вказівне реле

Вказівне реле служить для фіксації дії захисту в цілому або її елементів. При спрацьовуванні захисту по обмотці реле проходить струм, що приводить реле в дію.

В зв'язку з короткочасним проходженням струму в обмотці вказівних реле вони виконуються так що сигнальний прапорець і контакти реле замикаються в спрацьованому стані до тих пір поки їх не поверне на місце обслуговуючий персонал. Вказівні реле виготовляються для послідового і паралельного включення. Реле послідовного включення більш зручні і тому мають більш широке використання.

При появі струму в обмотці, якір реле притягується і звільнює прапорець. Останній падає під дією власної ваги, приймаючи вертикальне положення.

 

Електромагнітне реле

Кожна конструкція має електромагніт у якого є стальний сердечник і обмотки, стальний рухомий якір, несучий подвижник контакт, нерухомі контакти і протидіюча пружина.

Струм, що проходить по обмотці електромагніту створює намагнічуючу силу, під дією якої виникає магнітний потік, замикаючий через сердечник електромагніта повітряний зазор і якір. Якір намагнічується і в наслідок чого притягується до полюса електромагніта. Якір, що перемістився у кінцеве положення своїм рухомим контактом замикає нерухомі контакти реле. Початкове положення якіру обмежується опором.

Електромагнітна сила, притягуючи стальний якір до електромагніта, пропорційно квадрату магнітного потоку в повітряний опір.

 

Поляризоване реле

Поляризоване реле є різновидністю електромагнітних конструкцій. В цих реле якір перебуває під дією двох магнітних потоків, с котрих один створюється струмом, що живить обмотку реле, другий - постійним магнітом. Магнітний потік обмотки називається робочим, а постійного магніту - поляризуючим. Поляризоване реле виконується в двох варіантах: з диференційною і мостовою системами. Обидві конструкції складаються з сердечника, обмотки, постійного магніту, якоря і контактної системи.

Полярні реле мають таки переваги:

· висока чутливість і мала потреба, досягаючи при мінімальному струмі спрацювання;

· висока кратність струму термічної стійкості.

Недоліки поляризованих реле є мала потуга контактів, невеликий зазор між ними і відносно невисокий коефіцієнт повернення.

Поляризовані реле використовуються в схемах релейного захисту як допоміжні реле постійного струму, при необхідності швидкодіючих і високо чутких, також реагуючи органи в схемах реле.

Електромеханічне реле

Електромеханічне реле виконуються на електромагнітному, індукційному, електродинамічному, індукційно-динамічному і магнітоелектричним принципах. Наша промисловість виготовляє електромеханічні реле загалом на електромагнітному і індукційному принципах, котрі дозволяють розробити види реле.

Контакти реле являються дуже відповідним елементом в схемах захисту. Вони повинні забезпечувати надійність замикання та відмикання струму в керуючих їм ланцюгах та бути розраховані на багатократні.

Комутаційна здатність контактів які характеризуються потугою при котрій вона забезпечує замикання і розмикання ланцюгів. Обмотка реле повинна володіти термічною стійкістю, що характеризується в залежності від типа реле, значенням струму чи напруги, що допускаються довго і короткочасно.

Потребляємо потуга залежить від зусиль котрі повинні створити намагнічуючи сили обмоток для приведення в дію рухомі системи реле і надійного замикання контактів реле.

Вказівне реле

Вказівне реле служить для фіксації дії захисту в цілому або її елементів. При спрацьовуванні захисту по обмотці реле проходить струм, що приводить реле в дію. В зв'язку з короткочасним проходженням струму в обмотці вказівних реле вони виконуються так що сигнальний прапорець і контакти реле замикаються в спрацьованому стані до тих пір поки їх не поверне на місце обслуговуючий персонал. Вказівні реле виготовляються для послідового і паралельного включення. Реле послідовного включення більш зручні і тому мають більш широке використання.

При появі струму в обмотці, якір реле притягується і звільнює прапорець. Останній падає під дією власної ваги, приймаючи вертикальне положення.

Індуктивне реле

Реле складається з рухомої системи, розташованої в полі двох магнітних потоків. Магнітні потоки створюються струмом, проходячи по обмотці нерухомих електромагнітів. Рухома система виконується з мідного або алюмінієвого диска чи циліндра, закріпленого на осі, який може обертатися. При обертанні проти часової стрілки рухома система проходить момент пружини і замикає контакти.

Обмотки реле живляться змінним струмом, котрий створюють змінні магнітні потоки. Пронизуючи рухому систему, магнітний потік створює в ній ЕДС. Під дією ЕДС в рухомій системи виникають вихрові струми.