Текст
РЕЛЕ
ЗАЩИТЫ
РЕЛЕ:
ЗАЩИТЫ
«Э Н Е Р Г И Я»
МОСКВА 1976
6П2.1.082
Р36
УДК 621.316.925
Авторы: В. С. Алексеев, Г. П. Варганов, Б. И. Панфи-
лов, Р. 3. Розенблюм.
Реле защиты. М., «Энергия», 1976.
Р 36 464 с. с ил.
На обороте тит. л. авт.: В.' С: Алексеев, Г: П; Варганов,
Б. И. Панфилов, Р. 3. Розенблюм.
Книга содержит систематизированное описание вторичных реле защиты
переменного тока, электромеханических реле времени, электромагнитных
вспомогательных реле защиты и некоторых реле автоматики энергосистем,
выпускаемых в настоящее время отечественной промышленностью. Приве-
дены полные технические данные реле.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занятых
в области производства и эксплуатации устройств релейной защиты, а так-
же может быть полезна сотрудникам проектных организаций и студентам
средних и высших специальных учебных заведений, занимающимся во-
просами релейной защиты.
30311-471
Р ---------;----- 30 76 6П2.1.082
051 01 -76
© Издательство «Энергия», 1976.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В десятой пятилетке важная роль отводится электри-
фикации— основе современного технического прогресса.
Дальнейшее развитие энергетики намечается вести глав-
ным образом по пути строительства вблизи топливных
месторождений тепловых электростанций с установкой
крупных энергетических блоков мощностью 500—
1200 МВт и атомных электростанций там, где ресурсы
топлива ограничены. Будет продолжаться создание Еди-
ной энергосистемы СССР, будут строиться дальние ли-
нии электропередачи напряжением 750 и 1150 кВ пере-
менного тока и до 1500 кВ постоянного тока. К энерге-
тическим системам будут присоединены почти все
колхозы и совхозы. По мере роста и усложнения энерго-
систем будут расти и требования к надежности их рабо-
ты. Соответственно растут номенклатура и выпуск реле
и устройств защиты.
Современная энергосистема не может работать без
устройств релейной защиты и автоматики, их влияние
на функционирование энергосистемы весьма велико и
непрерывно возрастает.
В имеющейся литературе достаточно полно освещены
вопросы применения реле защиты и устройств в схемах
защит. Вышли книги, посвященные описанию и расчету
элементов реле и устройств. Что касается описания не-
посредственно реле и устройств защиты, то здесь, за ис-
ключением кратких справочников и отдельных брошюр,
имеется некоторый пробел.
В настоящей книге авторы стремились дать система-
тизированное описание вторичных реле защиты перемен-
ного тока, электромеханических реле времени, электро-
магнитных вспомогательных реле защиты, источников
питания и некоторых реле для противоаварийной авто-
матики энергосистем, выпускавшихся на 1 января 1974 г.
промышленностью. Там, где это необходимо, приведены
формулы, отражающие соотношения между величинами,
характеризующими отдельные элементы реле, необходи-
мне для получения нужных параметров реле. Приведе-
ны описания основных конструктивных узлов, полный
перечень гарантируемых технических данных и характе-
ристик, обмоточные данные и номинальные параметры
комплектующих элементов. Приведенные в книге указа-
ния по проверке и регулировке соответствуют провер-
кам, проводимым на заводе-изготовителе при выпуске
реле.
Глава 1 написана Р. 3. Розенблюм, гл. 2, 3, 6 —
В. С. Алексеевым, гл. 4, 7 — Г. П. Варгановым, гл. 5—
Б. И. Панфиловым. Все замечания и пожелания по дан-
ной книге просьба направлять по адресу: 113114, Моск-
ва, М-114, Шлюзовая наб., 10, изд-во «Энергия».
________—---ГЛАВА ПЕРВАЯ-----------------
ВВЕДЕНИЕ
1-1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИМЕНЯЕМАЯ В РЕЛЕ ЗАЩИТЫ
ТЕРМИНОЛОГИЯ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЛЕ ЗАЩИТЫ
Основным элементом всякой схемы релейной защи-
ты является реле. Под термином реле [1] принято по-
нимать автоматически действующий аппарат, предназ-
наченный при заданном значении воздействующей вели-
чины, характеризующей определенное внешнее явление,
производить скачкообразные изменения в управляемых
системах.
Воздействующей величиной называется величи-
на, на которую должно реагировать реле. Воздействую-
щая величина может образоваться из одной или не-
скольких величин, подведенных к различным входам ре-
ле и называющихся входными величинами. Реле, для
которого воздействующая величина является электриче-
ской, называется электрическим реле. В свою
очередь электрическое реле, применяемое в устройствах
защиты элементов электрических установок, носит на-
звание реле защиты.
По способу подключения к главной электрической
цепи реле защиты разделяются на первичные,
подключаемые непосредственно к главной электриче-
ской цепи, и вторичные, подключаемые через индук-
тивную или емкостную связь.
По способу воздействия на отключающее электриче-
скую установку устройство реле разделяются на реле
прямого и косвенного действия. Реле прямого
действия непосредственно воздействуют на отключаю-
щее устройство, в то время как реле косвенного действия
воздействуют через промежуточный элемент.
По назначению реле делятся на измерительные и ло-
гические. Реле, предназначенные для срабатывания с
определенной точностью при заранее установленном зна-
чении воздействующей величины в пределах непрерыв-
5
яого диапазона ее изменения, называются измери-
тельными реле. Измерительные реле, предназна-
ченные для срабатывания при значениях воздействующей
величины, больших заданного, называются макси-
мальными реле, при значениях воздействующей вели-
чины, меньших заданного, — минимальными ре-
л е. По виду воздействующей величины измерительные
реле делятся на следующие группы:
Воздействующая величина Реле:
Ток тока
Напряжение
Произведение тока, напряжения и сину-
соидальной функции угла между ними
Угол между входными векторными ве-
личинами
Угол между входными векторными вели-
чинами тока и напряжения
Отношение напряжения к току, выра-
женное в комплексной форме
Симметричные составляющие тока и на-
пряжения или их сочетание
Частота переменного тока
напряжения
мощности
сдвига фаз
направления мощ-
ности
сопротивления
симметричных со-
ставляющих
частоты
Измерительное реле, выполняющее функции несколь-
ких реле, объединенных логической связью, называется
комбинированным.
Помимо измерительных реле в устройствах защиты
широкое распространение получили логические ре-
л е, предназначенные для срабатывания или возврата
при дискретном изменении воздействующей величины.
К этим реле относятся:
промежуточные реле, предназначенные для
расширения функций других реле;
указательные реле, предназначенные для ука-
зания срабатывания других реле;
реле времени, предназначенные для срабатыва-
ния с регулируемой выдержкой времени, имеющей за-
данную точность;
замедленное р е л е, предназначенное для сра-
батывания или возврата со специально предусмотрен-
ным замедлением.
По принципу действия реле защиты разделяются
на следующие группы:
6
Принцип действия
Работа основана на воздействии магнит-
ного поля обтекаемой током обмотки
на ферромагнитный якорь
Электромагнитное реле со вспомогатель-
ным поляризующим магнитным полем
Работа основана на взаимодействии по-
стоянного магнита и обтекаемой током
обмотки
Работа основана на взаимодействии маг-
нитных полей неподвижных обмоток с
магнитными полями токов, индукти-
руемых в подвижном элементе
Работа основана на использовании
свойств полупроводниковых приборов
Группа реле
Электромагнитные реле
Поляризованное реле
Магнитоэлектрические
реле
Индукционные реле
Полупроводниковые ре-
ле
В любом реле можно выделить несколько конст-
руктивных частей, определяемых выполняемыми
функциями. Входные непрерывные величины превраща-
ются в удобные для дальнейшего использования непре-
рывные величины воспринимающей частью реле (транс-
форматоры, трансреакторы, фильтры). Часть реле, пре-
образующая род тока, характер изменения его во време-
ни или вид энергии в удобный для сравнения, называется
преобразующей частью (выпрямители, диффе-
ренцирующие схемы). Сравнение преобразованных вели-
чин и получение дискретной величины на выходе произ-
водит сравнивающая часть реле (схемы сравне-
ния).
Усиление дискретных сигналов и скачкообразное из-
менение состояния управляемых электрических цепей
осуществляется исполнительной частью реле
(нуль-индикаторы, контакты). Требуемая выдержка вре-
мени осуществляется замедляющей частью реле.
Одна и та же часть реле может объединять в себе
функции нескольких конструктивных элементов. Элек-
тромагнит промежуточного реле может быть одновре-
менно преобразующей и, при наличии короткозамкнутой
обмотки, замедляющей частью реле. В данном случае
электрическая энергия преобразуется в энергию магнит-
ного поля, а затем в механическое усилие на якоре, ко-
торое сравнивается с усилием противодействующих пру-
жин. Реакция короткозамкнутой обмотки замедляет на-
чало перемещения якоря электромагнита.
7
У любого реле или его части различают два состоя-
ния:
начальное — состояние при отсутствии воздейст-
вующей величины;
конечное — установившееся состояние при превы-
шении воздействующей величиной заданного значения.
Появление воздействующей величины на входах ре-
ле называется возбуждением.
Переход реле или его части из начального состояния в
конечное называется действием, и наоборот, переход
из конечного состояния в начальное принято называть
отпусканием. Частным случаем действия является
срабатывание реле — выполнение реле предназна-
ченной функции. Так, втягивание якоря электромагнита
реле времени после подачи напряжения на обмотку яв-
ляется действием электромагнита. Под срабатыванием
реле времени понимается замыкание его контактов с вы-
держкой времени, обусловленной часовым механизмом,
что, собственно, и является функцией реле. Переход ре-
ле в состояние, в котором оно находилось до срабатыва-
ния, называется возвратом реле. Переход якоря
электромагнита реле времени (части реле) в начальное
положение при снятии напряжения с его обмотки явля-
ется отпусканием электромагнита. Переход в начальное
состояние всего реле (электромагнита, часового меха-
низма, контактов) является возвратом реле.
Срабатывание реле в соответствии с его назначением
называется правильным срабатыванием реле.
Несостоявшееся требуемое срабатывание реле назы-
вается отказом срабатывания реле, и наоборот, состояв-
шееся нетребуемое срабатывание реле называется из-
лишним срабатыванием реле.
Все реле характеризуются основными параметрами:
параметр срабатывания реле — пороговое
(граничное) значение воздействующей величины при
срабатывании, разделяющее зоны срабатывания и не-
срабатывания реле в пределах непрерывного диапазона
изменения этого параметра. Заданное пороговое значе-
ние воздействующей величины при срабатывании или
заданная выдержка времени, после которой реле долж-
но сработать, называется также уставкой, а положе-
ние указателя на шкале реле, соответствующее задан-
ным параметру срабатывания или выдержке времени,
называется уставкой по шкале. В некоторых слу-
8
чаях воздействующая величина зависит от соотношения
входных величин и угла между ними (реле мощности
шли сопротивления). Зависимость между входными или
воздействующими величинами в условиях срабатывания
называется характеристикой срабатывания.
Совокупность точек в комплексной плоскости R, X, со-
ответствующих срабатыванию реле, для которого воз-
действующая величина определяется комплексным
числом R-[-jX, называется областью срабатыва-
ния реле, а линия, отделяющая в комплексной плоско-
сти область срабатывания, — граничной линией.
Иногда характеристика срабатывания показывает зави-,
симость кратности тока в исполнительной части реле по
отношению к току в ней при срабатывании от соотноше-
ния входных величин. Такая зависимость носит название'
характеристики чувствительности.
Изменение параметра срабатывания реле с двумя-и
более входными величинами под влиянием одной из
входных величин называется самоходом;
параметр точной работы реле — значение
входной величины, при которой параметр срабатывания
начинает отличаться от уставки на заданную величину.
Параметр точной работы относится к реле, реагирую-
щим на отношение двух входных величин, например, к
реле сопротивления, у которых при малых значениях то-
ка сопротивление срабатывания уменьшается (см. §3-1).
При некотором значении тока отклонение сопротивле-
ния срабатывания от уставки начинает превышать за-
данное значение (—10%) сопротивления срабатывания.
Это значение тока соответствует нижнему значе-
нию тока точной работы.
Вследствие насыщения трансреакторов аналогичное
явление наблюдается и при большом токе, который со-
ответствует верхнему значению тока точной
работы;
параметр возврата реле — граничное
значение воздействующей величины, при котором
происходит возврат реле. Отношение параметра возвра-
та к параметру срабатывания реле называется коэф-
фициентом возврата реле. Для максимальных
реле коэффициент возврата меньше единицы, для мини-
мальных — больше единицы;
параметр удерживания реле — граничное
значение входной величины, при котором реле остается
9
в положении срабатывания. Этот термин в основном от-
носится к промежуточным реле, имеющим специальные
удерживающие обмотки;
тормозная величина — входная величина, пре-
пятствующая срабатыванию (например, ток тормозных
обмоток устройств блокировок при качаниях, дифферен-
циальных реле и др.);
время срабатывания реле — время с момен-
та появления воздействующей величины определенной
кратности по отношению к параметру срабатывания до
^воздействия реле на управляемую систему. Замедление
при передаче воздействия называется выдержкой
времени.
Параметры срабатывания реле не всегда совпадают
с уставкой реле. Отклонение параметра срабатывания
реле от уставки, выраженное в процентах или в едини-
цах измерения параметра срабатывания, принято назы-
вать погрешностью срабатывания реле.
При этом разность между максимальным и минималь-
ным значениями параметра срабатывания реле при за-
данном количестве измерений на какой-либо уставке
носит название абсолютного значения разбро-
с а параметра срабатывания. Разброс параметров сра-
батывания определяется при неизменных условиях ра-
боты реле (определенном значении температуры и
влажности окружающего воздуха, положении реле в
пространстве и т. д.).
Погрешность срабатывания реле определяется как в
нормальных условиях, так и в заданных диапазонах из-
менения отдельных факторов, определяющих условия
работы реле (изменения температур и влажности окру-
жающего воздуха, токов, напряжения, частоты сети и
т. д.).
1-2. УСЛОВИЯ РАБОТЫ, ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ РЕЛЕ
Условия работы реле и устройств защиты характе-
ризуются климатическими факторами внешней среды.
В соответствии со стандартами, изданными ранее
1971 г. [5—10], реле выпускаются для следующих усло-
вий работы:
температура окружающего воздуха от—5-;—f-35° С,
или —20-4--j-40° С (основное исполнение) или —404-,
.+40° С;
10
относительная влажность окружающего воздуха до
80% при температуре окружающего воздуха +20° С;
высота над уровнем моря до 1000 или 2000 м.
Реле и устройства защиты не предназначены для ра-
боты в среде, насыщенной токопроводящей или абра-
зивной пылью и водяными парами, содержащей актив-
ные химические пары и газы, разрушающие металл и
изоляцию, а также во взрывоопасной среде и в местах,
не защищенных от попадания влаги.
Значения механических факторов, которым может
подвергаться реле, не нормировались. Большинство ре-
ле чувствительны к толчкам и вибрациям.
Для реле и устройств защиты, внедренных в произ-
водство после 1971 г., климатические факторы регла-
ментируются ГОСТ 15150-69 и 15543-70 [3, 4].
В соответствии с этими стандартами к климатиче.-
ским факторам относятся: температура и влажность ок-
ружающего воздуха, солнечная радиация, дождь, ветер,
пыль, резкие смены температуры и т. п.
В зависимости от того, для эксплуатации в каких
климатических районах предназначено изделие, реле и
устройства защиты выпускаются в климатических ис-
полнениях:
У — для эксплуатации в районах с умеренным
климатом;
Т — для эксплуатации в районах ' с тропическим
климатом.
Реле и устройства защиты этих исполнений в зави-
симости от места размещения в эксплуатации изготовля-
ются по следующим категориям:
категория 2 — для установки в помещениях, где ко-
лебания влажности и температуры воздуха примерно
такие же, как на открытом воздухе, и где имеется сво-
бодный доступ наружного воздуха при отсутствии
прямого воздействия солнечной радиации и атмосфер-
ных осадков (например, в кожухе комплектного устрой-
ства или под навесом);
категория 3—для установки в закрытых помещениях
с естественной вентиляцией без искусственно регулиру-
емых климатических условий или с длительными пере-
рывами в регулировании, где колебания температуры и
влажности воздуха значительно меньше, чем на откры-
том воздухе, при существенном уменьшении воздействия
солнечной радиации, ветра, атмосферных осадков, отсут-
11
ствии росы (например, в каменных, бетонных и деревян-
ных помещениях);
категория 4 — для установки в помещениях с искус-
ственно регулируемыми климатическими условиями при
отсутствии прямого воздействия солнечной радиации,
атмосферных осадков, ветра, песка и пыли наружного
воздуха (например, в закрытых отапливаемых или ох-
лаждаемых и вентилируемых производственных поме-
щениях) .
При этом категория 4 делится на две дополнитель-
ные категории:
4 1. — для установки в помещениях с кондициониро-'
ванным или частично кондиционированным воздухом;
4 2. — для установки в лабораторных, капитальных,
жилых и других аналогичных помещениях.
В зависимости от значений температуры, влажности
окружающего воздуха и продолжительности их воздей-
ствия ГОСТ 16962-71 устанавливает различные степени
жесткости для изделий [11].
В табл. 1-1 приведены значения температуры, влаж-
ности окружающего воздуха и продолжительность их
воздействия, степени жесткости для климатических ис-
полнений и категорий эксплуатации реле и устройств
защиты, выпускаемых в настоящее время.
Использование реле и устройств защиты в других
климатических условиях, отличных от вышеуказанных,
оговорено в [3].
Климатическое исполнение и категория размещения
изделий вносятся в условное обозначение типа изделия
(например, реле типа РП-220 У4) или в техническое
описание и инструкцию по эксплуатации, паспорт или
другую сопроводительную документацию.
Реле и устройства защиты могут храниться в закры-
тых отапливаемых (или охлаждаемых) и вентилируемых
складских помещениях, расположенных в любых клима-
тических районах, при температуре окружающего воз-
духа от +1 до +40° С и верхнем значении относитель-
ной влажности 80% при 25° С и более низких темпера-
турах. Эти условия хранения соответствуют группе
условий хранения Л [3].
Реле и устройства защиты могут перевозиться закры-
тым транспортом (в железнодорожных вагонах, контей-
йерах и др.), обеспечивающим сохранность изделий и их
упаковки. При такой транспортировке предполагают
12
13
следующие диапазоны температур и предельные значе-
ния относительной влажности:
для умеренного климата температура окружающего
воздуха от —50 до +50° С, предельное значение влаж-
ности 100% при температуре 25° С;
для тропического климата температура окружающего
воздуха от —50 до +6О0 С, предельное значение влаж-
ности 100% при температуре 35° С.
Для реле и устройств защиты, внедренных в произ-
водство после 1972 г., значения механических факторов
(вибрационные, ударные, линейные нагрузки), которым
они могут подвергаться, регламентируются ГОСТ
16962-71 и 17516-72 [И, 12].
В соответствии с этими стандартами реле и устрой-
ства защиты, предназначенные для эксплуатации в ста-
ционарных установках (в шкафах, на панелях, щитах,
пультах), имеют группы условий эксплуатации Ml—М7.
Для устройств указанных групп условий эксплуатации
вибрационные нагрузки должны находиться в диапазо-
не частот 1—100 Гц при значениях ускорений 0,5; 1
и 2 g.
Связь между группами условий эксплуатации изде-
лий и требованиями по видам механических факторов,
а также значениями степеней жесткости (по ГОСТ
16962-71) приведены в ГОСТ 17516-72 [12].
Следует учесть, что реле и устройства защиты, со-
держащие магнитоэлектрические реле, не удовлетворя-
ют указанным стандартам по значениям ускорений
(магнитоэлектрические реле допускают значение уско-
рений до 0,25 §•).
1-3. ВНЕШНЕЕ ОФОРМЛЕНИЕ РЕЛЕ. ГАБАРИТЫ
И УСТАНОВОЧНЫЕ РАЗМЕРЫ. ПРИСОЕДИНЕНИЕ ВНЕШНИХ
ПРОВОДОВ. ПОРЯДОК НУМЕРАЦИИ ВЫВОДОВ.
ВЫСТУПАЮЩИЕ И УТОПЛЕННЫЕ КОРПУСА
Все конструктивные части реле или устройства за-
щиты монтируются на механически прочных, влагостой-
ких основаниях и защищаются от механических воздей-
ствий и от попадания посторонних частиц кожухами.
В местах соприкосновения кожуха с основаниями
обычно помещаются уплотняющие прокладки для пре-
дохранения от проникновения пыли. Часто кожухи комп-
лектов и устройств защиты в свою очередь состоят из
14
двух частей: венчика и стенки кожуха. В этом случае
уплотнительные прокладки помещаются также в местах
соприкосновения венчика и стенки кожуха.
В основном реле и устройства защиты имеют кожухи
с прозрачной передней стенкой. В этом случае, когда в
реле или устройстве защиты шкалы контакты или ука-
затели срабатывания не видны с лицевой стороны или
совсем отсутствуют, передние стенки могут быть и не-
прозрачными, например устройство типа ВУ-2, блоки
питания и т. д.
Для установки в комплектные устройства целый ряд
реле имеет исполнения без кожуха. Например, реле тока,
времени, промежуточные и сигнальные реле для уста-
новки в комплекты серии КЗ выполняются на штепсель-
ных разъемах.
Совокупность основания и кожуха (венчика и стенки
кожуха) в реле или устройстве принято называть кор-
пусом. Реле и устройства защиты по роду исполнения
корпусов разделяются следующим образом: с корпуса-
ми, выступающими над лицевой стороной панели, и с
утопленными корпусами.
По роду присоединения внешних проводников реле
и устройства защиты выполняются с передним и задним
присоединением внешних проводников.
Корпуса выступающего исполнения выполняются
чаще всего как с передним, так и с задним присоединени-
ем внешних проводников. Для корпусов утопленного
исполнения применяется только заднее присоединение
проводников.
Габаритные и установочные размеры корпусов реле
и устройств защиты приведены в приложении 1 на
рис П1-1—Ш-20.
У вертикально расположенных рядов нумерация вы-
водов производится сверху вниз. Выводы, расположен-
ные слева (если смотреть с лицевой стороны), нумеру-
ются нечетными числами, выводы, расположенные спра-
ва, — четными.
У горизонтально расположенных рядов выводов выво-
ды нумеруются слева направо.
Выводы, расположенные вверху, нумеруются нечетны-
ми числами, выводы, расположенные внизу, — четными.
Детали реле или устройства защиты, предназначен-
ные для заднего присоединения внешних проводников,
имеют длину части, выступающей за опорную поверх-
15
ность основания, рассчитанную для их монтажа на ме-
таллической панели толщиной до 5 мм. Выводы реле для
присоединения внешних проводов рассчитаны для при-
соединения к ним двух проводов каждый сечением до
4 мм2.
1-4. КОНТАКТЫ РЕЛЕ
Контакты реле защиты различаются по следующим
типам, регламентированным ГОСТ 2.725-68 [15].
Тип -контакта , Обозначение в электрических схемах -
Замыкающий —11
Размыкающий _ г П”
Переключ-ающий
С безобрывным переключением
Замыкающий, имеющий выдержку времени:
на замыкание —IFF
на размыкание —1FT
на замыкание и размыкание Размыкающий, имеющий выдержку времени: —iPT
на замыкание
на размыкание
на замыкание и размыкание “47
Контакт с гашением:
’замыкающий
размыкающий
16
Тип контакта
Контакт остающийся, с ручным возвратом:
замыкающий
размыкающий
Продолжение
Обозначение
в электрических
схемах
Контакт импульсный (временно замыкающий)'
В зависимости от значения коммутируемой мощности
различают следующие категории контактов: понижен-
ной, средней, нормальной и повышенной мощности. Кро-
ме того, выпускаются реле с контактами, предназначен-
ными для шунтирования и дешунтирования обмоток вы-
ключателей во вторичных цепях трансформаторов тока.
Коммутационная способность контактов реле при напря-
жении не выше 250 В в цепях постоянного тока с индук-
тивной нагрузкой, постоянная времени которой не пре-
вышает 0,005 с, а также в цепи переменного тока при
коэффициенте мощности этой цепи не менее 0,5 регла-
ментируется ГОСТ 711-62, 11152-65, 8159-69 и техниче-
скими условиями на отдельно взятые реле.
В зависимости от того, какое количество срабатыва-
ний может выдержать механизм, измерительные реле
делятся на следующие две группы:
Группы
реле
Количество срабатываний
с нагрузкой в цепи без нагрузки
контактов в цепи контактов
I 50 500
II 500 5000
1-5. ДЛИТЕЛЬНАЯ И ОДНОСЕКУНДНАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ
СТОЙКОСТЬ. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ
Все части реле и устройств защиты при продолжи-
тельном режиме работы выдерживают:
110% номинального тока в цепях переменного и по-
стоянного тока, причем указательные реле с обмотками
тока длительно выдерживают без повреждения трех-
кратный номинальный ток;
110% номинального напряжения в цепях переменного
и постоянного тока.
2—505
17
Цепи переменного напряжения реле, разработанных
после 1972 г., длительно выдерживают 115% Цном в це-
пях переменного тока.
Односекундная термическая стойкость токовых це-
пей реле, подверженных действию тока к. з., составляет
не менее 30-кратного номинального тока для номиналь-
ного тока, не превышающего 5 А. При номинальном
токе выше 5 А ток кратковременной термической стой-
кости принимается не более 250 А.
Электродинамическая стойкость реле и устройств
защиты, имеющих токовые цепи, подверженные дей-
ствию тока к. з., примерно равна 30-кратному номи-
нальному току (но не более 250 А) в течение 0,1—1 с.
При прохождении по реле тока кратковременной тер-
мической или электродинамической стойкости не долж-
но произойти механических повреждений и изменения
характеристик, препятствующих дальнейшей работе
реле.
1-6. ОБМОТКИ РЕЛЕ
Основными требованиями, предъявляемыми к об-
моткам реле и устройств защиты, являются электриче-
ская и механическая прочность и термическая стойкость
обмоток. Изоляция обмоток и других частей реле или
устройства 'должна выдерживать коммутационные пере-
напряжения, которые могут возникнуть в сети, где они
работают. Более подробно требования к электрической
прочности реле и устройств будут приведены ниже. Об-
мотки должны иметь высокую механическую прочность,
т. е. должны отсутствовать деформации и повреждения
при эксплуатации реле и устройств защиты. Повышен-
ная температура, возникающая в обмотках и других
частях устройств при нормальной работе и к. з., не долж-
на приводить изоляцию обмоток и других частей уст-
ройств к тепловому разрушению. Практически электри-
ческая прочность изоляции обмоток достигается рацио-
нальной ее конструкцией, правильным выбором изоляци-
онных материалов и марки намоточного провода.
Механическая прочность обмоток обеспечивается вы-
бором правильного расположения их витков, выбором
конструкции катушки, а также выбором диаметра, обес-
печивающего надежность намотки при существующей
технологии ее выполнения.
18
Для обеспечения необходимой нагревостойкости
большое значение имеют выбор расположения обмоток
в катушке, класс нагревостойкости намоточного провода
и диаметра его, который выбирается по условию токовых
нагрузок, но не менее диаметра, обеспечивающего меха-
ническую прочность провода при намотке.
В качестве намоточных проводов катушек реле и
устройств защиты применяются провода медные, круг-
лого сечения. Марки и классы нагревостойкости этих
проводов приводятся ниже.
ПЭВ-1—провод, покрытый механически прочным
слоем эмали (лаком ВЛ-931), с изоляцией нормальной
толщины, классом нагревостойкости А и допустимой
температурой нагрева провода до 105° С;
ПЭВ-2 — провод, покрытый механически прочным
слоем эмали (лаком ВЛ-991), с изоляцией повышенной
толщины с классом нагревостойкости А и допустимой
температурой нагрева провода до 105° С. Технические
данные проводов марок ПЭВ-1 и ПЭВ-2 регламентиру-
ются ГОСТ 7262-70 [16];
ПЭТВ — провод с эмалевой высокопрочной нагрево-
стойкой изоляцией на основе полиэфиров, с классом на-
гревостойкости В, и допустимой температурой нагрева
130° С. Технические данные провода регламентируются
ОСТ 16.505.001-70;
ПБД — провод, изолированный двумя сдоями нити
из хлопчатобумажной пряжи, с классом нагревостойкости
А в пропитанном состоянии (допустимая температура
нагрева оговорена выше). Технические данные провода
регламентируются ГОСТ 16513-70 [17];
ПСД — провод, изолированный бесщелочным стекло-
волокном, наложенным двумя слоями с подклейкой и
пропиткой нагревостойким лаком, с классом нагрево-
стойкости F, с допустимой температурой нагрева 155° С.
Технические данные провода регламентируются ГОСТ
7019-71 [18].
Ниже приведены данные но пробивному напряжению
проводов различных марок.
Выводы обмоток в катушках реле и устройств защи-
ты, намотанных проводом диаметром до 0,8 мм, изго-
тавливаются из металлических пластин (флажков) или
гибкого многопроволочного медного провода сечением
не менее 0,14 мм2 для проводов диаметром до 0,35 мм
и 0,5 мм2 для проводов диаметром свыше 0,35 (до
2*
19
0,8 мм). Выводы обмоток в катушках, намотанных про-
водом диаметром 0,8 и выше, изготовляются из этого
провода.
Пробивное
Марка Номинальный напряжение
провода диаметр провода, изоляции
им прочода, В
ПЭВ-1 0,05 350
0,06—0,07 400
0,08—0,09 500
0,1—0,14 600
0,15—0,2 700
0,21—0,41 900
0,44—0,53 1000
- 0,55—0,83 1100
0,86—1,35 1300
1,45—2,62 1500
ПЭВ-2 0,06—0,07 500
0,08—0,09 700
0,1—0.14 800
0,15—0,2 900
0,21—0,41 1250
0,44—0,53 1350
0,55—0,83 1500
0,86—1,35 1800
1,45—2,02 2000
ПЭТВ 0,07 650
0,08—0,09 800
0,1—0,14 900
0,15—0,2 1000
0,21—0,41 1600
0,44—0,51 1800
0,55—0,83 2000
0,86—1,35 2400
1,4—1,62 2800
ПСД 0,64—0,9 8 50
1,0—2,1 900
2,26—4,1 1100
Примечание. Пробивное напряжение
на провод марки ПБД не регламентируется.
Соединения в цепях катушек, намотанных проводом
диаметром 0,8 мм и выше производятся из проводов сече-
нием, не меньшим, чем сечение провода этих катушек.
Сечение провода, применяемого для остальных сое-
динений внутри реле, выбирается по условию токовых
нагрузок, но не менее 0,2 мм2.
В качестве провода для выполнения выводов обмоток
применяется провод марки ПМВГ с медными многопро-
волочными жилами в обмотке хлопчатобумажной пряжи
20
или стекловолокна и поливинилхлоридной изоляцией.
Технические данные провода марки ПМВГ регла-
ментируются техническими условиями ТУ 017.153-65.
Для выполнения монтажа внутри реле и устройств
защиты применяются медные провода следующих
марок:
ПВ—провод с однопроволочной жилой, негибкий,
с поливинилхлоридной изоляцией;
ПГВ — провод с медной гибкой многопроволочной
жилой и поливинилхлоридной изоляцией. Параметры
проводов марок ПВ и ПГВ регламентируются ГОСТ
6323-71.
ПМОВ — провод с однопроволочной жилой в обмот-
ке хлопчатобумажной пряжи или стекловолокном и по-
ливинилхлоридной изоляцией. Параметры провода рег-
ламентируются ТУ 017.153-65;
ПСВЛ — провод с многопроволочной жилой с поли-
винилхлоридной изоляцией в лакированной хлопчатобу-
мажной оплетке. Параметры провода ПСВЛ регламен-
тируются техническими условиями ТУ 16-06.305-68.
1-7. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ И СОПРОТИВЛЕНИЕ
ИЗОЛЯЦИИ
Электрическая изоляция реле и устройств защиты
определяется их конструктивным выполнением.
Воздушные зазоры между отдельными токоведущи-
ми частями и между ними и корпусом (или выступаю-
щими наружу металлическими частями корпуса) выпол-
няются равными не менее 4 мм, а расстояния между
токоведущими частями по поверхности изоляции — не
менее 6 мм. Изоляция между токоведущими частями,
а также между ними и корпусом (или выступающими
наружу металлическими частями корпуса) выдерживает
без пробоя или перекрытия испытательное напряжение
переменного тока частотой 50 Гц в течение 1 мин: 2000 В
для реле; 1700 В для комплектов защиты; 1500 В для
панелей защиты.
Разобщающиеся в процессе работы контактные части
реле и устройств защиты, а также изоляция между раз-
ными обмотками одной и той же катушки, если они не
относятся к различным электрически не связанным це-
пям, выдерживают испытательное напряжение 500 В
переменного тока частотой 50 Гц в течение 1 мин.
21
Изоляция между разными обмотками одной и той же
катушки, включаемыми в разные фазы измерительных
трансформаторов тока, выдерживает испытательное на-
пряжение переменного тока частотой 50 Гц:
1000 В в течение 1 мин для реле и устройств защиты
на номинальный ток 5 А;
1200 В в течение 1 с для реле и устройств защиты на
номинальный ток 1 А.
Если реле или устройство защиты имеет элементы
с испытательными напряжениями изоляции ниже ука-
занных, то при испытании эти элементы изымаются. Так,
реле и устройства защиты, содержащие поляризованные
и магнитоэлектрические реле, при испытании изоляции
токоведущих цепей повышенным напряжением или
измерении сопротивления изоляции проверяются без по-
ляризованных и магнитоэлектрических реле.
Сопротивление изоляции между токоведущими элект-
рически не связанными частями, а также между ними
и корпусом (или выступающими наружу металлически-
ми частями корпуса) реле или устройств защиты в обес-
точенном состоянии при температуре окружающего воз-
духа 20° С и относительной влажности до 80% принима-
ется равным не менее: 50 МОм для реле; 10 МОм для
комплектов защит; 5 МОм для панелей защиты.
1-8. МАГНИТОПРОВОДЫ
По назначению и области применения различают два
основных вида магнитопроводов: магнитопроводы реле
постоянного тока и магнитопроводы трансформаторов,
дросселей и реле переменного тока.
По конструктивному выполнению магнитопроводы
делятся на сплошные и шихтованные.
Для реле постоянного тока применяются в основном
сплошные магнитопроводы, изготовленные из стали марок
Э11, Э12 круглого или листового исполнений. Для дрос-
селей, трансформаторов и реле переменного тока при-
меняются шихтованные магнитопроводы, изготовляемые
из листовой стали марок Э310, Э320, ЭЗЗО толщиной
0,5 мм.
Для быстродействующих реле постоянного тока иног-
да применяются шихтованные магнитопроводы (напри-
мер, реле серии РП-220).
22
Стали марок ЭН, Э12, Э310, Э320, ЭЗЗО представ-
ляют собой низкоуглеродистые электротехнические ста-
ли, легированные кремнием. Наличие кремния в стали
приводит к повышению удельного электрического сопро-
тивления, снижению потерь на вихревые токи, повыше-
нию магнитной проницаемости в слабых и средних по-
лях: характеристики сталей зависят от содержания
кремния. Стали марок ЭИ, Э12 являются слаболегиро-
ванными с пониженными удельными потерями при пере-
магничивании с частотой 50 Гц, стали марок Э310, Э320,
ЭЗЗО — повышенно-легированные холоднокатаные, име-
ющие повышенную магнитную проницаемость и мень-
шую коэрцитивную силу вдоль направления проката.
Магнитопроводы промежуточных трансформаторов
тока и напряжения выполняются из Ш-образных или
П-образных пластин, и набор пакета осуществляется
шихтовкой пластин внахлестку с целью уменьшения па-
разитных зазоров.
Магнитопроводы дросселей и трансреакторов выпол-
няются в основном из Ш-образных пластин, имеющих
зазоры в среднем и крайних сердечниках или выполня-
ются разборными с зазорами в трех сердечниках.
Регулировка зазора выполняется при помощи специ-
альных пластин (магнитных шунтов), вводящихся
внутрь зазора, при выполнении его у края среднего
сердечника или изменением зазора при выполнении маг-
нитопроводов разборными.
Применяемые типы пластин шихтованных магнито-
проводов трансформаторов, трансреакторов и дросселей
приведены в приложении 2 на рис. П2-1—П2-5.
В процессе изготовления пластин и деталей магнито-
проводов в них возникают местные изменения структуры,
приводящие к ухудшению магнитных свойств. Поэтому
в большинстве случаев пластины и детали магнитопрово-
дов подвергаются после механической обработки терми-
ческой обработке.
1-9. УПАКОВКА И МАРКИРОВКА
По своим защитным функциям упаковка разделяется на внут-
реннюю и транспортную.
Внутренняя упаковка предназначена для предотвращения или
замедления доступа к изделию паров, атмосферных осадков, агрес-
сивных газов.
23
Транспортная упаковка должна защищать изделия и их внут-
реннюю упаковку от механических повреждений, прямого попадания
атмосферных осадков при транспортировании.
В зависимости от требований, которые предъявляются к защи-
те изделий, регламентируются следующие типы внутренней упаковки:
ВУ-0— изделие может не защищаться внутренней упаковкой;
ВУ-1 — негерметичная упаковка, применяющаяся для частичном за-
щиты изделия от проникновения пыли, песка, дождя;
ВУ-Н— негерметичная упаковка, применяющаяся для защиты
изделий от механических повреждений и от частичного, а при необ-
ходимости, полного проникновения пыли, песка, дождя;
ВУ-Ш — герметичная упаковка в металлические ящики, короб-
ки, пленочные чехлы. Внутренняя упаковка ВУ-Ш делится по степе-
ням защиты на следующие группы:
ВУ-ША — герметичная упаковка с влагопоглотителем, частично
паропроницаемая;
ВУ-ШБ—герметичная упаковка с влагопоглотителем усилен-
ная, частично паропроницаемая;
ВУ-ШВ — герметичная, паропроницаемая упаковка с влагопо-
глотителем, с заполнением сухим воздухом или газом.
Транспортная упаковка в зависимости от конструкции тары под-
разделяется на следующие типы: легкая (Л), средняя (С), усилен-
ная (У).
Выбор сочетаний внутренней и транспортной упаковки изделий
осуществляется в зависимости от категории, а также от срока хра-
нения изделий.
Таблица 1-2
Устройства Исполнение Знаки
Комплекты и реле Общепромышленное и экспортное для поста- вок в районы с уме- ренным климатом «Осторожно, хрупкое» «Верх, не кантовать» «Боится сырости»
Экспортное для поставок в районы с тропиче- ским климатом То же и «Герметичная тара»
Панели Общепромышленное и экспортное для поста- вок в районы с уме- ренным климатом «Осторожно, хрупкое» «Верх, не кантовать» «Место строповки» «Центр тяжести» «Боится сырости»
Экспортное для поставок в районы с тропиче- ским климатом То же и «Герметичная тара»
24
Для реле и устройства защиты приняты следующие формулиров-
ки сочетания внутренней и транспортной упаковки:
для изделий общепромышленного исполнения и для изделий'
экспортного исполнения для поставок в районы с умеренным клима-
том— С/ВУ-1;
для изделий экспортного исполнения для поставок в районы е
тропическим климатом — У/ВУ-ША.
В числителе приведено обозначение транспортной упаковки,
в знаменателе — внутренней упаковки.
Все упакованные изделия, предназначенные для перевозки, мар-
кируются в соответствии с требованиями ГОСТ 14192-69 [19].
Л1аркировка транспортной тары изделий содержит: основные,
дополнительные и предупредительные надписи и знаки.
В основных надписях указывается получатель н место назначе-
ния; в дополнительных надписях — масса грузового места (брутто и
нетто, кг) размеры, отправитель и место отправления.
Предупредительные надписи н знаки указывают правильный
способ обращения с грузом.
В табл. 1-2 для реле и устройств защиты приведены предупре-
дительные знаки, принятые в настоящее время.
---------------ГЛАВА ВТОРА Я .
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ
2-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
К электромагнитным относятся реле, работа которых
основана на воздействии магнитного поля обтекаемой
током обмотки на ферромагнитный якорь. Обмотка раз-
мещается на ферромагнитном сердечнике, образующем
вместе с якорем магнитопровод реле. Наличие магнито-
провода позволяет направить магнитный поток по
заданному пути и значительно повысить его значение за
счет увеличения магнитной проводимости его пути. Часть
магнитного потока ответвляется от магнитопровода и за-
мыкается в окружающем пространстве, образуя потоки
рассеяния. Возможность перемещения якоря обеспечи-
вается воздушными зазорами между ним и сердечником.
Зазоры, в которых возникают перемещающие якорь уси-
лия, называют рабочими (бр на рис. 2-1) в отличие от
нерабочих зазоров бп, усилия в которых на перемещение
якоря практически не влияют. Различают также началь-
ный рабочий зазор при отпущенном якоре и конечный
рабочий зазор при притянутом якоре.
25
Электромагниты постоянного тока. Основные соотно-
шения, характеризующие работу ненасыщенного электро-
магнита постоянного тока при условии, что потоки
рассеяния и нерабочие зазоры пренебрежимо малы, а маг-
нитное поле в рабочем зазоре однородно, можно опреде-
лить из выражения
Рис. 2-1. Электромагнит
с поворотным якорем.
для энергии магнитного поля
катушки:
' = 0,5Z2L, (2-1)
где L — индуктивность об-
мотки; I — ток в ней.
Силу Лэм, создаваемую
электромагнитом, можно оп-
ределить по приращению
энергии магнитного поля при
изменении воздушного зазора
на бесконечно малую величи-
ну d6. Энергия магнитного по-
ля определяется работой, ко-
торую способно выполнить
поле. Работа определяется
произведением силы на путь, следовательно,
Рэм = dWJdb == 0,5PdL/d8. (2-2)
Индуктивность обмотки связана с магйитной прово-
димостью магнитопровода и воздушного зазора Gm и с
числом витков обмотки w соотношением
L = iPGm. (2-3)
После подстановки в (2-2) получим: ,
FiK = 0,5Pw2dGm/d8. (2-4)
Тяговая сила электромагнита пропорциональна квад-
рату магнитодвижущей силы катушки F=lw, скорости
изменения магнитной проводимости при перемещении
якоря и направлена в сторону увеличения магнитной про-
водимости.
При близко расположенных и параллельных полюсах
для определения тяговой силы электромагнита пользу-
ются формулой Максвелла
₽ „ ,25ч
9М“ 2р05б -2p0S6 2Ио ’ 1 '
26
где Se—площадь сечения рабочего зазора; ро==1>26Х
Х1(Н Г/м — магнитная постоянная.
Зависимость тяговой силы электромагнита от поло-
жения якоря в статическом режиме при неизменном зна-
чении тока I или напряжения U на катушке изобража-
ется тяговыми характеристиками F3M=f(8), показанны-
ми на рис. 2-2, г (кривые 2' и 3').
Рис. 2-2. Тяговые (2, <?) и противодействующая (1) харак-
теристики электромагнита.
Движению якоря электромагнита противодействует
возвратная пружина, усилия, возникающие при прогибе
замыкающих контактов, и иногда масса якоря.
Рассмотрим характер изменения противодействующих
сил ГПр при движении якоря (механическую характери-
стику электромагнита) на примере контактной системы,
аналогичной системе промежуточного реле РП-23 (см.
рис. 2-13).
В начальном положении, при отсутствии напря-
жения на обмотке электромагнита, подвижная систе-
ма поднята вверх цилиндрической возвратной пружи-
ной 1 (рис. 2-2, а) и прижата к упору 2. Размыкающие кон-
такты замкнуты, плоская пружина подвижного контак-
та 3 выгнута под действием возвратной пружины.
Давление на упор, если пренебречь массой подвижной
-системы, равно разности усилий возвратной пружины
Лц>уж и пружины подвижного контакта FK и изображено
отрезком бначП механической характеристики (кривая/',
рис. 2-2, а). При перемещении подвижной системы якорем
электромагнита вниз возвратная пружина сжимается, а
27
прогиб пружины подвижного контакта уменьшается. Про-
тиводействующее усилие круто нарастает (отрезок аб).
После размыкания размыкающего контакта (рис. 2-2,6)
на подвижную систему действует только возврат-
ная пружина, кривая нарастания противодействующего
усилия более пологая (отре-
зок бе). После замыкания за-
мыкающих контактов (рис.
2-2, в) к усилию возвратной
пружины добавляется усилие,
необходимое для прогиба пру-
жины подвижного контакта,
суммарное противодействую-
щее усилие вновь круто нара-
стает (отрезок вг). В точке г
электромагнит приходит в ко-
нечное положение, якорь каса-
ется сердечника и дальнейшее
Рис. 2-3. Кривые намагни-
чивания магнитопровода
при притянутом якоре.
Реле, находящееся
нарастание усилий к переме-
щению подвижной системы не
приводит (вертикальный учас-
ток механической характери-
стики).
в начальном положении, срабо-
тает, если взятая с обратным знаком тяговая характе-
ристика электромагнита (кривая 2' при /=const) пере-
сечет механическую характеристику в точке а или будет
располагаться выше ее и нигде больше не пересечет уча-
сток абвг. Реле, находящееся в конечном положении, вер-
нется в начальное положение, если тяговая характери-
стика (кривая 3' при /=const) пересечет механическую
в точке г или будет располагаться ниже ее и нигде боль-
ше не пересечет участок абвг. При повторном пересече-
нии участка подвижная система остановится в промежу-
точном положении. Если тяговая характеристика на не-
котором участке совпадает с механической, то подвижная
система может занимать любое положение в пределах
этого участка. Чем больше разница в наклонах тяговой
и механической характеристик, тем больше будут отли-
чаться напряжения срабатывания и возврата, тем ниже
будет коэффициент возврата кв. Коэффициент возврата
повышается с уменьшением хода якоря, в этом случае
тяговая и механическая характеристики разойдутся на
меньшую величину..
28
Коэффициент возврата зависит от предшествующего
магнитного состояния стали магнитопровода. Рассмотрим
кривые намагничивания магнитопровода при притяну-
том якоре, приведенные на рис. 2-3. Пусть сердечник
намагничен до некоторой индукции В', соответствующей
точке а' на основной кривой намагничивания 1. При
уменьшении м. д. с. обмотки индукция будет изменяться
по нисходящей кривой петли гистеризиса 2, в точке в'при
м. д. с. F’B индукция снизится до значения, соответствую-
щего возврату. Цели сердечник намагнитить до большей
индукции В" (то’1Ка а"), то уменьшение ее будет происхо-
дить уже по кривой 3, индукция, соответствующая возвра-
ту, будет достигнута в точке в" при м. д. с. При отпу-
щенном якоре ц магнитной цепи преобладает линейное
сопротивление воздушного зазора, явление гистерезиса
выражено слабее, поэтому м. д. с. в условиях срабатыва-
ния значительна меньше зависит от предшествующего
магнитного состояния стали. Отсюда следует, что коэф-
фициент возврата
~ ^в^^сраб
величина непостоянная и зависит от намагниченности
магнитопровода. С этим явлением необходимо считаться,
например, у ре/{е минимального напряжения РН-54, ра-
ботающего на выпрямленном токе, особенно на малых
уставках. У остальных реле постоянного тока (за исклю-
чением реле напряжения постоянного тока РН-51) магни-
топровод при номинальном напряжении обычно насыщен
и изменение индукции происходит по предельной или
близким к ней петлям гистерезиса, поэтому зависимость
коэффициента возврата от намагниченности стали выра-
жена слабо.
В табл. 2-1 приведены способы, позволяющие схемным путем
увеличить коэффи11иент возврата кв до требуемого значения кв. При
использовании перВых двух схем для четкой работы реле необходи-
мо, чтобы замыкацне замыкающих н размыкание размыкающих кон-
тактов происходило возможно позже, в конце хода якоря.
На рис. 2-4 приведены тяговые и механические ха-
рактеристики реле тока РТ-40/0,2, построенные, в отличие
от рис. 2-2, длй моментов и угла поворота якоря. Тяго-
вые характеристики при максимальной уставке вследст-
вие квадратичной зависимости их от тока, идут знача-
29
Таблица 2-1
Расчетные соотношения
б)
в)
Wp къ~къ
It—'р-сраб . ,
wt 1 — кв
п „о . wrHt
Кд — Кр f
WP б'р.сраб КЕ — кв
/ .1 g’T _ Ut
Р’С^ 'р-сраб-Г^ ят+яд
U =п 4-// ЯР
ир.сраб ир.сраб ' ^т did
^-р-Г^д
тельно круче, чем при минимальной уставке. Этим объ-
ясняется уменьшение коэффициента возврата по мере
увеличения уставки с помощью закручивания возвратной
пружины.
30
При работе реле площадь аг 6К бнач на рис. 2-2
1рактеризует полезно затраченную энергию; площадь,
Рис. 2-4. Тяговые характеристики реле тока РТ-40/0,2.
заключенная между тяговой и механической характери-
стиками, соответствует кинетической энергии якоря
Гк = mt£/2, (2-6)
где vK — скорость якоря в конце хода; т — масса
якоря.
От этой энергии зависит скорость движения якоря, а
следовательно, и быстрота срабатывания реле.
При ударе якоря об упор часть кинетической энергии
рассеивается в виде тепла, часть затрачивается на воз-
никновение упругих колебаний при отбросах якоря и кон-
31
тактной системы, возникает вибрация контактов [23].
Вибрация контактов приводит к увеличению износа кон-
тактов вследствие электрической эрозии и к задержке
срабатывания аппаратов в управляемой цепи. Ввиду от-
носительно небольшого числа срабатываний реле защиты
электрическая эрозия
особой опасности не
представляет. Вибра-
ция устраняется у бы-
стродействующих реле
введением дополни-
тельных элементов,
расходующих кинети-
ческую энергию на тре-
ние, и подбором дав-
ления и взаимного рас-
положения контактов
таким образом, чтобы
колебания подвижных
и неподвижных кон-
тактов происходили
синхронно, без разры-
ва цепи.
При подключении
обмотки электромагни-
Рис. 2-5. Кривые нарастания тока в
электром агенте.
та к источнику напряжения и неподвижном якоре ток в
обмотке нарастает по экспоненциальному закону
(2-7)
где /у — установившееся значение тока в обмотке.
На рис. 2-5 кривая 1 соответствует нарастанию тока
при начальном положении якоря, кривая 2— при конеч-
ном положении якоря, кривая 3— при движущемся яко-
ре. В первый момент времени ток в обмотке нарастает
по кривой 1, соответствующей уравнению (2-7). При не-
котором значении тока 7рсраб тяговая сила электромаг-
нита превысит противодействующую силу и якорь нач-
нет двигаться (точка а).
Уравнение электрического равновесия при движении
якоря имеет вид:
U = iR + L^ + i^~.
at at
(2-8)
32
Последний член этого уравнения есть противо-э. д. с.,
возникающая в результате увеличения индуктивности об-
мотки при втягивании якоря и замедляющая нарастание
тока в обмотке. Изменение тока идет по участку аб кри-
вой 3. После касания якоря о конечный упор (точка б)
движение якоря и нарастание индуктивности прекраща-
ются, ток нарастает по участку кривой 3, эквивалентно-
му кривой 2.
Время срабатывания реле складывается из времени
трогания ^тр.сраб и времени движения £дв.сраб. Под
временем трогания понимается время от момента замы-
кания цепи обмотки до начала движения якоря. В этот
период времени изменения индуктивности от движения
якоря не происходит, последний член уравнения (2-8)
равен нулю. Время трогания якоря соответствует времени
нарастания тока до уровня срабатывания (рис. 2-5) и из
(2-7) равно:
4 ____L In
‘тр.сраб о1/ I
*р.сраб
(2-9)
Время движения якоря при срабатывании является
сложной функцией тяговой и противодействующей сил,
зазора, массы подвижной системы, индуктивности обмот-
ки и тока в ней. Приближенно время движения якоря
описывается формулой [25]
^дв.сраб — V м 7пр)>
(2-Ю)
где т — масса подвижных частей. Для уменьшения вре-
мени движения при срабатывании электромагнита у
быстродействующих реле масса подвижных частей и на-
чальный воздушный зазор делаются минимально возмож-
ными, постоянная времени цепи обмотки электромагнита
и коэффициент запаса подбираются оптимальными. Для
снижения вихревых токов, тормозящих движение якоря,
сердечник делается шихтованным.
Время возврата реле также состоит из времени тро-
гания при возврате /тр.в и времени движения при возвра-
те ?дВ в- Для большей стабильности напряжения и време-
ни возврата магнитная система у многих реле выполня-
ется так, чтобы при притянутом якоре и номинальном
напряжении сердечник был насыщен. В этих условиях
для уравнений времени трогания при возврате справед-
ливее пользоваться установившимся значением магнитно-
3—505
33
го потока в воздушном зазоре Фу и тем же потоком в
условиях возврата Фв, помня, что в любом случае мгно-
венное значение магнитного потока равно:
Ф... = i w G ,
<0 р р
где магнитная проводимость Gm является функцией за-
зора б.
Время трогания при возврате определяется вихре-
выми токами, возникающими в магнитопроводе при спа-
дании магнитного потока. Время движения якоря при
возврате приближенно описывается формулой
(2-11)
г г-пр 'эм
Область применения реле постоянного тока можно значительно
расширить, изменяя время срабатывания или возврата схемным пу-
тем [20, 25]. Соответствующие схемы и поясняющие их расчетные
соотношения приведены в табл. 2-2 (уменьшение времени срабатыва-
ния), 2-3 (увеличение времени срабатывания), 2-4 (увеличение вре-
мени возврата), 2-5 (уменьшение времени возврата).
В схеме на рисунке а (табл. 2-2) введением добавочного рези-
стора уменьшается постоянная времени цепи обмотки электромаг-
нита.
В схеме на рисунке б уменьшение времени срабатывания дости-
гается подачей на обмотку напряжения, значительно превышающего
напряжение срабатывания (форсировкой реле). После трогания яко-
ря размыкающий контакт реле вводит в цепь обмотки добавочный
резистор, ограничивающий ток через обмотку до значения, достаточ-
ного для удержания якоря. Для четкой работы реле совместный ход
размыкающих контактов реле должен быть максимально возможным.
В схеме на рисунке в незаряженный конденсатор в первый мо-
мент шунтирует добавочный резистор, нарастание тока в обмотке
ускоряется током заряда конденсатора. Оптимальное соотношение
параметров схемы соответствует периодическому переходному про-
цессу, когда время срабатывания соизмеримо с четвертью периода
свободных колебаний.
В схеме на рисунке г (табл. 2-2) по обмотке дросселя проходит
установившийся ток. В момент размыкания управляющего контакта
сопротивление обмотки очень велико. Однако ток через дроссель не
может измениться скачком, возникающая на нем э. д. с. складыва-
ется с подаваемым на схему напряжением и ускоряет нарастание
тока в обмотке реле.
В схеме на рисунке а (табл. 2-3) нарастание магнитного потока
в магнитопроводе реле вызывает появление на обмотке реле э. д с.,
направленной навстречу напряжению сети. Наведенная э. д. с. в свою
очередь вызывает встречный ток, замыкающийся через шунтирую-
щий резистор и замедляющий нарастание тока в обмотке реле.
В схеме на рисунке б катушка реле в момент включения зако-
рочена незаряженным конденсатором. Падение напряжения на со-
противлении добавочного резистора от зарядного тока конденсатора
34
Таблица 2-2
Схема
Расчетные соотношения
Lp и
‘тр.сраб— _ . _ 1П ,
Яр+*Д t/-l/p.cpa6
п' +
Тр.сраб Тр.сраб
снижает напряжение на обмотке до тех пор, пока конденсатор не
зарядится полностью. Параметры элементов должны быть подобра-
ны так, чтобы переходный процесс был апериодическим.
В схеме на рисунке в нарастание магнитного потока в магнито-
проведе реле вызывает появление э. д. с. и соответствующего тока в
короткозамкнутой обмотке реле. Последний размагничивает магни-
топровод и тормозит нарастание потока. Расчетное соотношение да-
3* 35
Таблица 2-3
Расчетные соотношения
, ____U
«тр.сраб — ррр 1П7?
1 4-25. _и2А. и— 17р<сраб
Ra RP
и’ -и Г1 | -Rg <Др Н--Rm>Д
vp.cpa6 ир.сраб| 1 п р I
L *\р Г'Ш J
t г R*& I.. V
«тр-сраб — <* п , р 1П ,
«р+«д U— 4/р.сраб
/?д= (0,7 ч-1,3) 7?р
if — U ^р+^Д
‘ р.сраб ир.сраб п
Яр
но в предположении, что весь поток, наведенный обмоткой s»i,
сцеплен с короткозамкнутой обмоткой Ша.
Схема на рисунке г объединяет первую и третью схемы.
В схеме на рисунке а (табл 2-4) э. д. с., возникающая при спа-
дании магнитного потока после закорачивания обмотки, создает че-
рез шунтирующие контакт и резистор ток, препятствующий спада-
нию потока Изменение сопротивления шунтирующего резистора поз-
воляет регулировать замедление.
, В схеме на рисунке б при замкнутом управляющем контакте
диод закрыт напряжением сети, ток через шунтирующий резистор не
36
Таблица 2-4
проходит. При размыкании управляющего контакта ток переходного
процесса проходит через диод Наличие диода не обязательно, одна-
ко при его отсутствии будет бесполезно расходоваться энергия в
шунтирующем резисторе, а замедление возврата будет незначитель-
ным, так как сопротивление должно выбираться исходя из термиче-
ской стойкости резистора.
В схеме на рисунке в энергия, накопленная в конденсаторе и
магнитном поте обмотки, некоторое время после отключения поддер-
живает в обмотке ток, удерживающий якорь в притянутом положе-
нии Параметры элементов должны быть подобраны так, чтобы пе-
реходный процесс был апериодическим
В схеме на рисунке г энергия магнитного поля после отключе-
ния вызывает в короткозамкнутой обмотке затухающий свободный
ток, замедляющий спадание магнитного потока [21].
В схеме на рисунке а (табл 2-5) емкость конденсатора для
ускорения возврата подбирается такой, чтобы при размыкании уй-
37
Таблица 2-5
равляющего контакта в контуре обмотка — конденсатор возникали
быстрозатухающие высокочастотные колебания. Быстрое затухание
колебаний обусловлено значительными потерями в меди обмотки и
на вихревые токи в сердечнике реле.
В схеме на рисунке б при включении реле последовательно с
обмоткой автоматически вводится добавочный резистор. Магнитный
поток уменьшается и спадание его до значения, соответствующего
возврату, происходит быстрее.
0 1/0-
Рис. 2-6. Схемы для полу-
чения кратковременного од-
нократного срабатывания
реле.
В некоторых случаях тре-
- буется кратковременное од-
нократное срабатывание ре-
ле. В этом случае можно
использовать ток заряда
или разряда конденсатора
(рис. 2-6). Резистор Р пред-
назначен для разряда или
заряда конденсатора после
замыкания управляющего
контакта. Если сопротивле-
ние обмотки пренебрежимо
мало по сравнению с сопро-
тивлением разрядного или
зарядного резистора, то тре-
буемое значение емкости
конденсатора можно приб-
лиженно определить, исходя
из энергии, которая накап-
38
ливается в конденсаторе и которая должна быть боль-
ше требуемой для срабатывания реле энергии:
CU /2 ^р.сраб^р.сраб»
откуда q •<• р.сраб ^р-сраб (2-13) Ui v ’
Ток в обмотке реле должен изменяться по апериоди-
ческому закону, т. е.
C>4Lp/R2p. (2-14)
Повторное срабатывание реле может произойти
только после разряда или заряда конденсатора до опре-
деленного напряжения. Время, необходимое для этого,
можно определить из выражения:
* = —in------V—t
RC у _ у
и мрсраб
(2-15)
где £/рсраб —минимальное напряжение заряда конден-
сатора, необходимое для срабатывания реле (определя-
ется экспериментально).
Электромагниты переменного тока. Значение тяговой
силы электромагнита переменного тока можно найти из
формулы Максвелла (2-5), подставив туда мгновенное
значение переменного магнитного потока
Ф(0= Osin at. (2-16)
В результате получим уравнение мгновенного значе-
ния тяговой силы:
Ф2 sin2 erf Ф2(1—cos 2orf)
Величина 1—cos 2at всегда положительна и может
изменяться от 0 до 2. Отсюда следует, что тяговая сила
электромагнита переменного тока всегда направлена в
одну сторону и пульсирует с удвоенной частотой сети.
Выразив в (2-17) максимальное значение потока через
действующее значение Фт= /2Ф, получим:
ф2 ф2 cos 2arf
эм<б -"2^ •
(2-18)
39
Первый член правой части не зависит от времени и
представляет собой постоянную составляющую или
среднее значение тяговой силы электромагнита пере»
менного тока
F’ =-®L- (2-
SM 2Ио Ss • « V
Второй член правой части — переменная составляю*
щая тяговой силы.
По способу питания обмотки электромагнита реле
защиты разделяются на реле тока и реле напряжения.
В первом случае обмотка подключается к источнику
тока. Магнитодвижущую силу обмотки можно считать
постоянной. Следовательно, реле тока имеют независи-
мую от рабочего зазора м. д. с. обмотки и зависимый
магнитный поток. Тяговые характеристики таких реле
аналогичны характеристикам реле постоянного тока,
среднее значение тяговой силы определяется из уравне-
ния
(2-20)
Если проводимость Gm примерно обратно пропорцио-
нальна воздушному зазору, то тяговая сила обратно про-
порциональна квадрату значения длины зазора.
Во втором случае обмотка реле подключается к ис-
точнику переменного напряжения неизменной величины.
Ток в обмотке реле определяется уравнением
/р = — Up — = Up-------. (2-21)
/Rp + (ш1р)2 V «Р + № Gm}2
Индуктивное сопротивление обмотки юЛр обычно
значительно больше активного сопротивления 7?р, поэто-
му последним можно пренебречь. Уравнение для тока в
обмотке примет вид:
/р = и^^вт. (2-22)
Подставив полученное значение тока в уравнение
магнитного потока, получим:
Ф = /р wGm = UJaw, (2-23)
т. е. магнитный поток не зависит от воздушного зазора,
хотя ток в обмотке пропорционален последнему. Объяс-
40
некие этому можно найти, составив уравнение электри-
ческой цепи
= is/?p + ajdO/d/
или
«р = /р Rp + гр w^dGJdt..
(2-24)
Как указывалось выше,
ло и падением напряжения
Тогда напряжение источ-
активное сопротивление ма-
на нем можно пренебречь.
ника должно уравновеши-
ваться вторым членом
уравнения (2-24), что воз-
можно только при неиз-
менном действующем зна-
чении магнитного потока.
Из уравнения (2-23) сле-
дует, что для того, чтобы
второй член уравнения
(2-24) был неизменным,
увеличение проводимости
вследствие уменьшения
Рис. 2-7. Сравнение тяговых
характеристик реле тока и на-
пряжения.
зазора должно быть ском-
пенсировано соответству-
щим изменением тока в
обмотке. Подставив (2-22)
в (2-20), получим выра-
жение для среднего значения тяговой силы:
(2-25)
Тяговые характеристики реле тока и напряжения
изображены пунктирными линиями на рис. 2-7. Однако
потоки рассеяния и влияние активного сопротивления,
относительно небольшие при притянутом якоре, доста-
точно велики при отпущенном якоре, поэтому в действи-
тельности характеристики имеют несколько другой ха-
рактер и изображены на рис. 2-7 сплошными линиями.
Переменная составляющая тяговой силы вызывает
вибрацию якоря и связанных с ним подвижных частей,
приводящую к ускоренному износу поверхности полю-
сов и трущихся деталей, подгоранию контактов и повы-
шенному шуму. Устранение вибрации производится рас-
щеплением магнитного потока на две сдвинутые по фазе
41
составляющие. Для этого полюс электромагнита разде-
ляется на две части, на одну из них надевается медный
короткозамкнутый виток — экран (рис. 2-8, а) [24]. От-
ветвляющийся в экранированную часть полюса магнит-
ный поток Ф2 наводит в витке э. д. с.
ДЭКр = -/®Фа, (2-26)
отстающую по фазе на 90° от потока. Ток в короткозамк-
нутом витке и его размагничивающая сила определяют-
Рис. 2-8. Экранированный полюс электромагнита (я), его схема за-
мещения (б) и векторная диаграмма (в).
ся в основном его активным сопротивлением /?окр и
равны:
Акр= ASKp = „ / _ Ф2. (2-27)
*<экр
Множитель — /<о//?экр представляет собой реактивную
составляющую комплексного сопротивления магнитной
цепи; магнитное сопротивление воздушного зазора — ак-
тивную составляющую. Магнитодвижущая сила обмотки
электромагнита F создает магнитный поток Ф. Часть
этого потока Фь проходящая через неэкранированный
полюс, совпадает по фазе с м. д. с. обмотки. Другая
часть — проходящий через экранированный полюс поток
Ф2 благодаря наличию реактивной составляющей в маг-
42
нитном сопротивлении отстает по фазе от Ф1 на некото-
рый угол бэкр- Электродвижущая сила, действующая в
короткозамкнутом витке, ток через него и его м. д. с.
FaKp отстают от Ф2 на 90°. Геометрическая сумма м.д. с.
сил обмотки и экрана равна магнитному напряжению на
воздушном зазоре у экранированного полюса (762- Из
векторной диаграммы угол сдвига фаз потоков Ф1 и Ф2
равен:
0экр = arctg F^U62 = arctg ®^Жр (2-2S-)
отсюда мгновенные значения потоков равны:
фцо = aWin^; %o = tIWir4w/ — еэкР)- (2-29)
Определив тяговые силы для каждого потока по фор-
муле Максвелла (2-5), найдем постоянную составляю-
щую F'M и переменную составляющую Л”м суммарной
тяговой силы аналогично (2-19):
i / ф '( ф^ \
F' = — — + — ; (2-30
эм 2r \ М S2 / v
F =
эм 2Ив
Г Ф? Ф? 1
— cos 2orf + — cos (2erf — 29экр) . (2-31)
L Si Sg ' J
Из уравнения (2-31) видно, что при соблюдении ус-
ловий:
Ф?/$1 = Ф22/52; 0экр = 45°, (2-32)
переменная составляющая тяговой силы уменьшится в
2 раза, а при еЭкР=90° будет равна нулю. Для обеспече-
ния указанного равенства экранированный полюс де-
лают несколько большего сечения. В существующих
конструкциях потоки обычно сдвинуты по фазе на угол
50—80°.
Наличие переменной составляющей позволяет полу-
чить у электромагнитов переменного тока с относитель-
но легким якорем и крутой тяговой характеристикой
(r=const) более высокий коэффициент возврата, так
как начало срабатывания происходит в момент прохож-
дения пульсирующей тяговой силы через максимум, а
возврат — при прохождении ее через минимум, что соот-
ветствует более низкому току срабатывания и более вы-
сокому току возврата.
43
Возможности изменения схемным путем параметров срабатыва-
ния и возврата у электромагнитов переменного тока ограничены,
так как трудно использовать переходные процессы при включении и
отключении обмотки для изменения времени трогания.
Увеличение коэффициента возврата может быть произведено по
схемам, приведенным в табл. 2-1 (рисунки а, б). Возможно увеличе-
ние коэффициента возврата включением последовательно с обмоткой
электромагнита двух кремниевых стабилитронов по схеме на рис.2-9.
Рис. 2-9. Схема для уве-
личения коэффициента
возврата реле перемен-
ного тока.
Для изменения времени срабатывания или возврата можно ис-
пользовать некоторые схемы, приведенные в табл. 2-1 (рисунки а
и б) и табл. 2-5 (рисунок б).
Для снижения потребляемой электромагнитом мощности может
быть применено включение последовательно или параллельно с об-
моткой конденсатора, компенсирующего индуктивность обмотки.
Конденсатор может быть подключен также к вспомогательной об-
мотке, намотанной на том же сердечнике. В связи с тем, что при
перемещении якоря потребляемая мощность изменяется и приводит
к нечеткой работе реле (из-за изменения индуктивности и взаимоин-
дукции при движении якоря), этот способ применяется редко. Под-
ключением конденсатора можно также корректировать тяговые ха-
рактеристики электромагнита
По сравнению с электромагнитами постоянного тока
электромагниты переменного тока имеют ряд существен-
ных недостатков. Постоянная составляющая тягового
усилия электромагнита переменного тока в 2 раза мень-
_ше его максимального значения, поэтому, при одинако-
вой площади полюсов у рабочего зазора предельное тя-
говое усилие электромагнита переменного тока, опреде-
ляемое насыщением сердечника, в 2 раза меньше, чем
у электромагнита постоянного тока. Отсюда при задан-
ных силе тяги и ходе якоря электромагнит переменного
тока имеет значительно большую массу. При одинаковых
производимой работе и времени срабатывания электро-
магнит переменного тока имеет большее потребление.
Малое изменение тягового усилия при движении якоря
у электромагнитов переменного тока, подключаемых к
источнику напряжения, во многих случаях затрудняет
44
согласование тяговых характеристик электромагнита с
противодействующими механическими усилиями. Нали- -
чие переменной составляющей в тяговой силе, вызываю-
щей вибрацию подвижных частей, требует принятия спе-
циальных мер для ее устранения. Потери на вихревые
токи в магнитопроводе могут привести к чрезмерному по-
треблению и нагреву магнитопровода, поэтому магнито-
проводы приходится выполнять шихтованными. Послед-
нее значительно увеличивает трудоемкость изготовления
и стоимость электромагнита.
Рис. 2-10. Способы подключения обмотки электромагнита к цепи пе-
ременного тока через выпрямитель.
а, б и в — однополупериодное выпрямление; гид — двухполупериодное.
Перечисленные недостатки в значительной мере уст-
раняются при питании обмотки электромагнита выпрям-
ленным переменным током.
Электромагниты на выпрямленном токе. Возможные
способы подключения обмотки электромагнита к сети
переменного тока через выпрямители показаны на рис.
2-10. Наибольшее распространение получил рассмотрен-
ный ниже способ подключения обмотки электромагнита
к сети переменного тока через двухполупериодный вы-
прямительный мост (рис. 2-10, <?).
Как и для электромагнитов переменного тока, следу-
ет различать режим работы электромагнита при неиз-
менном напряжении и при неизменном токе на входе вы-
прямителя.
45
При синусоидальном напряжении на входе выпрями-
тельного моста, работающего на активно-индуктивную
нагрузку (обмотка электромагнита), и идеальных вы-
прямителях (обратное сопротивление которых бесконеч-
но велико, а прямое — равно нулю) мгновенные значе-
ния напряжений и токов на входе и выходе выпрямителя
равны между собой. Соответственно равны и средние
значения токов и напряжений на входе и выходе выпря-
мителя. Диоды выпрямительного моста попарно откры-
ты или закрыты (режим N). Линейные диаграммы токов
и напряжений для этого случая приведены на рис. 2-11,«.
Рис. 2-11. Линейные диаграммы токов и напряжений на входе моста,
а —при синусоидальном напряжении на входе моста; б — при синусоидальном
токе на входе моста.
Современные полупроводниковые выпрямительные
диоды имеют достаточно высокие параметры, чтобы без
особых погрешностей принять их за идеальные. В этом
случае среднее значение (постоянная составляющая)
напряжения на обмотке электромагнита (7ср=0,9 U,
среднее значение тока через обмотку
7ср = 0,9Д/Др,
(2-33)
максимальное значение обратного напряжения на каж-
дом из диодов
^обр.макс
(2-34)
46
Эти величины не зависят от индуктивности обмотки
и частоты напряжения на входе выпрямителя. Пульса-
ции тока в обмотке электромагнита с увеличением ин-
дуктивности и частоты уменьшаются. Достаточно хоро-
шее сглаживание пульсаций тока в обмотке электромаг-
нита наступает, если <вАр/Др>2; максимальное значение
пульсаций выпрямленного тока в этом случае не превы-
шает 16% среднего значения его.
Нарастание среднего значения тока в обмотке элек-
тромагнита при его включении происходит по тем же
законам, что и на постоянном токе, но следует учитывать
наложение на него переменной составляющей. При от-
ключении выпрямителя от источника напряжения по об-
мотке электромагнита проходит ток, наведенный э. д. с.
самоиндукции и замыкающийся через диоды выпрями-
тельного моста в прямом направлении. Этот ток замед-
ляет возврат реле аналогично схеме, приведенной в
табл. 2-4 на рис. 2.
Электромагнит начинает срабатывать в момент, ког-
да сумма мгновенных значений постоянной и переменной
составляющих максимальна, возвращается — когда ми-
нимальна. Таким образом, срабатывание электромагни-
та на выпрямленном токе происходит при меньшем сред-
нем значении напряжения, чем на постоянном токе, а воз-
врат — при большем. Этим объясняется увеличение
коэффициента возврата электромагнитов при питании их
выпрямленным током.
При синусоидальном токе на входе выпрямительного
моста, работающего на активно-индуктивную нагрузку,
значения мгновенных токов и напряжений на входе и
выходе выпрямительного моста не равны между собой.
При изменении направления синусоидального тока ток
на входе выпрямителя снижается до нуля. Выпрямлен-
ный ток из-за наличия наводимой в обмотке электромаг-
нита э. д. с. самоиндукции до нуля снизиться не может.
Поэтому в отдельные доли периода значение мгновенно-
го выпрямленного тока становится больше значения мгно-
венного тока на входе выпрямителя. Избыточный ток,
вызванный э. д. с. самоиндукции, замыкается только че-
рез диоды выпрямительного моста, которые из-за этого
не запираются. Так как падение напряжения на отпер-
тых диодах близко к нулю в обоих направлениях, то дио-
ды фактически замыкают цепь переменного и цепь вы-
прямленного тока накоротко и эти цепи полностью ра-
47
ботают раздельно. Режим, когда через все диоды выпря-
мительного моста проходит прямой ток, принято назы-
вать режимом А.
На рис. 2-11,6 показаны линейные диаграммы токов
и напряжений при синусоидальном токе на входе выпря-
мителя [22]. Режим А имеет место в интервале углов
от 02 до л-f-Oi. После того как значение мгновенного то-
ка на входе выпрямителя достигнет значения тока на
его выходе, половина диодов моста запирается и выпря-
Рис. 2-12. График для опреде-
ления среднего значения вы-
прямленного тока при сину-
соидальном токе на входе мо-
ста.
митель начинает работать в режиме М в интервале уг-
лов от 0! до 02 (рис. 2-11,6).
Среднее значение выпрямленного тока зависит от со-
отношение реактивного и активного сопротивлений об-
мотки электромагнита и определяется из соотношения
Лр.выпр = ₽Л (2-35)
где I — действующий ток на входе выпрямителя; 0 —
безразмерный коэффициент, определяемый по графику
на рис. 2-12.
Постоянная слагающая напряжения на выходе вы-
прямителя равна:
^ср.выпр = Rp ^ср.выпр- (2-36)
Максимально возможное значение обратного напря-
жения на диодах моста равно:
(2-37}
Если участок работы диодов в режиме N меньше 90°
(02—01 <90°), то максимальное обратное напряжение
на диодах моста равно:
^обр.макс = /К2 (₽2p + “aLp)Sin (02-01)- (2-38)
48
При случайном обрыве в цепи выпрямленного тока
обратное напряжение на диодах резко повышается до
значения э. д. с. источника тока и может произойти про-
бой диодов. В момент включения переменного тока со-
противление обмотки электромагнита также вследствие
появления э. д. с. самоиндукции очень велико, что прак-
тически равносильно обрыву цепи выпрямленного тока.
Поэтому в тех случаях, когда значение э. д. с. источника
тока может представлять опасность для диодов, обмотку
электромагнита полезно шунтировать конденсатором не-
большой емкости.
Искрогашение. При размыкании цепи обмотки элек-
тромагнита электромагнитная энергия расходуется на
искрообразование в зазоре отключающих контактов.
Возникновение искры в межконтактном зазоре приводит
к усиленному износу отключающих контактов и к неко-
торому увеличению времени возврата электромагнита.
При включении электромагнита у замыкающих его цепь
контактов обычно наблюдаются кратковременные разры-
вы цепи вследствие вибрации контактов при соударении,
также сопровождающейся искрообразованием. В этом
случае искрообразование может привести к нарушению
чистоты поверхности контактов и в особо неблагоприят-
ных случаях свариванию их. Нарушение чистоты поверх-
ности контактов нежелательно для контактов, имеющих
проскальзывание при замыкании и размыкании.
Для устранения искрообразования при размыкании
контактов в цепях постоянного тока применяются искро-
гасительные контуры. Принцип работы этих контуров
заключается в создании дополнительного пути для токов,
вызываемых э. д. с. самоиндукции, вследствие чего элек-
тромагнитная энергия расходуется не на искрообразова-
ние в зазоре между контактами, а выделяется в виде
тепла в резисторах искрогасительного контура. Как пра-
вило, введение искрогасительных контуров затягивает
переходный процесс при отключении электромагнита и
приводит к некоторому увеличению времени трогания
электромагнита при возврате. Практически все схемы,
применяемые для увеличения времени срабатывания или
"возврата (табл. 2-3 и 2-4), обладают искрогасящим свой-
ством, но наибольшее распространение получили схемы,
приведенные в табл. 2-4 на рис. б, в. Широко применяется
также шунтирование отключающих контактов цепочкой
из последовательно соединенных конденсатора и рези-
4—505 49
стора, в этом случае ток, вызванный э. д. с. самоиндук-
ции, замыкается через источник напряжения. Емкость
конденсатора [25] обычно берется примерно равной 0,5—
2 мкФ. Добавочный резистор необходим для ограниче-
ния тока заряда или разряда конденсатора через кон-
такты во избежание их сваривания. Исходя из этого ми-
нимально допустимое значение сопротивления добавоч-
ного резистора для серебряных контактов определяют из
формулы
7?д = С/2/140. (2-39)
Окончательное значение сопротивления добавочного
резистора подбирают экспериментально, учитывая эф-
фективность искрогашения и степень изменения времени
возврата электромагнита.
В цепях переменного тока искрогасительных конту-
ров обычно не требуется.
Аналогичное явление наблюдается при бесконтакт-
ном управлении, когда роль контакта выполняет какой-
либо полупроводниковый прибор (например,транзистор).
При внезапном прекращении тока через обмотку элект-
ромагнита электромагнитная энергия расходуется на за-
ряд емкости управляющего перехода полупроводниково-
го прибора. Напряжение на емкости перехода может
достигнуть значительной величины и привести к разруше-
нию перехода. В этом случае управляющий переход, так
же как и контакты, защищают шунтированием обмотки
электромагнита цепью из последовательно соединенных
резистора и конденсатора или диода. Выбор параметров
элементов цепи производится исходя из допустимого за-
медления возврата электромагнита.
2-2. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-23
Промежуточные реле РП-23 применяются в схемах
защиты и автоматики на постоянном оперативном токе
в случаях, когда требуется размножать контакты каких-
либо реле или коммутировать цепи с большим потреб-
лением. Общий вид реле и схема внутренних соединений
приведены на рис. 2-13.
Реле выполнено на магнитной системе клапанного ти-
па, включающей в себя скобу 16, якорь 12 и сердечник’
с полюсным наконечником 13, расположенный внутри
катушки 15. Перемещение якоря ограничивается ско-
50
J3 id
Рис 2-13 Общий вид
и схема внутренних
соединений промежу-
точного реле РП-23.
4*
51
бой 14. Свободный конец якоря при втягивании воздей-
ствует на упорную колодку 6 и перемещает траверсу 5
с четырьмя подвижными мостиковыми контактами 4.
Траверса собрана из нескольких пластмассовых коло-
док, стянутых шпилькой 19. Верхняя часть траверсы вы-
ступами с прорезью 8 скользит по направляющей скобе
И, укрепленной винтом 10 на верхнем упоре 9. К этому
упору в начальном состоянии прижата верхняя часть
шпильки 19. Нижняя часть шпильки, не имеющая резь-
бы, проходит через отверстие в пластине 1, ограничива-
ющей перемещение подвижной системы в горизонталь-
ном направлении и вниз и удерживающей возвратную
пружину 3. Пластина укреплена на скобе магнитопрово-
да винтом 18. Неподвижные контакты 7 укреплены не-
посредствено на втулках зажимов. Реле смонтировано
на цоколе 2 и закрыто полистироловым кожухом 17.
Реле выпускаются с четырьмя замыкающими и од-
ним размыкающим контактами. Перестановкой (поворо-
том на 180°) угольников неподвижных контактов можно
получить еще несколько комбинаций замыкающих и раз-
мыкающих контактов:
два размыкающих и три замыкающих;
три размыкающих и два замыкающих;
четыре размыкающих и один замыкающий.
Реле имеет четыре исполнения, отличающихся по но-
минальному напряжению.
Технические данные
Реле выпускается на номинальное напряжение 24, 48, ПО,
220 В.
Диапазон рабочих температур находится в пределах —20ч-
+40° С.
Напряжение срабатывания в холодном состоянии при темпера-
туре 20±5°С не более 70% Опои-
Напряжение возврата реле не менее 3% t/пом.
Время срабатывания при номинальном напряжении не превыша-
ет 0,06 с.
При изменении температуры от —20 до +40° С отклонение
напряжения срабатывания может находиться в пределах от —20 до
+30%, напряжение возврата — в пределах ±35%, а время срабаты-
вания— в пределах ±20% величины, измеренной при 20±5°С.
Мощность, потребляемая реле, не превышает 6 Вт.
Реле длительно выдерживает напряжение 110% t/вом
Реле имеет контакты средней мощности.
Механизм реле выдерживает без отказов в работе 100 000 сра
батываний. Контакты реле выдерживают 10 000 срабатываний с
предельной электрической нагрузкой.
52
Габариты реле и их установочные размеры приведены на рис.
Ш-1.
Масса реле не более 0,7 кг.
Катушки реле наматываются проводом ПЭВ-2. Обмоточные дан-
ные катушек приведены в табл. 2-6.
Таблица 2-6
Номинальное напряжение, В Число витков Диаметр провода, мм Сопротивле- ние, Ом
24 3 400 0,23 120
48 7100 0,17 485
110 15200 0,11 2400
220 30 000 0,08 9300
Регулировка реле и корректировка электрических параметров
выполняются следующим образом:
вершины подвижных контактов должны совпадать с серединой
плоскости неподвижных контактов. Регулировка производится пере-
мещением пластинки 1 и направляющей скобы 1Г,
при притянутом якоре подвижная система реле должна иметь
свободный ход 0,5—1,5 мм. Регулировка производится подгибанием
хвостовика на свободном конце якоря;
при отпущенном якоре подвижная система должна упираться
в верхний упор, а хвостовик якоря должен иметь свободный ход над
упорной колодкой 0,5—2 мм Регулировка производится отгибанием
скобы 14\
при зазоре около 0,4 мм между выступом на якоре и полюсным
наконечником 13 все замыкающие контакты должны замыкаться.
При зазоре около 0,7 мм между верхним концом шпильки, стягиваю-
щей подвижную систему, и верхним упором 9 размыкающие контак-
ты должны быть замкнутыми. Межконтактный зазор должен быть
не менее 2,5 мм. Регулировка производится подгибанием контактных
угольников и верхнего упора 9. Такая регулировка обеспечивает
контактное давление в пределах 0,12—0,22 Н;
проверяются напряжения срабатывания и возврата при питании
обмотки реле от источника напряжения постоянного тока с плавной
регулировкой.
2-3. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-25
Промежуточное реле РП-25 применяется в схемах за-
щиты и автоматики на переменном оперативном токе.
Общий вид реле приведен на рис. 2-14; схема внутрен-
них соединений аналогична реле РП-23.
Электромагнит клапанного типа состоит из шихто-
ванного сердечника 1 с катушкой 2 и якоря 4, смонти-
рованных на скобе 7. Для снижения вибраций якоря по-
люс сердечника у рабочего зазора расщеплен и снабжен
короткозамкнутым витком 3. Сердечник крепится к ско-
53
бе болтами 5, отверстия для болтов имеют увеличенный
диаметр, что обеспечивает возможность регулировки вза-
имного положения сердечника и якоря. К якорю прикле-
пан хвостовик 8, передающий усилие электромагнита на
колодку 9 подвижной контактной системы. Якорь вра-
щается на оси, проходящей через скобу 7 и хвостовик 8.
Рис. 2-14. Общий вид промежуточного реле РП-25.
Ось-удерживается от выпадания П-образной пружиной 6
с выдавленными углублениями, фиксирующими ее поло-
жение. Подвижная контактная система такая же, как
у реле РП-23.
Технические данные
Реле выпускается на номинальное напряжение 100, 127 или
220 В, номинальная частота 50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —20s--]-40oC.
Напряжение срабатывания реле не превышает 85% UaoM, напря-
жение возврата — не менее 3% Дном-
54
Время срабатывания реле при номинальном напряжении не бо-
лее 0,06 с.
При изменении частоты на ±3 Гц от номинального значения на-
пряжение срабатывания изменяется не более чем на ±10%, а напря-
жение возврата не более чем на ±15% значения, измеренного при
частоте 50 Гц.
При изменении температуры окружающего воздуха в диапазоне
—20-i-+40°C отклонение напряжения срабатывания может нахо-
диться в пределах ±15%, напряжение возврата — в пределах ±60%,
а время срабатывания — в пределах ±70% значения, измеренного
при температуре ±20° С.
Мощность, потребляемая катушкой реле при номинальном на-
пряжении и притянутом якоре, не более 8 В-А.
Реле длительно выдерживает напряжение 110% 6/ном при при-
тянутом якоре.
Механизм реле выдерживает без отказа в работе 100 000 сраба-
тываний, контакты реле— 10 000 срабатываний с предельной элект-
рической нагрузкой.
Габаритные и установочные размеры реле приведены на
рис. П1-1.
Масса реле не более 0,7 кг.
Все катушки реле намотаны проводом ПЭВ-2. Обмоточные дан-
ные катушек приведены в табл. 2-7.
Таблица 2-7
Номинальное
напряжение, В
Число
витков
Диаметр
провода, мм
100 3000 0,21
127 3850 0,18
220 6700 0,14
Электромагнит переменного тока сообщает подвиж-
ной контактной системе значительно большее ускорение,
чем электромагнит постоянного тока реле РП-23. При
переделке замыкающих контактов на размыкающие и от-
сутствии ограничения прогиба контактной пружины сни-
зу пружины подвижных контактов при срабатывании ре-
ле из-за большого прогиба при ударе о нижний упор
работают в очень тяжелых условиях. Поэтому не реко-
мендуется применение реле с числом размыкающих кон-
тактов, большим двух. Переделка в этом случае произ-
водится поворотом на 180° контактных угольников на за-
жимах 5 и 6 и удалением второго сверху контактного
мостика.
Регулировка реле РП-25 выполняется следующим образом:
при притянутом якоре зазоры между плоскостями полюсов элект-
ромагнита и якоря должны отсутствовать. Устранение зазоров про-
изводится перемещением сердечника при ослабленных болтах его
крепления;
55
при отпущенном якоре подвижная контактная система должна
упираться в верхний упор; между хвостовиком якоря и плоскостью
выступа упорной колодки должен быть зазор 0,5—0,8 мм Регули-
ровка производится подгибанием специального язычка на хвостовике
якоря;
при притянутом якоре подвижная контактная система должна
иметь свободный ход 0,5—1,5 мм Регулировка производится подгиба-
нием хвостовика якоря,
при зазоре 0,7 мм между нижнеи кромкой экранированной части
полюса сердечника и якорем все замыкающие контакты должны за-
мыкаться
В остальном регулировка реле РП-25 аналогична регулировке
реле РП-23.
2-4. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ СЕРИИ РП-220
Промежуточные реле серии РП-220 являются быст-
родействующими и предназначены для использования
в цепях постоянного тока различных схем защиты в тех
Рис, 2-15. Общий вид промежуточного реле РП-220.
случаях, когда требуется с минимальным замедлением
усилить или размножить действие контактов основных
реле защиты. Общий вид реле приведен на рис. 2-15.
Электромагнит реле состоит из сердечника 4 с ка-
56
тушкой 5 и якоря 10. Для исключения замедляющего
действия вихревых токов сердечник реле выполнен ших-
тованным (как у реле РП-25), якорь — облегченным,
пластинчатым. В вырезе на полюсе электромагнита у
рабочего зазора запрессована немагнитная пластинка 6,
выступающая над плоскостью якоря и предотвращаю-
Рис. 2-16. Схемы внутренних соединений реле РП-220.
в —реле РП-221; б —РП-222; в —РП-223; е —РП-224; д — РП-225.
щая залипание якоря от остаточного намагничивания.
У некоторых исполнений реле, помимо основной (рабо-
чей) обмотки, подключаемой к источнику напряжения,
имеются две или три удерживающие токовые обмотки,
включенные последовательно с замыкающими контакта-
ми. При отсутствии напряжения якорь реле может удер-
живаться в притянутом положении при прохождении то-
ка по любой из удерживающих обмоток. Якорь вращает-
ся на двух полуосях 14, ввинченных в скобу 11\ на этой
же скобе крепятся сердечник с катушкой и контактная
система. На переднем конце якоря приклепана легкая
пластмассовая рамка-толкатель 3, передающая усилие
57
электромагнита на контакты реле. На заднем конце яко-
ря укреплен уравновешивающий груз 13, повышающий
вибростойкость реле, и присоединена цилиндрическая
противодействующая пружина 12. Контакты реле вы-
полнены в виде плоских бронзовых пружин 1 и 2. На сво-
бодном конце каждой пружины приклепаны по два
серебряных контакта. Свободные концы пружин подвиж-
ных контактов 1 разрезаны вдоль, что повышает надеж-
ность их работы и несколько снижает вибрацию контак-
тов при замыкании. Реле смонтировано на пластмассо-
вом цоколе и закрыто полистирольным прозрачным ко-
жухом.
Реле выпускаются пяти исполнений, отличающихся
сочетанием контактов и наличием удерживающих токо-
вых обмоток. Схемы внутренних соединений всех испол-
нений приведены на рис. 2-16. Характерные особенности
отдельных исполнений реле видны из рисунка.
Технические данные
Номинальное напряжение реле ПО или 220 В, номинальный ток
удерживающих обмоток 1, 2 или 4 А.
Диапазон рабочих температур составляет —20-е 4-40° С.
Напряжение срабатывания реле при отсутствии тока в удержи-
вающих обмотках находится в пределах от 25 до 60% //вом, напря-
жение возврата — не менее 4% //ном.
При отсутствии напряжения на рабочей обмотке якорь реле
должен удерживаться в притянутом положении при токе в одной из
удерживающих обмоток не менее 80% /ном
Время срабатывания реле при номинальном напряжении не пре-
вышает 0,011 с.
При изменении температуры окружающего воздуха от —20 до
4-40° С отклонение напряжения и времени срабатывания может на-
ходиться в пределах ±15%, а напряжение возврата — в пределах
±50% значения, измеренного при температуре 4-20° С.
Мощность, потребляемая цепью рабочей обмотки при номиналь-
ном напряжении, не более 6 Вт у реле РП-221, РП-222 и РП-225,
у остальных реле — не более 8 Вт.
Мощность, потребляемая каждой токовой обмоткой при номи- ,
нальном токе, не более 1,2 Вт у реле РП-223 н не более 2 Вт v Ре-
ле РП 224.
Цепь рабочей обмотки длительно выдерживает напряжение
110% иВОц, при этом удерживающие обмотки допускают протекание
тока 2 /Н(П1 в течение 10 с.
очп пткл очаюЩая способность контактов при напряжении от 24 до
250 В и токах до 2 Л в цепях постоянного тока с постоянной времени
нагрузки не более 0,05 с равна 50 Вт, в цепях переменного тока при
коэффициенте мощности не менее 0,5 равна 300 В-А. Контакты могут
замыкать цепь и пропускать ток до 3 А длительно и до 12 А кратко-
временно (в течение 10 с).
58
Механизм реле выдерживает без отказа в работе 5000 срабаты-
ваний, контакты реле —1000 срабатываний при предельной электри-
ческой нагрузке.
Реле выдерживают воздействие вибрации в диапазоне частот от
10 до 100 Гц при ускорении не более 2 g.
Габариты реле и их установочные размеры приведены на рис,
П1-1.
Масса реле не более 0,7 кг.
Все обмотки реле намотаны проводом ПЭВ-2. Обмоточные дан-
ные катушек и значение сопротивлений добавочных резисторов
МЛТ-2 (7) приведены в табл. 2-8 для обмоток напряжения и в
табл. 2-9 для обмоток тока.
Таблица 2-8
Реле Номинальное напряжение, В Число витков Диаметр про- вода, мм Сопротивле- ние, Ом Сопротивле- ние добавочно- го резистора, Ом
РП-221, РП-222, по 4500 0,17 350 2040
РП-225 220 9000 0,12 1400 8400
РП-223 , РП-224 110 4440 0,14 560 1860
220 8650 0,10 2250 7000
Таблица 2-9
Реле Номинальный ток, А f Число витков Диаметр провода, мм
1 72 0,38
' РП-223 2 36 0,55
4 18 0,80
1 72 0,31
РП-224 2 36 0,44
4 18 0,80
Регулировка реле и корректировка электрических параметров
выполняется следующим образом:
осевой люфт якоря в горизонтальном направлении должен быть
около 0,5 мм;
вершины неподвижных контактов не должны сползать с плоско-
сти подвижных контактов. Концы подвижных контактных пружин
должны выступать за рамку толкателя примерно на 2 мм. Для ре-
гулировки положения контактов необходимо отпустить винт 8
(рнс. 2-15), крепящий контактную систему, и переместить требуемую
контактную пружину;
59
при отпущенном якоре зазор между якорем и плоскостью зад-
него полюса сердечника должен быть около 0,05 мм, зазор между
якорем н немагнитной прокладкой переднего полюса — около 1 мм.
В первом случае регулировка производится перемещением сердеч-
ника прн ослабленных винтах 9, крепящих сердечник к скобе 11. Во
втором случае регулировка производится упорным винтом 15, ниж-
ний конец которого должен касаться якоря. От этого зазора в зна-
чительной мере зависит время срабатывания реле;
у реле РП-221 и РП-225 при отпущенном якоре между пружи-
ной подвижного замыкающего контакта и рамкой толкателя должен
выть зазор 0,3—0,5 мм;
межконтактный зазор как при отпущенном, так и при притяну-
том якоре должен быть не менее 1 мм;
давление каждой контактной пружины замыкающих контактов
на рамку толкателя при отпущенном якоре должно быть не менее
0,05 Н у реле РП-221 и РП-225 и не менее 0,03 Н у остальных
реле;
давление, создаваемое противодействующей пружиной и изме-
ренное на рамке толкателя в точке а (рис. 2-15), должно быть
0,1—0,2 И у реле РП-221 и РП-225 и 0,2—0,4 Н у остальных реле.
В последнем случае усилие на рамке толкателя складывается из уси-
лия противодействующей пружины и давления всех подвижных кон-
тактных пружин;
для исключения вибрации контактов реле при срабатывании
давление каждой неподвижной контактной пружины замыкающих
контактов на свою упорную пластинку должно быть около 0,2 Н;
при зазоре между якорем и немагнитной пластинкой на перед-
нем полюсе сердечника около 0,25 мм должны начинать замыкаться
замыкающие контакты;
у реле РП-221 и РП-225 при зазоре между винтом 15 и якорем
не менее 0,3 мм должны замыкаться размыкающие контакты.
Регулировка контактов производится подгибанием контактных
пружин у места выхода из их изоляционных пластинок. Напряжение
срабатывания определяется зазором между сердечником и якорем,
натяжением противодействующей пружины н давлением подвижных
контактных пружин на рамку толкателя. Напряжение возврата оп-
ределяется высотой немагнитной пластинки над плоскостью переднего
полюса сердечника и давлением пружин замыкающих контактов на
упор. Время с момента подачи на реле напряжения до касания за-
мыкающих контактов реле получается без особых затруднений. Наи-
большую трудность представляет устранение вибраций замыкающих
контактов при срабатывании реле, которые увеличивают показания
Некоторых измерителей времени (в частности, миллисекундомера
ЭМС-54) и могут на некоторое время замедлить срабатывание уп-
равляемых реле. Устранение вибраций производится в основном
подбором давления неподвижного замыкающего контакта на свой
упор.
2-5. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ СЕРИИ РП-230
Промежуточные реле серии РП-230 предназначены
для применения в цепях постоянного тока схем защиты
и автоматики в тех случаях, когда требуется срабатыва-
ние реле от токовой обмотки и удерживание якоря в
60
притянутом положении обмоткой напряжения (реле
РП-232) или срабатывание реле от обмотки напряжения
и удерживание обмоткой тока (реле РП-233). По кон-
струкции оба реле аналогичны реле РП-23 и отличаются
от него наличием удерживающих обмоток и соответст-
венно схемой внутренних соединений (рис. 2-17).
Реле РП-232 имеет токовую рабочую обмотку, удер-
живающую обмотку напряжения, два размыкающих и
Рис. 2-17. Схемы внутренних соединений промежуточных
реле РП-232 и РП-233.
а — реле РП-232; б — РП-233,
два замыкающих контакта. Один замыкающий контакт
может быть включен последовательно с удерживающей
обмоткой.
Реле РП-233 имеет рабочую обмотку напряжения,
две удерживающие токовые обмотки, один размыкающий
и один замыкающий контакт; кроме того, в цепи каждой
удерживающей обмотки включено по одному замыкаю-
щему контакту.
Технические данные
Реле выпускаются на номинальное напряжение 24, 48, 110 или
220 В и номинальный ток 1, 2, 4 или 8 А.
Диапазон рабочих температур составляет —20-=-40 °C.
При обесточенных удерживающих обмотках напряжение сраба-
тывания реле РП-233 не превышает 70% <7НоМ, реле РП-232 должно
четко срабатывать при номинальных токах.
При обесточенных рабочих обмотках ток удерживания реле
РП-233 не превышает 80% /ном, а напряжение удерживания реле
РП-232 —70% t/H ОМ-
Напряжение или ток возврата рабочих обмоток при плавном их
снижении не менее 3% номинального значения.
Время срабатывания при номинальном токе или напряжении не
более 0,06 с у реле РП-232 и не более 0,03 с у реле РП-233.
61
Мощность, потребляемая обмотками напряжения при номиналь-
ном напряжении, не более 4 Вт у реле РП-232 и не более 20 Вт у ре-
ле РП-233.
Мощность, потребляемая токовыми обмотками при номинальном
токе, ие более 6 Вт у реле РП-232 и не более 4 Вт у реле РП-233.
При изменении температуры окружающей среды от —20 до
4-40° С отклонение напряжения срабатывания может находиться в
пределах от —20 до +30%, тока и напряжения возврата в пределах
±60%, тока и напряжения удерживания в пределах ±25% и вре-
мени срабатывания в пределах ±50% значения, измеренного при
температуре 20 °C.
Обмотка напряжения у реле РП-232 выдерживает длительно,
а у реле РП-233 —в течение 20 с напряжение 110% Пном.
Обмотки тока допускают протекание у реле РП-232 в течение
3 с, а у реле РП-233 в течение 10 с тока 3 /ном.
Механизм реле выдерживает без отказа в работе 15 000 сраба-
тываний, контакты — 5000 срабатываний с предельной электрической
Нагрузкой.
Изоляция между обмотками катушек выдерживает напряжение
1000 В, 50 Гц в течение 1 мин.
Таблица 2-10
О
Реле Номиналь- ное напряже- ние. В Число витков Диаметр провода, мм Сопротивле- ние, Ом
24 3 100 0,16 255
РП-232 48 6 000 0,11 950
ПО 11 550 0,07 4 960
220 25000 0,05 21 500
24 1 600 0,27 50
РП-233 48 3200 0,19 200
ПО 6 400 0,13 800
220 11500 0,09 3250
Таблица 2-11
Реле Номинальный ток, А Число витков Диаметр провода, мм Сопротивление, Ом
1 485 0,41 4,8
РП-232 2 4 243 120 0,59 0,86 1,16 0,29
8 82 1,16 0,076
1 270 0,41 2,5—2,9
РП-233 2 4 135 68 0,59 0,9 0,66—0,75 0,146—0,169
8 33 1,16 0,0385—0,043
62
Все обмотки реле намотаны проводом ПЭВ-2; обмоточные дан-
ные приведены в табл. 2-10 для обмоток напряжения и табл. 2-11 для
обмоток тока.
Во всем остальном реле РП-232 и РП-233 аналогичны реле
РП-23.
2-6. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-2Я
Промежуточное реле РП-251 предназначено для при-
менения в цепях постоянного тока схем защиты и авто-
матики в тех случаях, когда требуется замедление при
Рис. 2-18. Общий вид промежуточного реле РП-250.
63
срабатывании. Общий вид реле приведен на рис. 2-18,
схема внутренних соединений — на рис. 2-19.
Электромагнит реле состоит из скобы 3 с приклепан-
ным цилиндрическим сердечником и якоря 11. На сер-
дечнике со стороны рабочего зазора размещена рабочая
катушка 4 на пластмассовом каркасе. Ближе к цоколю
Рис. 2-19. Схемы внутренних соединений реле серии РП-250.
а —реле РП-251; б — РП-252; в—РП-253; г — РП-254; д — РП 255; е — РП-256.
реле размещены медные демпфирующие шайбы 16, обес-
печивающие замедление реле при срабатывании. Катуш-
ка и шайбы удерживаются на сердечнике кольцом 17 со
стопорными винтами. Якорь крепится к скобе с помощью
угольника 12. Ход якоря регулируется винтами 14 и 15,
положение винтов фиксируется контргайками. Винтами
19 к верхней части скобы крепятся колодки 10 контакт-
ной системы. Неподвижные контакты приварены к кон-
тактным угольникам 8, прикрепленным к контактным
колодкам винтами 18. Эти же винты служат для при-
соединения внутренних монтажных проводов. Подвиж-
ные контактные пластины 7 смонтированы на траверсе 6,
их положение фиксируется контактными пружинами 9,
64
обеспечивающими провал контактов. Концы траверсы
скользят в отверстиях направляющих пластин 13. На
задний конец траверсы надета возвратная пружина 5,
упирающаяся в направляющую пластину и выступ на
траверсе; на передний конец траверсы непосредственно
воздействует якорь электромагнита. Электромагнит
вместе с контактной системой крепится с помощью
стального угольника к цоколю 1 и закрывается пласт-
массовым кожухом 2. Конструкция реле позволяет сни-
мать его с цоколя и использовать в качестве элемента
различных комплектных устройств.
Реле выпускаются с пятью замыкающими контакта-
ми; перестановкой контактных угольников и пружин
любой контакт из замыкающего можно превратить в
размыкающий.
Технические данные
Реле выпускается на номинальное напряжение 24, 48, 110 или
220 В.
Диапазон рабочих температур составляет —204-4-40° С.
Напряжение срабатывания реле не превышает 70% l/яом, напря-
жение возврата — не менее 5% Uпом.
Время срабатывания при номинальном напряжении может регу-
лироваться изменением количества демпферных шайб в пределах от
0,07 с до 0,114-0,03 с. Время от момента размыкания цепи обмотки
до размыкания замыкающего контакта около 0,1 с.
Мощность, потребляемая реле при номинальном напряжении
220 В, не превышает 8 Вт, в остальных случаях — 6 Вт.
Обмотка реле длительно выдерживает напряжение 110% С/аом-
При изменении температуры окружающей среды от —20 до
4-40 °C отклонение напряжения срабатывания и возврата может на-
ходиться в пределах ±35%, а отклонение времени срабатывания —
в пределах от —25 до 4-35% значения, измеренного при температу-
' ре 20 °C.
Реле имеет контакты средней мощности.
Механизм реле выдерживает без отказа в работе 5000 срабаты-
ваний, контакты— 1000 срабатываний с предельной электрической
нагрузкой
Габариты реле приведены на рис. П1-1.
Масса реле не более 1,5 кг.
* Таблица 2-12
Номинальное напряжение» В Число витков Диаметр провода, мм Сопротивле- ние, Ом
24 3400 0,23 105
48 7000 0,17 415
ПО 16 000 0,'Н 2200
220 28 000 0,08 7650
5—505
65
Обмотки реле намотаны проводом ПЭВ-2, обмоточные данные
реле приведены в табл. 2-12.
Проверка и регулировка реле производится следующим образом:
зазор между каждым подвижным и неподвижным контактом
должен быть не менее 2,5 мм, провал контактных мостиков — jjg ме-
нее 0,5 мм, что соответствует нажатию около 0,15 Н на каждый кон-
такт и начальному зазору между якорем и скобой электромагнита
около 3 мм. Регулировка межконтактного зазора производится пе-
ремещением и подгибанием контактных угольников;
при регулировке времени срабатывания подбором числа демп-
фирующих шайб катушка должна каждый раз устанавливаться око-
до рабочего зазора, демпфирующие шайбы должны находиться
сзади катушки и прижиматься к ней кольцом 17. Такое расположе-
ние шайб уменьшает время возврата, так как магнитный поток, на-
водимый токами самоиндукции в шайбах при отключении реле, ча-
стично замыкается через пути рассеяния, не доходя до рабочего за-
, вора. При установке шайб у рабочего зазора время возврата резко
1 увеличится Время срабатывания уменьшается при уменьшении на-
чального рабочего зазора, увеличении числа размыкающих контактов
и увеличении их провала.
Напряжение срабатывания регулируется изменением начального
воздушного зазора упорным винтом 14;
напряжение (а также и время) возврата регулируются измене-
нием конечного рабочего зазора упорным винтом 15. Конечный зазор
между якорем и скобой электромагнита должен быть около 0,2 мм.
Определение напряжения возврата производится при плавном сни-
жении напряжения;
для замены замыкающего контакта на размыкающий (или на-
оборот) нужно ослабить задние и вывернуть передние винты 19, кре-
пящие контактные колодки 10. Раздвинув передние концы колодок,
прадоднять и вытащить траверсу 6 вместе с возвратной пружиной 5
и передней направляющей пластинкой 13. Тонкой отверткой сжать
ц удалить пружину нужного подвижного контакта, перевернуть кон-
такт и вставить пружину с другой стороны. Затем поставить травер-
су с возвратной пружиной и направляющей пластинкой на место,
сдвинуть вместе передние концы колодок и завернуть все винты.
После этого повернуть на 180° соответствующие контактные уголь-
ники и отрегулировать реле, как указано выше.
2-7. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-252
Промежуточное реле РП-252 предназначено для при-
менения в цепях постоянного тока схем защиты и ав-
томатики в тех случаях, когда требуется замедление
реле при возврате. Конструкция и схема внутренних
соединений такие же, как у реле РП-251.
В отличие от реле РП-251 демпфирующие шайбы
помещены на сердечнике рядом с рабочим зазором
(рис. 2-18); магнитный поток, наводимый токами само-
индукции в шайбах в момент отключения обмотки реле,
при протянутом якоре почти целиком проходит через
рабочий зазор. Катушка электромагнита имеет сплош-
66
ной медный каркас, создающий дополнительное замед-
ление возврата, и расположена у основания сердечника.
Выдержка времени регулируется в основном изменением
конечного рабочего зазора, поэтому кольца со стопор-
ными винтами отсутствуют. Катушка и шайбы удержи-
ваются от перемещения специальным выступом на
угольнике, крепящем якорь. При номинальном напряже-
нии и притянутом якоре сердечник электромагнита
сильно насыщен (индукция у рабочего зазора достигает
1,6 Т), что уменьшает зависимость времени возврата от
напряжений.
Технические данные
Реле выпускается на номинальное напряжение 24, 48, 110
или 220 В.
Время от момента снятия с обмотки реле номинального напря-
жения до размыкания замыкающего контакта может регулироваться
в пределах от 0,5 с до 1,1+0,3 с.
Напряжение возврата зависит от замедления при возврате (при
регулировке его изменением конечного зазора) и составляет не ме-
нее 1% 17Ном при замедлении 1,1-|-0,3 с, не менее 3% ПЯОм при за-
медлении 0,8 с и не менее 5% Ином при замедлении 0,5 с.
Время срабатывания реле при номинальном напряжении около
0,25 с.
Мощность, потребляемая обмоткой реле при номинальном на-
пряжении, не превышает 7 Вт.
Катушки реле наматываются проводом ПЭВ-2, их обмоточные
данные приведены в табл. 2-13.
Таблица 2-13
Номинальное напряжение, В Число витков Диаметр провода, мм Сопротивле- ние, Ом
24 2750 0,23 85
48 5500 0,17 340
НО 12 500 0,11 1800
220 14800+10 200 0,07 0,09 7200
При регулировке реле следует иметь в виду, что конечный воз-
душный зазор между якорем и скобой электромагнита должен
быть не менее 0,05 мм. При меньших зазорах возникает опасность
залипания якоря реле из-за остаточного намагничивания сердечника.
При регулировке замедления изменением воздушного зазора одно-
временно изменяется провал замыкающих контактов, величину ко-
торого следует восстановить перемещением контактных угольников.
Прн регулировке замедления количеством демпферных шайб креп-
ление катушки и шайб со стороны цоколя производится кольцом со
5* 67
Рис. 2-20. Зависимость
напряжения возврата ре-
ле РП-252 от конечного
зазора.
Рис. 2-21. Зависимость
времени возврата реле
РП-252 от конечного
зазора.
стопорными винтами, вкладываемым в пакет с деталями присоеди-
нения.
Зависимость замедления н 'напряжения возврата от зазора при-
ведена на рис. 2-20 и 2-21. Во всем остальном реле РП-252 иден-
тично реле РП-251.
2-8. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-253
Промежуточное реле РП-253 предназначено для при-
менения в цепях постоянного тока схем защиты и авто-
матики в тех случаях, когда требуется удерживание
якоря в притянутом положении при прохождении тока в
контролируемой цепи, замедленное срабатывание и
быстрый возврат. Реле может срабатывать с замедле-
нием и без него. Схема внутренних соединений приведе-
на на рис. 2-19.
Рабочая обмотка напряжения намотана на пласт-
массовом каркасе, расположенном у рабочего зазора.
На том же каркасе намотана депферная обмотка, под-
ключенная через размыкающий контакт к зажимам
реле 9 и 10. При закорачивании этих зажимов демпфер-
ная обмотка создает замедление срабатывания реле;
после начала движения якоря и размыкания замыкаю-
щего контакта действие демпферной обмотки прекраща-
ется. Вместо медных демпферных шайб у основания
сердечника реле расположена вторая катушка с укоро-
68
ченными пластмассовым каркасом и тремя идентичными
независимыми токовыми удерживающими обмотками.
Каждая из обмоток подключена к зажимам реле через
отдельный замыкающий контакт. При прохождении хотя
бы через один из этих контактов достаточного тока
якорь при снятии напряжения с рабочей обмотки не от-
падает. Реле имеет один размыкающий контакт, вклю-
ченный последовательно с демпферной обмоткой, и четы-
ре замыкающих контакта, из которых три контакта
включены последовательно с удерживающими обмот-
ками.
Технические данные
Реле выпускается на номинальное напряжение рабочей обмот-
ки 24, 48, ПО или 220 В, номинальный ток удерживающих обмоток
1, 2, 4 или 8 А.
Время срабатывания реле при 95% f/H0M не превышает 0,04 с
при разомкнутой и не менее 0,07 с при замкнутой цепи демпферной
обмотки.
Якорь реле удерживается в притянутом положении при токе в
любой из удерживающих обмоток 80% /Вом и отсутствии напряжения
на рабочей обмотке.
Обмотка напряжения выдерживает 110% ивок в течение 20 с,
удерживающая обмотка — 2 /ВОм в течение 10 с.
Мощность, потребляемая рабочей обмоткой при номинальном
напряжении, не превышает 15 Вт.
Мощность, потребляемая любой из удерживающих обмоток, при
номинальных токах 1, 2 или 4 А не превышает 1 Вт, при номиналь-
ном токе 8 А — не превышает 2 Вт.
Все обмотки намотаны проводом ПЭВ-2. Демпферная обмотка
имеет 1000 витков провода диаметром 0,41 мм Данные остальных
обмоток приведены в табл. 2-14 для обмоток напряжения и табл. 2-13
для обмоток тока.
Таблица 2-14
Номинальное напряжение, В Число витков Диаметр провода, мм Сопротивле- ние, Ом
24 1200 0,21 53
48 2400 ' 0,15 210
ПО 5500 0,10 1100
220 11 000 0,07 4400
При регулировке следует иметь в виду, что межконтактный за-
зор должен быть не менее 2 мм Начальный воздушный зазор между
якорем и скобой электромагнита около 2 мм, конечный — око-
ло 0,2 мм.
Во всем остальном реле РП-253 аналогично реле РП-251.
69
Таблица
Номинальный ток, A J Число ВИТКОВ Диаметр провода, мм
1 100 0,59
2 50 0,8
4 25 1,0
в 13 1,25
2-9. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-254
Промежуточное реле РП-254 предназначено для при-
менения в цепях постоянного тока схем защиты и авто-
матики в тех случаях, когда рабочая обмотка должна
включаться последовательно с обмоткой выключателя
(использоваться в качестве токовой обмотки), а при
прекращении тока якорь реле должен удерживаться в
притянутом положении от цепи напряжения. Реле мо-
жет возвращаться с замедлением и без него. Схема
внутренних соединений приведена на рис. 2-19.
Рабочая токовая обмотка реле намотана на укоро-
ченном пластмассовом каркасе и расположена рядом с
рабочим зазором электромагнита. Удерживающая обмот-
ка напряжения намотана на медном каркасе, располо-
женном у цоколя реле. На этом же каркасе намотана
демпфирующая обмотка, подключенная к зажимам 7 и 8
на цоколе реле через замыкающий контакт и создаю-
щая замедление при возврате реле. После начала дви-
жения якоря и размыкания замыкающего контакта дей-
ствие демпфирующей обмотки прекращается. Реле имеет
один размыкающий и четыре замыкающих контакта,
один из которых включен последовательно с демпфирую-
щей обмоткой. Один замыкающий контакт к зажимам
реле не выведен.
Технические данные
Реле выпускается на номинальный ток рабочей обмотки 1. 2,
4 или 8 А, номинальное напряжение удерживающей обмотки 110 В.
Ток срабатывания реле при отсутствии напряжения на удержи-
вающей обмотке не более 70% /НОм, ток возврата не менее 1,5% /яом.
Напряжение удерживания не более 60% (7НОм.
Время срабатывания реле при номинальном токе не более 0,05 е.
Время от момента снятия номинального напряжения с удержи-
вающей обмотки до момента размыкания замыкающих контактов не
менее 0,5 с при введенной в действие демпфирующей обмотке.
70
Рабочая токовая обмотка реле выдерживает ток 3/Яом в тече-
ние 3 с, удерживающая обмотка длительно выдерживает напряже-
ние 110% Ином.
Мощность, потребляемая рабочей обмоткой при номинальном
токе, не превышает 6 Вт, мощность, потребляемая обмоткой напря-
жения при номинальном напряжении, — 3 Вт.
Все обмотки реле намотаны проводом ПЭВ-2. Удерживающая
обмотка имеет 10 900 витков провода диаметром 0,07 мм, сопротив-
лением 4400 Ом, демпфирующая обмотка — 600 витков провода диа-
метром 0,47 мм. Рабочие обмотки с номинальным током 1, 2, 4 или
8 А имеют по 650, 325, 165 или 83 витка провода диаметром 0,47,
0,64, 0,93 или 1,35 мм соответственно.
Во всем остальном реле РП-254 идентичны реле РП-251.
2-10. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-255
Промежуточные реле РП-255 применяются в цепях
постоянного тока схем защиты и автоматики в тех слу-
чаях, когда требуется удерживание якоря в притянутом
положении при прохождении тока в одной из трех конт-
ролируемых цепей. Замедление при срабатывании и
возврате у реле не предусмотрено. Схема внутренних
соединений приведена на рис. 2-19.
В соответствии с назначением реле имеет одну рабо-
чую обмотку напряжения, намотанную на пластмассо-
вом каркасе и расположенную рядом с рабочим зазо-
ром, и три действующие независимо друг от друга,
удерживающие токовые обмотки, намотанные на укоро-
ченном пластмассовом каркасе и расположенные со сто-
роны цоколя. Реле имеет пять замыкающих контактов,
три из которых включены последовательно в цепь удер-
живающих обмоток.
Технические данные
Реле выпускается на номинальное напряжение рабочей обмотки
24, 48, 110 или 220 В, номинальный ток удерживающих обмоток 1,
2, 4 или 8 А.
Напряжение срабатывания реле при отсутствии тока в удержи-
вающих обмотках не превышает 70% Оном, напряжение возврата—
не менее 5% Ином
Ток удерживания любой удерживающей обмотки при отсутствии
напряжения на рабочей обмотке не превышает 80% 1вок-
Рабочая обмотка реле длительно выдерживает напряжение
110% (7Ы0М каждая из удерживающих — 2/Ном в течение 10 с.
Время срабатывания реле при номинальном напряжении не пре-
вышает 0,05 с
По мощности, потребляемой удерживающими обмотками при но-
минальном токе и их обмоточным данным, реле РП-255 аналогично
реле РП-253.
71
РП 251 ВСеМ остальным паРаметРам реле РП-255 аналогично реле
' 2-11. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-256 ,
Промежуточное реле РП-256 применяются в цепях
переменного тока схем защиты и автоматики в случаях,
когда от реле требуется замедление при возврате. Реле
выпускается на номинальные напряжения 100, 127 и
220 В. По конструкции и всем техническим данным реле
РП-256 аналогично реле РП-252 и отличается от нею
обмоточными данными катушек на номинальное напря-
жение 100 и 127 В (табл. 2-16) и наличием двухполупери-
Таблица 2-16
Номинальное напряжение. В Число витков Диаметр провода, мм Сопротивле- ние, Ом
100 127 8350 и 5050 14 500 0,1 и 0,12 0,1 1990 2440
одного выпрямительного моста. В качестве выпрямите-
лей использованы кремниевые диоды Д211 или, в послед-
них выпусках, выпрямительные мосты КЦ402Ж. Схема
внутренних соединений приведена на рис. 2-19. В реле
не предусмотрена защита диодов выпрямительного моста
от внешних коммутационных перенапряжений. При нали-
чии в сети источника коммутационных перенапряжений,
опасных для диодов, следует принимать меры по устра-
нению последних путем установки соответствующих
фильтров или разрядников. При отключении реле на-
копленная в его электромагните энергия магнитного
поля расходуется в демпферных шайбах и в рабочей
обмотке, зашунтированной для токов переходного про-
цесса прямым сопротивлением диодов выпрямительного
моста, поэтому перенапряжений на обмотке самого реле
практически не возникает.
2-12. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-311
Промежуточное реле РП-311 предназначено для при-
менения в цепях напряжения оперативного переменного
тока схем защиты и автоматики. Схема внутренних
соединений приведена на рис. 2-22.
72
Электромагнит реле анало-
гичен электромагниту реле
РП-25, контактная система —
реле РП-220. В отличие от по-
следнего на контактных пру-
жинах расположено по одному
серебряному контакту, разрезы
на свободном конце отсутству-
ют. Реле имеет два переключа-
ющих и два замыкающих кон-
такта.
Технические данные Рис. Схема вйуг.
Реле выпускается на номинал»- Рениих С°®Д«^“ИЙ РМе
ное напряжение 100, 127 или 220 В,
50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —20~-+40°С.
Напряжение срабатывания не превышает 70% О'ном, напряже-
ние возврата — 3% Уном.
Время срабатывания реле не превышает 0,05 с.
При изменении температуры окружающего воздуха от —20 до
+40° С напряжение срабатывания изменяется не более чем на 10%,
а время срабатывания — не более чем на 25% значения, измеренного
при температуре 20“ С.
Реле длительно выдерживает напряжение 110% UHOm-
Мощность, потребляемая обмоткой реле при номинальном на-
пряжении и притянутом якоре, не превышает 6 В-А.
Мощность контактов при размыкании цепи переменного тока
500 В-А при токе до 2 А и напряжении от 24 до 250 В (коэффици-
ент мощности нагрузки не менее 0,5). Мощность контактов при за-
мыкании 1000 В-А при токе до 15 А и тех же напряжениях. Кон-
такты длительно допускают прохождение тока до 5 А.
Механизм реле выдерживает без отказов до 100 000 срабатыва-
ний, контакты — до 10 000 срабатываний с полной нагрузкой.
Габариты и установочные размеры реле приведены на рнс. П1-1.
Масса реле не превышает 0,7 кг.
Обмотки реле намотаны проводом ПЭВ-2, обмоточные данные
приведены в табл. 2-17.
Регулировка реле производится следующим образом:
зазор между якорем и полюсом сердечника со стороны оси вра-
щения якоря должен быть в пределах 0,1—0,2 мм при притянутом
якоре;
Таблица 2-17
Номинальное напряжение, В Число витков Диаметр провода, мм
220 8200 0,12
127 4750 0,17
100 3700 0,2
73
при отпущенном якоре зазор между толкателем и подвижными
контактными пластинками переключающих контактов должен быть в
пределах 0,8—1 мм, а подвижные контактные пластинки замыкаю-
щих контактов должны упираться в толкатель. Регулировка зазора
0,8—1 мм производится подгибанием неподвижных контактных пла-
стинок размыкающих контактов;
зазор между замыкающими контактами переключающей пары
должен быть в пределах 2,5—2,8 мм, а зазор между замыкающими
контактами второй пары контактов — не менее 2,5 мм. Необходимый
контактный зазор устанавливается подгибанием язычка хвостовика
якоря, а подрегулировка зазора — подгибанием неподвижных кон-
тактных пластинок;
давление каждого подвижного контакта на неподвижный размы-
кающий контакт и каждой подвижной контактной пластинки замы-
кающего контакта на толкатель должно быть в пределах 0,12—0,18Н.
Регулировка контактных давлений производится подгибанием под-
вижных контактных пластинок. Радиус изгиба при этом должен
быть не менее 2 мм;
при обесточенном состоянии катушки хвостовик якоря должен
своим язычком упираться в сердечник.
2-13. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-321
Промежуточные реле РП-321 применяются в схемах
защиты на переменном оперативном токе и предназна-
чены для непосредственного включения в цепи вторич-
Рис, 2-23. Схема внутренних со-
единений реле РП-321.
ных обмоток трансфор-
маторов тока. Схема
внутренних соединений
реле приведена на
рис. 2-23.
Реле выполнено на
базе РП-311. Для сни-
жения мощности, по-
требляемой электро-
магнитом, обмотка по-
следнего питается вы-
прямленным током че-
рез выпрямительный
мост (ВМ). Термичес-
кая стойкость реле при
токах короткого замы-
кания обеспечивается
применением промежу-
точного насыщающегося трансформатора тока. Пер-
вичная- обмотка трансформатора рассчитана на про-
хождение больших токов и состоит из двух одинаковых
секций,, что позволяет изменять ток срабатывания в
74
2 раза путем последовательного или параллельного со-
единения секций. Для зашиты выпрямительного моста от
пиков напряжения, возникающих при насыщении транс-
форматора, вторичная обмотка последнего зашунтирова-
на конденсатором. Включение реле производится замы-
кающим контактом, подключаемым к зажимам 11 и 13. В
эту же цепь последовательно с управляющим контактом
может включаться указательное реле РУ-21 с номи-
нальным током катушки 0,05 А. Реле имеет два замыка-
ющих и два переключающих контакта. Из-за недостаточ-
ного количества зажимов на цоколе реле у переключаю-
щих контактов выведены только замыкающие контакты.
При необходимости провода от зажимов 4 и 7 можно
перепаять к неподвижным размыкающим контактам.
Технические данные
Номинальная частота 50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —20 ч-+40° С.
Ток срабатывания реле не более 2,5 или 5 А в зависимости от
соединения первичных обмоток насыщающегося трансформатора.
Ток возврата не ниже 3% тока
срабатывания.
Время срабатывания реле
при двукратном токе сраба-
тывания не более 0,06 с.
При изменении температу-
ры окружающего воздуха от
—20° С до +40 С изменение
тока срабатывания не превы-
шает 15%, а тока возврата —
50% значения, измеренного при
температуре 20° С. Время сра-
батывания в этих условиях не
должно превышать 0,06 с.
.Мощность, потребляемая
реле пои двукратном токе сра-
батывания, не превышает
10 В-А Зависимость полного
сопротивления входа реле от
тока приведена на рис. 2-24.
Реле допускает протекание
по первичной обмотке насы-
щающегося трансформатора
2-кратного тока срабатывания
длительно и 30-кратного тока
срабатывания в течение 4 с.
Контакты реле средней
мощности.
Механизм реле выдерживает
контакты — 1000
Рис. 2-24. Зависимость полного
входного сопротивления реле
РП-321 от входного тока при
последовательном соединении
обмоток.
а — зажимы 11—13 разомкнуты; б —
зажимы 11—13 замкнуты; в— вто-
ричная обмотка ТТН закорочена.
без отказов 5000 срабатываний
срабатываний при полной электрической нагрузке
75
Габариты и установочные размеры реле приведены на рис. ГН-2.
Масса реле не превышает 1,5 кг
Катушка реле имеет 4500 витков, намотана проводом
ПЭВ-2 диаметром 0,18 мм и сопротивлением 320 Ом.
Выпрямительный мост реле старых выпусков собирался
из диодов Д226Б, в последнее время применяется выпря-
мительный мост КЦ402Ж- Насыщающийся трансформа-
тор собран на П-образных пластинах с уширенным яр-
мом, сечение сердечника 0,96 см2. Первичная обмотка
имеет две секции по 16 витков провода ПБД-1,96, вто-
ричная—1100 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,35 мм.
Конденсатор МБГП емкостью 4 мкФ на напряжение
400 В.
Регулировка реле РП-321 производится так же, Как регулировка
реле РП-311.
2-14. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-341
Промежуточное реле РП-341 используется в схемах
защиты на переменном оперативном токе и предназна-
чено для шунтирования и дешунтирования отключающей
Рис. 2-25. Схема внутренних со-
единений реле РП-341.
Рис. 2-26 Схема включе-
ния контактов реле
РП-341
ОК — катушка отключения
выключателя; ЗК — замыка-
ющий усиленный контакт;
РК —* размыкающий усилен-
ный контакт
катушки выключателя, включенной вместе с реле не-
посредственно в цепь вторичной обмотки трансформато-
ра. Схема внутренних соединений реле приведена на
рис. 2-25.
76
Реле РП-341 аналогично промежуточному реле
РП-321 и отличается от него наличием только двух пе-
реключающих контактов, один из которых усиленной
мощности. Зажимы 7 и 9 использованы для обеспечения
возможности управления реле размыкающим контактом
путем шунтирования им вторичной обмотки насыщающе-
гося трансформатора (при закороченных перемычкой
или обмоткой указательного реле зажимах 9 и 11).
Переключающий контакт усиленной мощности вы-
полнен таким образом, что сначала замыкается замыка-
ющий контакт и подготавливает цепь отключающей ка-
тушки, а затем размыкается размыкающий контакт, за*
корачивающий вторичную обмотку трансформатора тока,
после чего по отключающей катушке начинает проходить
ток и происходит отключение. Схема включения контак»
та совместно с отключающей катушкой выключателя
приведена на рис. 2-26.
Контакт усиленной мощности способен шунтировать
и дешунтировать управляемую токовую цепь при токах
до 150 А, если ее полное сопротивление при токе 3,5 А не
более 4,5 Ом, а при токе 50 А не более 1,5 Ом. Длитель-
но допустимый ток через контакты 5 А.
Контакты нормальной мощности способны коммути-
ровать цепь переменного тока мощностью 450 В-А при
токе до 2 А и напряжении до 250 В (коэффициент мощ-
ности не менее 0,5) и цепь постоянного тока с индук-
тивной нагрузкой мощностью 50 Вт при токе до 1 А и
напряжении до 250 В (при постоянной времени цепи не
более 0,005 с).
Контакты усиленной мощности выдерживают 50 сра-
батываний при полной электрической нагрузке (после
чего требуется их зачистка), контакты нормальной мощ-
ности — 1000 срабатываний.
Зазор между у:ельником толкателя и подвижной контактной
пластинкой нормальной мощности должен быть в пределах 0.5—-
0,8 мм, а зазор между замыкающими контактами должен быть в
пределах 1,6—2 мм Зазор замыкающего усиленного контакта дол-
жен быть в пределах 1,5—2 мм, а зазор размыкающего контакта
после срабатывания — не менее 2 мм. Для обеспечения очередности
работы усиленных контактов в момент замыкания замыкающего кон-
такта должен быть зазор между угольником толкателя и подвижной
контактной пластинкой размыкающего контакта в пределах 0 5—
0,8 мм (регулируется подгибанием угольника, укрепленного на тол-
кателе) .
Давление подвижного размыкающего контакта нормальной мощ-
ности на неподвижный должно быть в пределах 0,12—0,18 Н, дав-
77
ление подвижного замыкающего усиленного контакта на неподвиж-
ный (после замыкания) — не менее 0,50 Н, а давление подвижного
размыкающего контакта на неподвижный — не менее 0,30 Н
Регулировку зазоров между контактами следует производить
подгибанием язычка хвостовика якоря и неподвижных контактных
пластинок, а регулировку контактных давлений — подгибанием под-
вижных контактных пластинок у места закрепления их в контактных
колодках (радиус изгиба при этом должен быть не менее 2 мм).
Во всем остальном реле РП-341 аналогично реле РП-321.
©
<2>
©
2-15. РЕЛЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РП-342
Промежуточное реле РП-342 предназначено для
шунтирования и дешунтирования отключающей катушки
выключателя, включенной непосредственно в цепь вто-
ричной обмотки трансформатора тока, и применяется
вместо реле РП-341 в тех случаях, когда управление
реле должно производиться от цепи напряжения посто-
янного тока. Схема внутренних соединений реле приве-
дена на рис. 2-27.
В соответствии с назначением ре-
ле РП-342 выпускается на номиналь-
ное напряжение постоянного тока НО
и 220 В. Насыщающийся трансформа-
тор, конденсатор и выпрямительный
мост у реле отсутствуют, Напряжение
срабатывания реле де превышает 70%
Сном, потребляемая при номинальном
напряжении мощность не более 10 Вт.
Катушка реле длительно выдержива-
ет напряжение 110% Ubom Масса ре-
ле не более 1 кг.
Катушка электромагнита на но-
минальное напряжение ПО В имеет
11 0000 витков провода ПЭТВ диа-
метром 0,1 мм, сопротивлением 2400 Ом, катушка на 220 В имеет
20 000 витков провода ПЭТВ диаметром 0,07 мм, сопротивлением
8900 Ом
Во всем остальном реле РП-342 аналогично реле РП-341.
Рис 2-27. Схема внут-
ренних соединений реле
РП-342
2-16. РЕЛЕ УКАЗАТЕЛЬНОЕ РУ-21
И БЛОК УКАЗАТЕЛЬНЫХ РЕЛЕ БРУ-4
Указательное реле РУ-21 применяется в цепях посто-
янного тока схем защиты для указания о происходившем
срабатывании устройств защиты, что облегчает последу-
ющий анализ действия защит и определение характера
повреждения. Общий вид и схема внутренних соедине-
ний реле приведены на рис. 2-28.
78
Электромагнит реле состоит из скобы 13, укреплен-
ной на цоколе 1, сердечника с катушкой 2 и якоря 3,
удерживаемого в начальном положении противодейст-
вующей пружиной 12. К скобе электромагнита крепится
скоба контактно-указательного устройства 8, на которой
смонтированы колодка неподвижных контактов 9, пласт-
массовый барабан и устройство возврата барабана в
Рис. 2-28. Общий вид (а) и схема внутренних соединений (6)
реле РУ-21.
начальное положение. На пластмассовом барабане
укреплены зуб защелки 4, контактные мостики 5 и ука-
зательный диск с грузом 6. На указательном диске чер-
ной эмалью нанесены три сектора. В передней стенке
скобы 8 сделаны три секторных выреза, с которыми в на-
чальном положении реле совпадают черные секторы на
указательном диске.
При втягивании якоря электромагнита освобождает-
ся зуб защелки барабана. Под действием груза на ука-
зательном диске барабан вместе с диском поворачивает-
79
ся, контактные мостики замыкают (или размыкают)’ не-
подвижные контакты, а в вырезах передней стенки скобы
8 появляются светлые секторы указательного диска.
Для наблюдения за положением диска передняя стенка
кожуха делается прозрачной.
После снятия тока барабан возвращается в исходное
положение с помощью возвратного устройства, состоя-
щего из планки 10, возвратной пружины 14 и рычага,
Рис. 2-29. Схема внутренних соединений блока сигнальных
реле БРУ-4.
его конец давит на правый загиб планки 10, последняя
перемещается и специальным выступом возвращает ба-
рабан в начальное положение. После снятия усилия
с рычага планка возвращается в исходное положение
под действием возвратной пружины.
Реле выпускаются с двумя замыкающими контакта-
ми (при необходимости каждый из контактов можно
переделать на размыкающий), имеют 17 исполнений, от-
личающиеся номинальным током или напряжением ка-
тушки, и могут поставляться в исполнении для внешнего
или утопленного монтажа.
Блок указательных реле БРУ-4 состоит из четырех
указательных реле РУ-21, действующих независимо друг
от друга. Схема внутренних соединений блока приведена
на рис. 2-29. Все четыре реле установлены в общем кор-
пусе, имеющем прозрачную крышку с ручкой возврата
указательных дисков в исходное положение. Каждое из
реле смонтировано на изоляционной колодке с запрес-
сованными в нее ножевыми контактами. При установке
реле в корпус блока ножевые контакты входят в контакт-
80
ные губки цоколя. Для надежности крепления реле каж-
дая колодка дополнительно фиксируется на цоколе дву-
мя невыпадающими винтами. Установка реле на штеп-
сельных разъемах позволяет производить их осмотр или
замену без нарушения внешнего монтажа блока. Кон-
струкция блока рассчитана на полуутопленный монтаж.
Технические данные
Номинальные напряжения, номинальные токи н обмоточные дан-
ные катушек реле приведены в табл. 2-18 и 2-19.
Диапазон рабочих температур составлиет —20^+40° С.
Таблица 2-18
Реле Номинальный гок, А Число витков Диаметр прово- да, мм ,Сопротивле- ние, Ом
РУ-21/0,01 0,01 18 000 0,1 2200
РУ-21/0,015 0,015 12 000 0,12 1000
РУ-21/0,025 0,025 7200 0,16 350
РУ-21/0,05 0,05 3600 0,25 70
РУ-21/0,075 0,075 2400 0,31 30
РУ-21/0,1 0,1 1800 0,35 18
' РУ-21/0,15 0,15 1200 0,41 8
РУ-21/0,25 0,25 720 0,55 3
РУ-21/0,5 0,5 360 0,8 0,7
РУ-21/1 1,0 ' 180 1,0 0,2
РУ-21/2 2,0 90 1,56 0,05
РУ-21/4 4,0 45 1,95 0,017
Напряжение срабатывания реле не превышает 70% Uном, ТОК
срабатывания не превышает номинального тока
Реле срабатывают при подаче на катушку реле номинального на-
пряжения или тока на время не менее 0,05 с.
Катушки реле длительно выдерживают напряжение 110% иван
или трехкратный номинальный ток. Реле с катушками тока выдер-
живают 10-кратный номинальный ток в течение 3 с.
При изменении температуры окружающего воздуха от —20 до
+40 °C изменение напряжения срабатывания не превышает +15 и
—20% значения, измеренного при температуре 20 °C
Коммутационная способность контактов в цепи постоянного то-
ка с_индуктивной нагрузкой (постоянная времени нагрузки ие более
0,005 с) не менее 50 Вт, в цепи переменного тока (при cos ср3s0,5)
ие менее 200 В-A при напряжении до 250 В и токе до 2 А.
6—505 81
Таблица 2-19
Реле Номинальное напряжение, & Число витков Диаметр йраэо- да, мм Сопротивле- ние, бм
РУ-21/220 220 61 000 0,05 28 000
РУ-21/1Ю ПО 32000 0,07 7500
РУ-21/48 48 14 000 о,п 1440
РУ-21/24 24 7000 0,15 360
РУ-21/12 12 3400 0,21 87
Механизм реле выдерживает без отказа в работе 10 000 сраба-
тываний (в блоке БРУ-4 — 5000 срабатываний), контакты — 250 сра-
батываний при полной электрической нагрузке.
Габариты и установочные размеры реле РУ-21 приведены на
рис. П1-3 и П1-4, блока БРУ-4 — на рис. П1-5.
Масса реле РУ-21 выступающего исполнения не превышает
0,4 кг, утопленного исполнения—0,5 кг, блока БРУ-4— 1,7 кг.
Регулировка реле выполняется следующим образом:
барабан с контактными мостиками должен вращаться без замет-
ного трения и должен иметь люфт вдоль оси вращения в пределах
0,2—0,5 мм. Регулировка люфта производится передним подшипни-
ком 7 с последующим фиксированием его положения контргайкой
(рис. 2-28);
при разомкнутых контактах между неподвижными контактами
и поверхностью барабана должен быть видимый зазор около 0,1 мм;
в начальном положении зуб защелки барабана должен захо-
дить за выступ на якоре на 1—1,5 мм, регулировка зацепления про-
изводится подгибкой зуба защелки упоров на скобе //;
при притянутом якоре расстояние между зубом зашелки и вы-
ступом на якоре должно быть в пределах 0,3—0,7 мм;
положение указательного диска регулируется подгибанием двух
упорных язычков, ограничнваюшнх угол поворота барабана;
напряжение и ток срабатывания регулируются подгибанием кон-
ца скобы 11, соединенного с задним концом противодействующей
пружины. Ток и напряжение подаются «толчком»;
для переделки замыкающего контакта на размыкающий необхо-
димо ослабить контргайку, вывернуть из скобы 8 передний подшип-
ник 7 и вынуть барабан с контактными мостиками 5. Вывернув не-
много ось барабана, нужно раздвинуть бортики барабана и переста-
вить контактные мостики в соседние отверстия на бортиках. Сборка
производится в обратном порядке.
Все сказанное выше относится и к реле, входящим в блок
БРУ-4.
2-17. УКАЗАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЭС-41
Указательное устройство ЭС-41 применяется в цепях
постоянного тока схем защит для указания на проис-
82
ходившее срабатывание других реле или устройств.
Схема устройства приведена на рис. 2-30, общий вид ука-
зательного элемента — на рис. 2-31. Устройство состоит
из четырех бесконтактных указательных элементов, дей-
ствующих независимо друг от друга и смонтированных
на общем цоколе. При возбуждении катушки 1 указа-
тельного элемента якорь электромагнита 8 притягивает-
ся к сердечнику 2, при этом снимается упор флажка ука-
Рис. 2-30. Схема внутрен-
них соединений сигнально-
го устройства ЭС-41.
Рис. 2-3L Общий вид сиг-
нального элемента ЭС-41.
зателя 6 и последний под действием собственной массы
опускается вниз и закрывает смотровое окно в скобе 7.
При исчезновении тока якорь указательного элемента
возвращается в исходное положение под действием воз-
вратной пружины 3, а флажок-указатель остается в ко-
нечном положении. Возврат указателей устройства в
* исходное положение производится вручную нажатием
руки на стержень 4 планки 5.
Устройство заключено в прямоугольном пластмассо-
вом корпусе, состоящем из цоколя и кожуха. Кожух
имеет два застекленных окна, сквозь которые видны
флажки-указатели указательных элементов.
Технические данные
Номинальные токи и обмоточные данные катушек элементов
устройства приведены в табл. 2-20.
Диапазон рабочих температур составляет —20-в +40° С.
Ток срабатывания элементов устройства находится в пведелах
70-100% /иод
Для срабатывания элементов необходимо прохождение через нх
катушки номинального тока в течение 0,05 с.
6* 83
Таблица 2-20
Устройство Номинальный ток, А Число витков Диаметр Прово- : да, мм 1 1 Сопротивление, Ом
ЭС-41/0,01 0,01 10 000 0,08 1435
ЭС-41/0,015 0,015 6660 0,1 580
ЭС-41/0,025 0,025 4000 0,13 220
ЭС-41/0,05 0,05 2000 0,19 51,5
ЭС-41/0,075 0,075 1330 0,23 23,0
ЭС-41/0,1 0,1 1000 0,27 12,7
ЭС-41/0,15 0,15 670 0,35 5,0
ЭС-41/0,25 0,25 400 0,41 2,12
ЭС-41/0,5 0,5 200 0,59 0,6
ЭС-41/1 1.0 100 0,9 0,2
Мощность, потребляемая катушками при номинальном токе, не
превышает 0,25 Вт.
Элементы устройства выдерживают трехкратный номинальный
ток длительно и 10-кратный номинальный ток в течение 10 с.
Указательные элементы устройства выдерживают без отказа в
в работе 10 000 срабатываний.
Габариты и установочные размеры устройства приведены на
рис. П1-6.
Масса устройства не превышает 0,5 кг.
При регулировке реле соблюдаются следующие условия:
зазор между немагнитной заклепкой якоря и сердечником дол-
жен быть в пределах 1—1,2 мм. Регулировка зазоров производится
изменением положения скобы 7 относительно магнигопровода. После
регулировки винты, крепящие скобу, должны быть надежно затя-
нуты;
ток срабатывания должен находиться в пределах 70—100%
/ном Регулировка производится изменением натяжения пружины пу-
тем подгибания заднего хвостовика скобы 7.
2-18. РЕЛЕ ВРЕМЕНИ СЕРИИ ЭВ-106
Реле времени серии ЭВ-100 применяются в схемах
релейной защиты и противоаварийной автоматики на
оперативном постоянном токе для создания регулируе-
мой с заданной точностью выдержки времени при сраба-
тывании и обеспечения определенной последовательности
работы элементов схемы. Выдержка времени создается
часовыми механизмами серии 210ЧП, специатьно раз-
84
работанными для этой цели. Устройство реле и часового
механизма схематически показано на рис. 2-32, а, схемы
внутренних соединений —• на рис. 2-33.
Рис. 2-32. Устройство часового
механизма
и ЭВ-200.
и реле времени ЭВ-100
Электромагнит реле состоит из магнитопровода 3,
катушки 4 и втягивающегося цилиндрического якоря 2.
Для получения оптимальной тяговой характеристики
нижний конец якоря имеет коническую форму и при
втягивании входит в коническое углубление на сердечни-
ке, помещенном внутри катушки. Для исключения зали-
пания якоря в притянутом положении на его нижнем
конце имеется бронзовая шайба. На верхнем конце якоря
укреплен рычаг 23 с пластмассовым толкателем, воздей-
ствующим на мгновенные контакты 22, 24 и 25 без вы-
держки времени.
85
При отсутствии возбуждения якорь под действием
возвратной пружины 1 поднимает вверх до упора завод-
ной рычаг 21 часового механизма, растягивает рабочую
пружину механизма 11, зубчатый сектор 17 поворачива-
ет шестерню 16 на выходном валу 12 и устанавливает
Рис. 2-33. Схемя внутренних соединений реле времени ЭВ-100.
подвижные контакты 15, замыкающиеся с выдержкой
времени, в начальное положение. Натяжение рабочей
пружины может регулироваться с помощью узла 10.
При возбуждении электромагнита якорь втягивается,
приводит в действие мгновенные контакты и освобож-
дает рычаг 21 часового механизма. Под действием рабо-
чей пружины выходной вал механизма вместе с под-
вижными контактами 15 начинает поворачиваться. В
момент начала движения выходного вала включается
фрикционная муфта 9, расположенная внутри шестерни
8, и приводит в действие замедляющее анкерное устрой-
ство.
Устройство фрикционной муфты показано на
рис. 2-32, б. Между обоймой муфты 9Г и укрепленной
86
на выходном валу звездочкой 9А находятся шарики 9Б.
При вращении вала против часовой стрелки (срабатыва-
ние реле) удерживаемые пружинками 9В шарики закли-
ниваются в пазах между звездочкой и обоймой, шестер-
ня 8 оказывается сцепленной с ведущим валом. При вра-
щении вала по часовой стрелке (возврат реле) закли-
нивания шариков не происходит.
Шестерни 8, 7, 5 и 20 передают усилие рабочей пру-
жины на анкерное колесо 6, сцепленное с анкером 18 и
балансиром 19. Под воздействием анкерного колеса
анкер начинает колебаться. При каждом колебании ан-
кера анкерное колесо поворачивается на один зуб; пе-
риод колебания анкера регулируется положением грузи-
ков на балансире.
Вращение выходного вала происходит до тех пор,
пока мостик подвижного контакта 15 не замкнет конеч-
ные неподвижные контакты 14 и не коснется упора,
имеющегося на пластмассовой колодке конечных кон-
тактов.
Помимо конечного контакта реле могут иметь про-
скальзывающий контакт, кратковременно замыкаю-
щийся после заданной выдержки времени. Выдержка
времени проскальзывающего контакта может быть толь-
ко меньше выдержки времени конечных контактов.
Изменение уставок времени срабатывания произво-
дится перемещением неподвижных конечных и проскаль-
зывающих контактов по шкале 13.
Реле имеет сильную возвратную пружину, рассчитан-
ную на завод часового механизма, поэтому обмотка
электромагнита потребляет значительную мощность и
может подключаться к источнику напряжения лишь на
непродолжительное время. Для облегчения режима ра-
боты управляющих контактов у реле на номинальное на-
пряжение 110 и 220 В параллельно катушкам электро-
магнитов подключен искрогасительный контур из после-
довательно соединенных резистора и конденсатора. В
тех случаях, когда требуется продолжительное пребыва-
ние обмотки реле под напряжением, после втягивания
якоря последовательно с обмоткой вводится добавочный
резистор, для чего используется размыкающий контакт
мгновенного действия. Искрогасительный контур у таких
реле не ставится.
Реле серии ЭВ-100 выпускаются 12 различных испол-
нений, отличающихся диапазоном регулирования вы-
87
держки времени, длительной или кратковременной тер-
мической стойкостью и наличием или отсутствием про-
скальзывающего контакта. Краткая характеристика
каждого исполнения приведена в табл. 2-21.
Таблица 2-21
Реле Часовой меха- низм Диапазон , уставок, с Контакты Термиче- ская стой- кость при Ы "Н0И Схема на рисунке
с выдерж- кой времени мгновен- ный
ЭВ-112 ЭВ-122 ЭВ-132 ЭВ-142 214ЧП 213ЧП 212ЧП 218ЧП 0,1—1,3 0,25—3,5 0,5—9,0 1,0—20 Конеч- ный И проскаль- зываю- щий Пере- ключаю- щий Не более 2 мин 2-33, а, б
ЭВ-113 ЭВ-123 ЭВ-133 ЭВ-143 214ЧП 213ЧП 212ЧП 218ЧП 0,1—1,3 0,25—3,5 0,5—9,0 1,0—20 Конеч- ный Замыкаю- щий Длитель- ная 2-33,д
Э1-114 ЭВ-124 ЭВ-134 ЭВ-144 214ЧП 213ЧП 212ЧП 218ЧП 0,1—1,3 0,25—3,5 0,5—9,0 1,0—20 Конеч- ный Пере- ключаю- щий Не более 2 мин 2-33, в, S
Технические данные
Реле выпускается на номинальное напряжение 24, 48, НО
и 220 В.
Диапазон рабочих температур составляет —30 -5- +40 °C.
Напряжение срабатывания реле не более 70% Ином-
Абсолютные значения разброса времени срабатывания замыка-
ющих с выдержкой времени контактов (проскальзывающего и конеч-
ного), допустимое отклонение среднего значения выдержек времени
срабатывания от уставки по шкале и время замкнутого состояния
проскальзывающих контактов при срабатывании реле приведены в
табл. 2-22. Под разбросом времени срабатывания понимается раз-
Таблица 2-22
Диапазон уставок, с Разброс, с Отклонение от уставки, с Время проскаль- зывания, с
минимальной максимальной
0,1—1,3 0,06 ±0,05 ±0,15 0,05—0,12
0,25—3,5 0,12 ±0,1 ±0,4 6,1—0,4
0,5—9 0,25 ±0,12 ±0,5 0,25—0,75
1—20 0,8 ±0,2 ±1,5 0,6—1,6
88
ность между максимальным и минимальным временем срабатывания
при десяти измерениях на одной и той же уставке и при номиналь-
ном напряжении на катушке реле. Среднее значение времени сраба-
тывания определяется как среднее арифметическое из этих же десяти
измерений.
Напряжение возврата на любой уставке не менее 5% Уном-
Мощность, потребляемая цепями обмоток в установившемся ре-
жиме, не более 30 Вт у реле, предназначенных для кратковременного
включения, и не более 15 Вт у реле, предназначенных для длитель-
ного включения.
При изменении температуры окружающего воздуха от —30 до
+40 °C выдержка времени изменяется не более чем на 20%, разброс
времени срабатывания не более чем на 50%, а напряжение сраба-
тывания не более чем на 30% значения, измеренного при 20 °C. При
снятии напряжения с катушки якорь реле четко возвращается в ис-
ходное положение.
Отключающая способность контактов в цепи постоянного тока
при напряжении до 250 В, токах до 2 А и постоянной времени на-
грузки не более 0,005 с равна 100 Вт; в цепях переменного тока при
напряжении до 250 В, токах до 5 и коэффициенте мощности не ме-
нее 0,5 равна 500 Вт (кроме проскальзывающих контактов). Замы-
кающие с выдержкой времени контакты допускают длительное про-
текание по ним тока до 5 А, переключающие мгновенные контакты —
до 3 А. Проскальзывающие контакты с указанной выше мощностью
нагрузки могут только замыкать цепь, разрыв цепи должен произво-
диться контактами других реле. В случае необходимости разрыва це-
пи проскальзывающими контактами (при условии, что разница меж-
ду уставками конечного и проскальзывающего контактов не менее
10% максимальной уставки реле) мощность нагрузки должна быть
снижена до 30 Вт и 100 В'А соответственно для указанных выше
условий нагрузки.
Механизм реле выдерживает без отказов в работе 5000 сраба-
тываний, контакты реле—1000 срабатываний при полной электриче-
ской нагрузке.
Габариты реле приведены на рис. Ш-2,
Масса реле ие превышает 1,6 кг.
Обмоточные данные катушек реле приведены в
табл. 2-23.
Таблица 2-23
Номинальное напряжение, В Число витков Диаметр, провода, мм Сопротивле- ние, Ом
24 2000 0,44 20
48 4250 0,31 80
ПО 9800 - 0,20 450
220 18 900 0,14 1750
Все катушки намотаны проводом ПЭЛ. В реле на номинальные
напряжения 24, 48, 110 и 220 В, предназначенных для длительного
включения, применены резисторы ПЭВ-20 сопротивлением соответ-
89
Рис. 2-34. Положение лыски на
выходной оси часового меха-
низма.
ственно 36, 150, 820 и 3000 Ом. В дугогасительный контур входят
J конденсатор МБГО емкостью 0,5 мкФ на напряжение 500 В и ре-
зистор МЛТ-2 сопротивление^ 1000 Ом.
Проверка и регулировка реле производятся следующим образом:
держатель подвижных контактов должен быть надежно закреп-
лен стопорным винтом на выходной оси часового механизма. При
притянутом якоре и замкнутых на максимальной уставке контактах
между якорем и заводным рычагом часового механизма должен
быть зазор, видимый на глаз;
касание подвижного мгновенного контакта должно быть при-
мерно по центру неподвижного контакта. Зазор между мгновенными
контактами должен быть не менее
1,5 мм для реле ЭВ113—ЭВ143 и
не менее 2,5 мм для остальных.
Прогиб пластинки переключающе-
го мгновенного контакта должен
быть таким, чтобы после замыка-
ния замыкающего контакта якорь
проходил еще 0,8—1,2 мм, .что со-
ответствует контактному давлению
0,12—0,18 Н;
провал неподвижных контак-
тов, замыкающихся с выдержкой
времени, должен быть на любой
уставке не менее 0,4 мм. Под-
вижный мостик не должен касать-
ся бронзовых пружин;
возвратная пружина должна
четко возвращать часовой меха-
низм в исходное положение (до
упора);
проверка напряжения и вре-
мени срабатывания производятся
при подаче напряжения «толчком»,
проверка напряжения возврата —
при плавном снижении напряжения. Разброс времени срабатывания
проверяется на максимальной уставке. Полученные результаты дол-
жны быть в пределах приведенных выше технических данных Нечет-
кое втягивание якоря реле, предназначенных для длительного вклю-
чения, свидетельствует о слишком раннем размыкании мгновенного
размыкающего контакта, в этом случае следует поднять выше тол-
катель на рычаге якоря;
для правильной установки шкалы следует возможно точнее по-
добрать по секундомеру положение контактной колодки конечных
контактов, соответствующее минимальной уставке времени срабаты-
вания, и повернуть шкалу так, чтобы стрелка колодки совпадала с
соответствующим делением шкалы. После этого колодка устанавли-
вается на максимальную уставку и проверяется выдержка времени.
В случае выхода времени срабатывания за допустимые значения сле-
дует повернуть шкалу в нужную сторону так, чтобы выдержка вре-
мени на минимальной уставке осталась в допустимых пределах. Пос-
ле этого проверяется выдержка времени проскальзывающих контак-
тов. Если это время выходит за допустимые пределы, то следует не-
много изменить положение неподвижных контактов подгибанием
контактных угольников;
90
при необходимости проверки непосредственно часового механиз-
ма отвинчивают стопорный винт и снимают держатель контактов.
После этого отвинчивают гайку на выходной оси часового механиз-
ма и поочередно, запоминая порядок расположения деталей, снима-
ют шкалу, секторы с контактными колодками, подшкальник и ди-
станционные шайбы. На часовом механизме, слева вверху, находится
изолированное текстолитовой шайбой гнездо вспомогательного кон-
такта, вторым полюсом служит корпус механизма. Замыкание вспо-
могательного контакта происходит с выдержкой времени, несколько
большей максимальной уставки реле.
Часовой механизм . . . 214ЧП 213ЧП 212ЧП 218ЧП
Выдержка времени вспо-
могательного контак-
та, с ................1,6±0,1 4,S±0,2 10,3±©,3 22±1,0
Момент на заводном рычаге механизма не должен превышать
3,3 Н-см, вращающий момент на выходной оси — не менее 0,55 Н-см.
После проверки механизма установка шкалы и контактов произво-
дится в обратном порядке.
Реле должно проверяться не менее 1 раза в год. * Если обнару-
жится большое отклонение времени срабатывания или разброс, пре-
вышающий допустимую величину, то механизм должен быть разоб-
ран, вычищен и смазан. Для этого снимают кожух и переднюю пла-
стину механизма, отвернув крепящие их винты. Все детали механиз-
ма снимаются и промываются в чистом бензине марки «Галоша»
(ГОСТ 433-56). Отверстия в пластинах прочищаются деревянной па-
лочкой, смоченной в бензине. После очистки цапфы осей зубцы ко-
лес, соприкасающиеся плоскости анкерного устройства и шейка
штифта рабочей пружины смазываются тонким слоем часового мас-
ла МН-45 (ГОСТ 8781-58). Сборка механизма производится в следу-
ющей последовательности: устанавливается центральный узел (по-
ложение лыски выходной оси должно соответствовать рис. 2-34).
При заведенном механизме (заводной сектор прижат к упору, завод-
ная пружина растянута) устанавливаются колеса и анкер. Перед-
няя платина надевается на колодки и закрепляется тремя винтами,
виит с высокой головкой ввертывается в колонку, расположенную
у лапки задней платины. Надевается кожух и закрепляется тремя
винтами. Проверяется время срабатывания часового механизма не
менее 10 раз. Если время срабатывания выходит за допустимые пре-
делы, то оно регулируется изменением натяжения рабочей пружины.
Передний подшипник оси анкера, расположенный справа от выход-
•ной оси и выполненный в виде эксцентрика, служит для регулировьи
глубины зацепления анкера; поворачивать этот подшипник не реко-
мендуется.
2-19. РЕЛЕ ВРЕМЕНИ ЭВ-217—ЭВ-247 И ЭВ-218—ЭВ-248
Реле времени ЭВ-217 — ЭВ-247 и ЭВ-218 —ЭВ-248
применяются в схемах релейной защиты и противоава-
рийной автоматики на оперативном переменном токе
* Рекомендация завода — изготовителя механизмов.
91
для создания выдержки времени при срабатывании и
обеспечения заданной очередности работы элементов
схемы.
Реле времени ЭВ-217—ЭВ-247 и ЭВ-218—ЭВ-248 от-
личаются от реле серии ЭВ100 только конструкцией
электромагнита и передаточных звеньев. Их устройство
Рис. 2-35 Электромагнит реле вре-
мени ЭВ-217—ЭВ-247 и ЭВ-218—
ЭВ-248.
динена возвратная пружина
возвратная пружина соедини
лапки регулируется натяжение возвратной пружины.
Возвратная пружина поднимает вверх фигурную скобу
вместе с якорем и качающимся рычагом 6. Качающий-
схематически показано на
рис. 2-35, часовой меха-
низм и часть деталей на
рисунке не показаны.
Электромагнит реле
состоит из якоря 4 и маг-
нитопровода 1 с катушкой
2. На крайних полюсах
магнитопровода размеще-
ны короткозамкнутые ви-
тки 3. Фигурная скоба 13
взаимно перпендикуляр-
ными шарнирными осями
5 л 14 связана с якорем
и качающимся рычагом 6.
Шарнирные связи позво-
ляют якорю поворачи-
ваться во всех направле-
ниях и обеспечивают
плотное прилегание якоря
к полюсам магнитопрово-
да. К фигурной скобе при-
клепан толкатель И, воз-
действующий на переклю-
чающие контакты мгно-
венного действия 8, 9 и 10.
С шарнирной осью 5 сое-
72; другим своим концом
на с лапкой 7. Подгибкой
ся рычаг соприкасается с пальцем заводного рычага ча-
сового механизма и при обесточенной обмотке реле дер-
жит часовой механизм во взведенном состоянии.
Реле имеют восемь исполнений, отличающихся диа-
пазонами регулировки выдержки времени и наличием
пли отсутствием проскальзывающего контакта. Все
92
исполнения имеют мгновенный переключающий кон-
такт. Краткая характеристика каждого Исполнения
приведена в табл. 2-24.
Таблица 2-24
Реле Часовой механизм / Диапазон уставок, с Контакты с выдерж- кой времени Схема на рисунке
ЭВ-217 ЭВ-227 ЭВ-237 ЭВ-247 214ЧП 213ЧП 212ЧП 218ЧП 0,1—1,3 0,25—3,5 0,5—9,0 1,0—20 Один конечный 2-33,а
ЭВ-218 ЭВ-228 ЭВ-238 ЭВ-248 214ЧП 213ЧП 212ЧП 218ЧП 0,1-1,3 0,25—3,5 0,5—9,0 1,0—20 Конечный и про- скальзываю- щий 2-33,а
Технические данные
Реле выпускается на номинальное напряжение 100, 127, 220
н 380 В, с частотой 50 Гц.
Напряжение срабатывания реле не более 85% Уяом.
* При частоте сети 53 Гц и температуре окружающего воздуха
плюс 40 °C (наихудшее сочетание температуры и частоты) напряже-
ние срабатывания не превышает 95% С/Ном-
Мощность, потребляемая обмоткой реле при втянутом якоре, не
превышает 20 В-А, при отпущенном якоре — около 60 В-А.
Обмотки реле длительно выдерживают напряжение 110% (Лом.
Катушки намотаны проводом ПЭТВ.
Обмоточные данные катушек приведены в табл. 2-25.
Таблица 2-25
Номинальное напряжение, В Число витков Диаметр провода, мм
100 1470 0,27
127 1870 0,23
220 3250 0,17
380 5600 0,13
Во всем остальном реле аналогичны реле серии ЭВ 100.
2-20. РЕЛЕ ВРЕМЕНИ ЭВ-215—ЭВ-245
Реле времени ЭВ-215—ЭВ-245 применяются в цепях
переменного тока схем защиты и противоаварийной ав-
томатики для создания выдержки времени при возврате
93
вследствие значительного снижения или исчезновения
напряжения в контролируемой цейи.
Электромагнит реле и кинематика привода аналогич-
ны реле времени ЭВ-217—ЭВ-247. В связи с тем, что
для создания выдержки времени при возврате реле ча-
совой механизм должен заводиться при втягивании яко-
Рис. 2-37. Схема внутрен--
них соединений реле време-
ни ЭВ-215—ЭВ-245.
Рис. 2-36. Кинематика реле
времени ЭВ-215—ЭВ-245.
ря, привод механизма дополнен вспомогательным рыча-
гом 2 (рис. 2-36) и заводной пружиной 4 с узлом регули-
ровки Натяжения 5. В реле применены часовые механиз-
мы серии 200ЧПА; заводной рычаг этих механизмов по
сравнению с механизмами 200ЧП повернут на оси на
180°. В остальном механизмы идентичны.
Основной качающийся рычаг воздействует на вспо-
могательный рычаг через вращающийся ролик 1, сни-
жающий трение и обеспечивающий четкую работу
приводу. При втягивании якоря основной качающийся
рычаг Спускается вниз, возвратная пружина растягива-
ется. Освобожденный вспомогательный рычаг под дей-
ствием заводной пружины также опускается вниз и
своим <йевым концом в точке Б давит на палец завод-
ного рычага часового механизма и заводит его. При воз-
врате электромагнита возвратная пружина, преодолевая
94
усилие заводной пружины, поднимает вспомогательный
рычаг вверх и освобождает часовой механизм, срабаты-
вающий с выдержкой времени. Перемещение вспомога-
тельного рычага вверх ограничивается язычком-ограни-
чителем 3 на передней рамке реле; в процессе регули-
ровки язычок может подгибаться.
Реле имеют замыкающие с выдержкой времени про-
скальзывающий и конечный контакты, один переключа-
ющий мгновенный контакт и выпускаются четырех ис-
полнений, отличающихся диапазоном регулирования
выдержки времени (рис. 2-37).
Таблица 2-26
Реле Часовой механизм Диапазон уставок, с
ЭВ-215 214ЧПА 0,1—1,3
ЭВ-225 213ЧПА 0,25—3,5
ЭВ-235 212ЧПА 0,5—9,0
ЭВ-245 218ЧПА 1,0—20
Технические данные
Реле выпускается на номинальное напряжение 100, 127, 220 И
380 В с частотой 50 Гц.
Напряжение срабатывания электромагнита не более 75% Рном-
Напряжение возврата электромагнита (при резком снижении
напряжения) в пределах от 5 до 55% С/ноМ-
Время возврата подвижных частей в исходное положение не бо-
лее 0,15 с.
При частоте сети 53 Гц и температуре окружающего воздуха
+40 °C (наихудшее сочетание частоты и температуры) напряжение
срабатывания электромагнита не более 90% ивая.
Мощность, потребляемая обмоткой реле при номинальном на-
пряжении и отпущенном якоре, не превышает 20 В-А.
Обмотка реле длительно выдерживает 110% Ином.
Масса реле не превышает 1,5 кг.
Габариты и установочные размеры реле приведены на рис. ГП-2.
Остальные технические данные аналогичны реле времени серии
ЭВ-100. Обмоточные данные аналогичны реле ЭВ-217 — ЭВ-247.
Проверка реле производится в следующей последовательности:
часовой механизм должен быть установлен так, чтобы при втя-
нутом якоре и полностью заведенном механизме между роликом и
основным качающимся рычагом был зазор 0,5—1 мм;
при отпущенном якоре между пальцем заводного рычага часо-
вого механизма и вспомогательным рычагом должен быть зазор не
менее 0,5 мм; регулировка этого зазора производится подгибанием
язычка ограничителя;
усилие возвратной пружины должно быть достаточным для воз-
врата всей системы в начальное положение после снятия напряжения
95
с обмотки реле. Регулировка усилия производится подгибанием лап-
ки на задней рамке реле;
зазор у мгновенных переключающих контактов должен быть не
менее 2,5 мм, прогиб пружины подвижного контакта после втягива-
ния якоря — в пределах 0,8—1,2 мм.
Регулировка контактов с выдержкой времени и установка шка-
лы производится так же, как и у реле серии ЭВ-100.
2-21. КОМПЛЕКТ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ ЭВ-215К—ЭВ-245К
Комплекты реле времени ЭВ-215К—ЭВ-245К пред-
назначены для применения в схемах релейной защиты и
противоаварийной автоматики на оперативном перемен-
ном токе для создания выдержки времени при возврате
Рис. 2-38. Схема внутренних соединений реле вре-
мени ЭВ-215К —ЭВ-245К.
реле вследствие исчезновения или резкого снижения на-
пряжения в контролируемой цепи. В отличие от реле
ЭВ-215—ЭВ-245 обмотки реле комплектов ЭВ-215К—
ЭВ-245К питаются выпрямленным напряжением от трех-
фазного двухполупериодного выпрямителя. Для обеспе-
чения термической стойкости при длительном включении
после втягивания якоря реле последовательно с обмот-
кой размыкающим мгновенным контактом автоматиче-
ски вводится добавочный резистор. Выпрямитель и доба-
вочные резисторы объединены в выпрямительное уст-
ройство ВУ200. Схема соединений комплекта приведена
на рис. 2-38. Реле выпускается четырех исполнений, от-
личающихся друг от друга диапазонами регулировки
выдержек времени, аналогичными реле В-215—ЭВ-245.
96
Технические данные
Реле выпускается на номинальное напряжение 100 и 220 В,
50 Гц.
Напряжение срабатывания электромагнита не более 75% Увом-
Напряжение четкого втягивания якоря при температуре окружа-
ющего воздуха +40° С не превышает 90% USOk-
Напряжение возврата электромагнита (при резком снижении на-
пряжения) не более 35% Un0li при трехфазном напряжении и не бо-
лее 55% Uaoa при обрыве одной из фаз. В последнем случае увели-
чение переменной составляющей в выпрямленном напряжении об-
легчает условия возврата.
Время возврата подвижных частей в начальное положение “не
более 0,15 с.
Реле длительно выдерживает напряжение 110% С/Ном-
Мощность, потребляемая цепью обмотки при номинальном на-
пряжении, не более 60 В-А на фазу в момент включения и не более
10 В-А на фазу при притянутом якоре.
Масса реле нс превышает 1,5 кг, выпрямительного устройст-
ва — 0,6 кг.
Габариты и установочные размеры реле приведены на рис. Ш-2,
а выпрямительного устройства — на рис. Ш-1.
Остальные технические данные аналогичны реле серии ЭВ-100.
Обмоточные данные и значения сопротивлений добавочных резисто-
ров приведены в табл. 2-27.
Обмотки катушек намотаны проводом ПЭВ-2. Выпрямительный
мост собран из диодов Д7Ж; использованы два добавочных резисто-
ра ПЭВ-15.
Проверка и регулировка производятся аналогично реле серии
ЭВ-100 и ЭВ-215—ЭВ-245.
Таблица 2-27
Номинальное напряжение. В Число витков Диаметр провода, мм Сопротивление обмотки, Ом Сопротивле- ние добавочного резистора, Ом
100 3100 0,18 210 2х Ю00
220 6700 0,12 1000 2 X 4700
2-22. МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ ТОКА РТ-40
Максимальные реле тока РТ-40 применяются в уст-
ройствах релейной защиты и противоаварийной автома-
тики в качестве органа, реагирующего на повышение то-
ка в контролируемой цепи. Общий вид электромагнита
реле представлен на рис. 2-39. Магнитная система реле
состоит из П-образного шихтованного сердечника I и
•Г-образного якоря 2. В сердечнике электромагнита под
катушками имеются вырезы, предназначенные для сни-
жения вибрации подвижной системы при больших и не-
7-505
97
синусоидальных токах. При пиках несинусоидального
тока участки сердечника с уменьшенным сечением насы-
щаются и ограничивают величину магнитного потока.
Рис 2-30 Общий вид электромагнита реле РТ-40
Положение якоря в начальном и конечном положениях
фиксируется упорными винтами.?, закрепленными контр-
гайками или пружинными пластинками для предохра-
нения от самоотвинчивания Якорь реле удерживается в
начальном положении с помощью противодействующей
98
спиральной пружины 4, один конец которой связан с
якорем, а другой — с указателем уставки 5. При поворо-
те указателя уставки изменяется противодействующий
момент пружины и соответственно ток срабатывания ре-
ле Необходимое положение указателя определяется по
делениям, нанесенным на шкале реле 6. Жесткость про-
тиводействующей пружины 1,0 Н-мм/90°, при повороте
указателя от минимальной уставки до максимальной
(угол поворота около 90°) момент противодействующей
пружины увеличивается в 4 раза (пропорционально
квадрату тока) К якорю приклепаны опорная скоба и
пластмассовая колодка с двумя подвижными мостиковы-
ми контактами из серебра К верхней части скобы при-
клепан полый барабанчик 7 с радиальными перегородка-
ми внутри, полость барабанчика заполнена хорошо про-
сушенным кварцевым песком. При любом ускорении
подвижной системы песчинки приходят в движение и
часть сообщенной якорю энергии тратится на преодоле-
ние сил трения между песчинками. Последнее приводит
к значительному снижению вибраций подвижной систе-
мы от переменной составляющей тяговой силы электро-
магнита и уменьшает вибрацию контактов при их соуда-
рении Между барабанчиком и опорной скобой помеще-
на шайба с узким центральным отверстием (соответст-
вующее отверстие имеется и в скобе) и бронзовая пла-
стинка 8, служащая опорной плоскостью для подвески
подвижной системы реле Подвижная система в верхней
части опирается бронзовой пластинкой на штифт из
нержавеющей стали со сферическим концом, укреплен-
ный во вкладыше 9 на рамке-основании 10 и проходя-
щий через отверстия в опорной скобе и шайбе. В нижней
части перемещение оси подвижной системы в горизон-
тальной плоскости ограничивается таким же штифтом,
проходящим через отверстие в нижней отогнутой части
опорной скобы Сама скоба ограничивает смещение под-
вижной системы вверх
На сердечнике расположены две катушки, концы ко-
торых выведены на зажимы цоколя реле Перестановкой
перемычек на этих зажимах можно осуществлять парал-
лельное и последовательное соединение катушек реле и
соответственно изменять величину уставок в 2 раза.
Цифры, нанесенные на шкале, соответствуют последова-
тельному соединению обмоток. Схема внутренних соеди-
нений реле приведена на рис. 2-40.
7*
99
ренними упорами 3.
Рис. 2-40. Схема внут-
ренних соединений реле
РТ-40.
Реле имеет один замыкающий и один размыкающий
контакт. Для более четкой работы контактов подвиж-
ные контакты выполнены свободно поворачивающими-
ся. Неподвижные контакты 1 (см. рис. 2-43) приварены
к плоским бронзовым пружинам 2, перемещение которых
ограничивается гибкими наружными и жесткими внут-
Внутренние упоры выполнены из
относительно толстой латуни и
соединены замком с контактной
пружиной. При регулировке кон-
тактные пружины подгибаются
вместе с латунным внутренним
упором, что уменьшает последу-
ющую разрегулировку контактов
из-за уменьшения остаточной де-
формации.
Все узлы реле смонтированы
на рамке-основании 2 из алюми-
ниевого сплава (рис. 2-39), ук-
репленной на пластмассовом цо-
коле реле, и закрыты прозрачным
полистирольным кожухом. Креп-
ление кожуха к цоколю производится пружинными зам-
ками. Отверстия в сердечнике реле для винтов, крепя-
щих его к рамке, имеют увеличенный диаметр, что по-
зволяет регулировать зазор между полюсами сердечни-
ка и якорем.
Реле выпускаются девяти исполнений с различными
диапазонами уставок.
Технические данные
Диапазоны уставок, токи длительной и односекунднон термиче-
ской стойкости и величина потребляемой мощности при токе мини-
мальной уставки для каждого исполнения реле приведены в
табл. 2-28.
Диапазон рабочих температур от —20 до 4-40 °C.
Погрешность тока срабатывания реле по отношению к уставке
не превышает ±5%, разброс тока срабатывания не более 4% на лю-
бой уставке.
Прн измененнн частоты от 45 до 60 Гц изменение тока срабаты-
вания не превышает 5% значения тока срабатывания при частоте
50 Гц.
Коэффициент возврата реле не ниже 0,85 на первой уставке и не
ниже 0,8 на остальных, за исключением реле РТ-40/50 и РТ-40/100.
у которйх коэффициент возврата не ниже 0,7 на всех уставках
Время срабатывания реле не более 0,1 с при токе, равном
1,2 /срав, н не более 0,03 с при токе 3 /орав.
100
Время возврата реле при скачкообразном уменьшении тока в
“обмотках реле 1,2— 20-кратного значения тока срабатывания до
0,7 /ораб (У реле РТ-40/50 и РТ-40/100 —до 0,6 /с раб) не более
0,035 с.
Таблица 2-28
Реле Диапазон уста- вок, А Соединение катушек Потребляемая мощ- ность при токе ми- нимальной уставки, В’А
последовательное параллельное
Ток сра- батыва- ния, А Термическая стонкость, А Ток сраба- тыва- ния, А Термиче- ская стой- кость, А
Дли- тель- но в те* чение 1 с дли- тель- но в те- чение 1 с
РТ-40/0,2 0,05—0,2 0,05—0,1 0,55 15 0,1— 0,2 1,1 30 0,2
РТ-40/0,6 0,15-0,6 0,15-0,3 1,75 50 0,3— 0,6 3,5 100 0,2
РТ 40/2 РТ 10/> 0,5—2 0,5—1 4,15 100 1-2 8,3 200 0,2
1,5—b 1,5—3 11 300 3—6 22 600 0,5
РТ-40/10 2,5-10 2,5-5 17 400 5—10 34 800 0,5
РТ-40/20 5—20 5—10 19 400 10—20 38 800 0,5
РТ 10/50 12,5—50 12,5—25 27 500 25—50 54 1000 0,8
Р1-40/100 25—100 25—50 27 500 50- 51 1000 1,8
РТ 40/200 50—200 50—100 27 500 100— 200 54 1000 8
Контакты реле средней мощности.
Габариты и установочные размеры реле приведены на рис. П1-7.
Масса реле не превышает 0,75 кг
Обмоточные данные катушек реТге приведены в табл. 2-29.
Таблица 2-29
Реле Число витков В ОДНОЙ катушке Провод । Реде Число витков в одной катушке Провод
РТ-40/0,2 780 ПЭВ-2/0,44 1 РТ-40/20 8 ПБД-2,26
РТ-40/0,6 220 ПЭВ-2/0,8 | РТ-40/50 3 ПБД-2,63
РТ-40/2 75 ПБД-1,16 1 РТ-40/100 2 ПБД-2,63
РТ-40/6 25 ПБД-2,02 РТ-40/200 1 ПБД-2,63
РТ-40/10 15 ПБД-2,26
Реле предназначено для крепления к вертикальной
плоскости. Отклонение от вертикального положения
вследствие неуравновешенности подвижной системы ре-
ле приводит к дополнительной погрешности реле. Под-
веска подвижной системы не рассчитана на длительное
101
пребывание при токе, превышающем ток срабатывания
и вызывающем вибрацию якоря, поэтому использование
реле в качестве реле минимального тока не рекоменду-
ется. Зависимость полного сопротивления обмотки реле
от тока, определенная при втянутом якоре по действую-
щим токам и напряжениям на реле РТ-40/0,6 для перво-
го диапазона уставок, приведена на рис. 2-41.
Рис. 2-41. Зависимость полного
сопротивления реле РТ-40 от
величины тока в обмотке.
Рнс. 2-42. Тяговые характеристики
реле РТ-40/0,2 при зазорах 0,6 (/)
и 0,7 мм (2).
Проверка регулировки реле и корректировка параметров реле
производятся в следующей последовательности.
1. Люфт по осн подвижной системы должен быть 0,2—0,3 мм.
При якоре, повернутом таким образом, чтобы край его полки дохо-
дил до правой крайней пластины магнитопровода электромагнита,
зазор между полкой якоря и полюсами сердечника должен быть в
пределах 0,8—1 мм для реле РТ-40/100 и РТ-40/200, 0,7—0,9 мм для
РТ-40/50 н 0,6—0,7 мм для остальных исполнении реле. Для измене-
ния люфта необходимо ослабить винт крепления верхней цапфы, сме-
стить последнюю до получения необходимого люфта и снова затя-
нуть винт. Для изменения зазора необходимо ослабить три винта,
крепящие магнитопровод, переместить магнитопровод в нужное по-
ложение и затянуть вннты. От правильной установки зазора зависят
все параметры реле. На рис. 2-42 приведены тяговые характеристи-
ки электромагнита реле для зазоров 0,6 и 0,7 мм, иллюстрирующие
сказанное выше.
2. Мостики подвижных контактов должны свободно поворачи-
ваться на своих осях, неподвижные контакты должны лежать в од-
ной плоскости, а нх осн — параллельны между собой. При замыка-
ния контактов точка нх первого касания должна находиться не
менее чем в 1 мм от края неподвижных контактов; суммарный меж-
контактный зазор должен быть не менее 1,5 мм. Прогиб размыкаю-
щих контактов на первой уставке шкалы должен быть не менее
102
0,3 мм, совместный ход контактной пружины и гибкого упора замы-
кающих контактов при полном втягивании якоря (до упора)—
0—0,3 мм, скольжение мостика по серебру неподвижных контактов
0,6—1,5 мм. Такая регулировка контактов обеспечивает их четкую
работу при больших несинусоидальных токах. При регулировке кон-
тактную колодку крепят в крайнем левом положении, угол встречи
кон 1 актов должен быть около 30°. Угол поворота якоря должен обес-
печивать невозможность одновременного замыкания мостиками за-
мыкающего и размыкающего контактов; полка якоря при этом мо-
жет заходить на полюсы электромагнита не более чем на 2/з их ши-
рины. Ограничение поворота якоря производится упорными винтами.
Совместный ход и провал
контактов могут регулиро-
ваться подгибанием контак-
тов в местах, указанных на
рис. 2-43.
3 Проверка тока сра-
батывания, тока возврата и
коэффициента возврата про-
изводится при плавном из-
менении тока в обмотках ре-
ле. При необходимости ре-
гулировки реле сначала ус-
танавливается угол предва-
рительного закручивания
противодействующей пру-
жины 27—30°. Для этого
стрелка указателя уставки
отводится влево от первой
(минимальной) уставки на
14—15 мм. а разрезная
втулка противодействующей пружины поворачивается плоским гаеч-
ным ключом так, чтобы подвижные контакты заняли нейтральное по-
ложение между неподвижными контактами. Затем указатель ставит-
ся па первую уставку и определяется ток срабатывания реле. Если
ток срабатывания больше уставки, то втулка пружины поворачива-
ется немного по часовой стрелке, если меньше — то против. После
этого указатель переводится на последнюю (максимальную) устав-
ку г также проверяется ток срабатывания. Если ток срабатывания
больше уставки, то в! о уменьшают завинчиванием левого упорного
винта или отгибанием неподвижных замыкающих контактов влево,
если меньше—левый упорный винт немного вывинчивают, а кон-
такты подгибают вправо. Такая последовательность регулировки
обусловлена тем. что на первой уставке прогиб контактов практиче-
ски не влияет на ток срабатывания реле, при плавном увеличении
тока реле срабатывает тогда, когда провал контактов почти полно-
стью исчезает На последней уставке срабатывание происходит при
исчезновении прогиба гибкого упора, так как тяговые характеристи-
ки идут круче, чем суммарная характеристика контактной и проти-
водействующей пружин (см. рис. 2-4). Контактные пружины при
этом имеют еще значительный прогиб. При прогнутых контактах
ст.ерь отодвинут от полюссв несколько дальше, чем на первой устав-
к . что увеличивает ток срабатывания Изменение положения якоря
г ио сказывай!ся на токе срабатывания в начале шкалы и оказывает
Значительное влияние на него в конце шкалы. Шкала реле програ-
103
дуирована с учетом этого влияния, поэтому при прогибе замыкаю-
щих контактов, большем рекомендуемого, может возникнуть значи-
тельное отклонение тока срабатывания от уставок в середине шкалы.
Коэффициент возврата, как правило, на первой уставке шкалы выше,
поэтому важно обеспечить его величину на последней уставке. Ре-
гулировка коэффициента возврата производится правым упорным
винтом якоря и в крайнем случае изменением зазора между полкой
якоря и полюсами электромагнита. Для увеличения коэффициента
возврата следует правый упорный винт завинчивать, а зазор увели-
чивать. При слишком большом зазоре втягивание якоря на первой
уставке будет нечетким (замедленным).
Замыкающие контакты проверяются подачей в обмотки реле то-
ка от 1,1 до 30/сраб, размыкающие — скачкообразным снижением то-
ка от 1,2 до 0,6/с раб- Отбросы контактов устраняются подбором по-
ложения упоров якоря и длины совместного хода пружин неподвиж-
ных контактов и гибких упоров.
2-23. МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ ТОКА РТ-40/1Д
Максимальные реле тока РТ-40/1Д применяются в
устройствах защиты и противоаварийной автоматики в
качестве органа, реагирующего на повышение тока сверх
Рис. 2-44 Схема внутренних
соединений реле РТ-40/1Д.
заданной величины, в тех
случаях, когда в контро-
лируемой цепи может
длительно проходить ток,
значительно превышаю-
щий ток срабатывания
реле. Описанные выше
реле тока РТ-40 не подхо-
дят для этой цели из-за
ограниченной термичес-
кой стойкости и неприспо-
собленности подвески
подвижной системы к
длительному пребыванию
в конечном состоянии, со-
провождающемся вибрацией подвижной системы. Для
снижения вибрации подвижной системы обмотка испол-
нительного органа Р (реле РТ-40 без барабанчика) пи-
тается выпрямленным током через выпрямительный мост
ВМ (рис. 2-44). Ток ограничивается насыщающимся
трансформатором тока ТТН. Выпрямительный мост за-
щищен от пиков напряжения, возникающих при насыще-
нии трансформатора ТТН, фильтром из резистора R и
конденсатора С. Первичная обмотка ТТН секционирова-
на, что позволяет получить три диапазона уставок. Вы-
104
бор диапазона осуществляется подключением внешних
проводов к соответствующим зажимам реле. Реле имеет
один замыкающий и один размыкающий контакт, смон-
тировано на металлическом цоколе и закрыто стальным
или полистирольным кожухом с прозрачной передней
стенкой.
Технические данные
Номинальный ток реле 6 А, номинальная частота 50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —20-s-+40°C.
Диапазоны уставок реле приведены ниже.
Диапазон уставок Выводы Ток срабатывания, А
1 2—8 0,15—0,3
2 2-6 0,30—0,6
3 2-4 0,50—1,0
Погрешность тока срабатывания по отношению к уставке не пре-
вышает ±5%, а разброс—10% на любой уставке.
Коэффициент возврата на любой уставке ие ниже 0,7.
Полное входное сопротивление реле при различных токах для
каждого из диапазонов уставок приведено в табл. 2-30.
Таблица 2-30
Диапазон уставок Полное сопротивление, Ом, при токе
первой уставки 5 А 30 А
1 10 1,7 0,45
2 2,5 0,65 0,25
3 1,0 0,40 0,10
Реле выдерживает ток 1,11вам длительно н 30/НОм в течение 1 с.
Время срабатывания реле при токе 1,2/Сраб ие превышает 0,15 с,
а при токе 3 /Ораб— 0,05 с. Замыкающий контакт замыкается без
вибраций при токах свыше 1,5 /сраб, размыкающий — при снижении
тока ниже 0,5 /Ораб Контакты реле средней мощности.
Габариты и установочные размеры реле приведены иа рис. П1-8.
Масса реле не более 3,5 кг.
Обмотка исполнительного органа состоит из двух последователь-
но соединенных катушек по 2000 витков провода ПЭВ-2/0,25 с со-
противлением 48 Ом каждая. Первичная обмотка трансформатора
намотана проводом ПБД-1,95; на 1, 2 и 3-м диапазонах уставок
включаются соответственно 100, 50 или 30 витков обмотки. Вторич-
ная обмотка имеет 470 витков провода ПБД-0,31. В фильтре, сгла-
живающем перенапряжения, применены конденсатор МБГЧ емко-
стью 4 мкФ на напряжение 250 В и резистор МЛТ-2 сопротивлением
100 Ом. Выпрямительный мост собран из четырех диодов Д226Б.
105
При прохождении больших токов (около 71ном) маг-
нитопровод насыщающегося трансформатора может на
некоторое время намагничиваться, при этом возникает
дополнительная погрешность, не превышающая 15% то-
ка срабатывания в размагниченном состоянии.
Заводская регулировка производится на 1-м диапазоне уставок.
На шкале реле уставки нанесены в виде точек цветной эмали. Про-
верка регулировки и в случае необходимости ее корректировка про-
изводятся так же, как у реле РТ-40. В последнем случае необходимо
учитывать ряд отличий в регулировочных параметрах-
зазор между полкой якоря и полюсами электромагнита должен
быть 0,5—0,6 мм;
в нормальных условиях работы контакты реле замкнуты н из-за
имеющейся незначительной вибрации подвижной системы происхо-
дит приработка поверхностей контактов в зоне касания. В результа-
те приработки контактов коэффициент трения между ними возраста-
ет из-за увеличения площади касания и разрушения пленок потуск-
нения на поверхности контактов (коэффициент трения абсолютно
чистых контактов равен приблизительно 1, а при наличии пленок
потускнения уменьшается до 0,3—0,5). Увеличение коэффициента
трения может привести к застреванию замыкающих контактов в
замкнутом положении. Для исключения возможности застревания
угол встречи контактов должен быть максимально возможным
(конструкция реле позволяет получить угол встречи около 35°). Про-
вал замыкающих контактов 0,3—0,4 мм должен складываться из про-
гиба контактных пружин 0,2—0,3 мм и совместного прогиба контакт-
ных пружин и гибких упоров не более 0,1 мм;
ширина шкалы между первой и последней уставками должна
быть 38—40 мм (по хорде).
2-24. РЕЛЕ ТОКА РТ-40/Р
Реле тока РТ-40/Р предназначено для использования
в схемах устройств автоматического резервирования от-
каза выключателя (УРОВ) в качестве органа, реагиру-
ющего на наличие тока в контролируемом присоедине-
нии при любом виде короткого замыкания. Схема внут-
ренних соединений этого реле тока приведена на рис.
2-45. Как и у реле РТ-40/1Д, обмотка исполнительного ор-
гана питается от насыщающегося трансформатора ТТН
через выпрямительный мост ВМ, защищенный от
пиков напряжения фильтром R и С. Насыщающийся
трансформатор имеет три раздельные первичные обмот-
ки, одна из которых (5—7) имеет в 2 раза больше вит-
ков, чем каждая из остальных. Одна из обмоток с мень-
шим числом витков включается встречно по отношению
к остальным двум. Такое включение обмоток обеспечи-
вает срабатывание реле при любом виде короткого за-
мыкания. Векторная диаграмма токов, м.д. с. и напря-
106
жсний на входе реле при симметричном трехфазном то-
ке в режиме срабатывания приведена на рис 2-46. Токи
/а, /6 и /с создают в обмотках м. д. с. Fa, Рь и Fc. Магни-
тодвижущая сила Fc имеет обратный знак по отношению
к теку в соответствии с полярностью включения обмот-
ки Наведенный в сердечнике магнитный поток Ф про-
порционален геометрической сумме м.д. с. 0 первичных
Рис 2 45 Схема внутренних
соединении реле РТ-40/Р
Рнс. 2-46 Векторная диаграм-
ма реле PT-40/P.
Полное сопротивление и его угол у каждой из обмо-
ток зависят от токов, проходящих в соседних обмотках,
Значения полных сопротивлений для трехфазного сим-
метричного режима приведены ниже. Конструкция реле
аналогична реле РТ-40/1Д. Реле выпускаются двух ис-
полнений, отличающихся номинальным током.
Технические данные
Номинальные токи и диапазоны усТавок тока срабатывания
приведены в табл 2-31.
Таблица 2-31
Реле Номинальный фок, А Диапазон уставок тока срабаты- вания, мА, при питании обмотки
с меньшим числом витков с большим числом витков
РТ-40/Р1 1 130—260 65—130
РТ-40/Р5 5 650—1300 i 325—650
1Q7
Диапазон рабочих температур составляет —204-4-40° С.
Погрешность тока срабатывания по отношению к току устав-
ки не превышает ±5%, разброс—10% на любой уставке.
• При изменении температуры от —20 до +40° С ток срабатыва-
ния изменяется не более чем на +10%, —15% значения, измерен-
ной при температуре 20° С.
Коэффициент возврата не менее 0,7 на любой уставке.
Время срабатывания при токе 1,2 /Сраб не более 0,15 с.
Замыкающий контакт замыкается без вибраций при токах
1,1 /ораб и выше, размыкающий — при снижении тока до 0.6 /ораб
и ниже.
Мощность, потребляемая реле при обтекании обмотки ТТН с
большим числом витков номинальным током, не превышает 25 В-А.
Мощность, потребляемая реле при питании ТТН симметричным
трехфазным током, соответствующим срабатыванию реле, для лю-
бой из обмоток с меньшим числом витков не превышает 0,15 В-А
на первой уставке и 0,5 В-А— на последней, а для обмотки с
большим числом витков —0,3 и 1 В-A соответственно.
Реле длительно выдерживает трехфазный ток 1,1 /ИОм
Контакты реле средней мощности.
Габаритные и установочные размеры реле приведены на
рис. П1-8.
Масса реле не более 3,8 кг .
Зависимость полного сопротивления реле от проходящего по
обмоткам тока для различных режимов приведена в табл. 2-32 для
реле РТ-40/Р1 и табл. 2-33 для реле РТ-40/Р5.
Таблица 2-32
Ток, А Полное сопротивление. Ом
I п Ш IV
А в с
0,15 34 11 65 40 20 21
0,4 23 9 40 25 13 13
1 14 6 22 14 7 7
2 9 4 14 9 5 5
1 5 4 2,5 2 8 6 6 5 2,5 2 2,8 2,2
Примечание. I — питание обмотки с большим числом витков (5—7);
II—питание обмотки с меиьшнм числом витков (7—4 или 6—8); III — пита-
ние обмоток 5—7 и 2—4, включенных последовательно и согласно; IV — пи-
тание реле симметричным током.
. После прохождения больших токов (до 30 /яом) по
любой из обмоток ТТН ток срабатывания может на не-
которое время увеличиться на 15% по сравнению с то-
ком срабатывания в размагниченном состоянии.
Замыкающие контакты реле выводятся на основные
выводы цоколя, размыкающие — на дополнительные вы-
108
Таблица 2-33
Ток. А Полное сопротивление, Ом
I П III IV
А в с
1 1,5 0,5 2,5 1,6 0,9 0,92
3 0,7 0,3 1,1 0,8 0,35 0,36
5 ' 0,5 0,22 0,7 0,5 0,25 0,26
7 0,35 0,17 0,55 0,4 0,17 0,18
15 0,22 0,1 0,32 0,25 0,08 0,1
25 0,15 0,08 0,25 0,15 0,06 0,08
Примечание. См. примечание к табд. 2-32.
воды и поэтому могут быть использованы только при
заднем присоединении проводов.
Первичные обмотки ТТН у реле РТ-40/Р1, подклю-
ченные к зажимам 2—4 и 5—8, имеют по 115 витков, а
подключенные к зажимам 5 и 7 — 230 витков провода
ПЭВ-2/0,93. Первичные обмотки у реле РС-40/Р5 имею!
соответственно 23 и 46 витков провода ПБД-1,81. Вто-
ричные обмотки ТТН у обоих типов реле имеют по 800
витков провода ПЭВ-2/0,23. Катушки исполнительного
органа имеют по 3250 витков провода ПЭТВ/0,18. В ка-
честве добавочного использован резистор ПЭВ-15 с со-
противлением 100 Ом±Ю%, конденсатор МБГЧ-1 ем-
костью 4 мкФ на напряжение 250 В. Во всем остальном
реле полностью идентичны реле РТ-40/1Д.
2-25. МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ ТОКА РТ-40/®
Максимальные реле тока РТ-40/Ф применяются в схе-
мах защит в качестве органа, реагирующего на повыше-
ние тока в контролируемой цепи сверх допустимой вели-
чины и отстроенного от высших гармоник тока. В част-
ности, реле находят применение в схемах поперечной
дифференциальной защиты генераторов переменного то-
ка. Схема внутренних соединений реле приведена на
рис. 2-47. Исполнительный орган реле Р представляет
собой реле тока РТ-40, включенное в контролируемую
цепь через промежуточный трансформатор тока ТТП.
Обмотка исполнительного органа зашунтирована кон-
денсатором С. Сопротивления обмотки исполнительного
109
Рис. 2-47 Схема внутренних
соединений реле РТ-40/Ф.
органа и конденсатора
подобраны таким обра-
зом, чтобы токи высших
гармоник замыкались
главным образом через
конденсатор Промежу-
точный трансформатор
снижает подаваемый на
реле ток до значения,
обеспечивающего прием-
лемые габариты конден-
сатора. Первичная об-
мотка трансформатора
секционирована, что позволяет получить четыре диапа-
зона уставок. Выбор диапазона производится подклю-
чением внешних проводов к соответствующим выводам
реле. Реле имеет один замыкающий и один размыкаю-
щий контакты, смонтировано на металлическом цоколе
и закрыто стальным или полистирольным кожухом с
прозрачной передней стенкой.
Технические данные
Номинальный ток реле 6А, номинальная частота 50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —20-т-+40“С.
Погрешность тока срабатывания по отношению к уставке не
превышает ±5%, разброс — не более 10% на каждой уставке.
Диапазоны уставок и полное сопротивление реле для каждого диа-
пазона приведены в табл. 2-34.
Таблица 2-3 *
Диапазор уставок Зажимы реле Число витков Пределы уста сок, А Полное сопротивление, Ом
I 4—8 25 1,75—3,5 0,090
II 6—3 15 2,9—5,8 0,036
III 4—6 10 4,4—8,8 0,019
IV 2—4 5 8,8—17,6 0,008
Ток срабатывания реле прн частоте 150 Гц больше тока сра-
батывания при частоте 50 Гц не менее чем в 8 раз. Зависимость
тока срабатывания от частоты приведена на рис. 2-48.
При изменении температуры окружающей среды от —-20 до
4-40° С ток срабатывания изменяется не более, чем на +10, —20%
значения, измеренного при температуре 20+5“ С.
Коэффициент возврата реле на любой уставке не превышает
0,8.
Время срабатывания реле при токе 1,2 7Срлв не более 0,25 с.
ПО
Мощность, потребляемая реле
при токе первой уставки диапазо-
нов I—III уставок, не более
0,5 В-А, на диапазоне IV — не бо-
лее 1 В-А. Характеристики ТТЛ
линейны при токах до 15 /ном.
Замыкающий контакт замыка-
ется без вибраций при токах
1,5 /сраб и выше, размыкающий —
при снижении тока до 0,6 /Сраб и
ниже
Реле длительно выдерживает
прохождение по первичной обмот-
ке ТТЛ тока 1,1 /ном.
Контакты реле средней мощ-
hoci и
Габариты и установочные раз-
меры реле приведены на рис. ГЦ-8.
Масса реле не более 3,5 кг.
Рис. 2-48 Зависимость тока
срабатывания реле РТ-40/Ф от
частоты.
Первичная обмотка ТТП имеет 30 витков провода
ПБД-2,26 с отводами от 5 и 15 витков, вторичная—3050
витков провода ПЭВ-2/0,2. Обмотка исполнительного ор-
гана аналогична реле РТ-40/1Д. Применяется конденса-
тор типа МБГЧ емкостью 6 мкФ на напряжение 250 В.
Заводская регулировка производится при подведении тока к
зажимам реле 4—8. Проверка регулировки и в случае необходи-
мости ее корректировка производятся так же, как у реле РТ-40.
2-26. МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ РН-51
Максимальные реле напряжения РН-51 предназначе-
ны для применения в схемах защиты и автоматики в ка-
Рис. 2-49. Схема внутренних соединений реле РН-51.
а —реле РН-51/1,4 н РН-51/6,4; б — РН-51/®.
111
честве органа, реагирующего на появление или повыше-
ние напряжения в цепях постоянного тока. В частности,
реле используются в схемах контроля изоляции цепей
постоянного тока. Схема внутренних соединений реле
приведена на рис. 2-49. Конструкция реле такая же, как
у реле РТ-40. В связи с тем, что обмотки реле обтекают-
ся постоянным током, барабанчик, снижающий вибра-
ции подвижной системы, не ставится. Для снижения
влияния остаточного намагничивания якорь реле изго-
товляется из пермаллоя, вырезы в магнитопроводе элек-
тромагнита отсутствуют. Жесткость противодействующей
пружины ~1 Н-мм/90°. Реле имеют три исполнения, от-
личающихся уставками по напряжению срабатывания.
Каждое исполнение имеет по две уставки, изменение ус-
тавок производится параллельным или последователь-
ным соединением катушек реле. Реле имеют один замы-
кающий контакт.
Технические данные
Номинальное напряжение и уставки напряжения срабатывания
приведены в табл. 2-35.
Таблица 2-35
Реле Соединение
последовательное параллельное
Уставка, В ^ном Уставка» В ^НОМ
РН-51/1,4 1,4 8 0,7 4
РН-51/6,4 6,4 60 3,2 30
РН-51/32 32 100 16 50
Примечания: 1. Реле раньше выпускались под названием РН-51/М56,
РН-51/М34 н РН-51/М78 соответственно.
2 Выпускавшиеся ранее реле РН-51/МР с производства сняты.
Диапазон рабочих температур составляет —20ч-4-40° С.
Погрешность напряжения срабатывания по отношению к устав-
ке не более ±5%. В намагниченном состоянии, после снятия номи-
нального напряжения, напряжение срабатывания изменяется не бо-
лее чем на 10% по отношению к напряжению срабатывания в раз-
магниченном состоянии.
Разброс напряжения срабатывания не превышает 5%.
В диапазоне температур от —20 до 4-40°С изменение напря-
жения срабатывания не более 20% напряжения срабатывания при
температуре +20±5° С.
Коэффициент возврата не более 0,5.
Величина входных сопротивлений приведена в табл. 2-36.
Замыкающий контакт замыкается без вибраций при подаче на-
пряжения ОТ 1,1 t/сраб до 1,1 £/ном-
112
Таблица 2-36
Реле Входное сопротивление, Ом, при соединении катушек
поел е до ва тел ьном параллельном
РН-51/1,4 94±8 23,5±2
РН-51/6,4 24ОО±уо 600+^
РН-51/32 15 400 ±900 3S50±225
Реле длительно выдерживает напряжение 1,1 Uaoll
Контакты реле средней мощности.
Габаритные и установочные размеры приведены на рис. П1-7.
Масса реле не более 0,85 кг.
Обмоточные данные реле приведены в табл. 2-37.
Таблица 2-37
Реле Число витков катушки Провод Сопротивление катушки. Ом
РН-51/1,4 2000 ПЭВ-2/0,25 47
РН-51/6,4 9500 ПЭВ-2/0,11 1200
РН-51/32 14 000 ПЭВ-2/0,09 2600
У реле РН-51/32 последовательно с каждой катуш-
кой включен добавочный резистор с сопротивлением
5100 Ом.
Напряжение срабатывания реле несколько зависит
от полярности включения обмоток, поэтому рекоменду-
ется соблюдать полярность, обозначенную у зажимов
реле.
Проверка регулировки производится так же, как у реле РТ-40.
Зазор между полкой якоря и полюсами электромагнита устанавли-
вается равным 0,6 мм, угол предварительного закручивания противо-
действующей пружины 35—40°.
2-27. МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ РН-53
Максимальные реле напряжения РН-53 предназначе-
ны для применения в схемах релейной защиты и автома-
тики в качестве органа, реагирующего на повышение на-
пряжения в цепях переменного тока. Схема внутренних
соединений реле приведена на рис. 2-50. Конструкция
реле аналогична конструкции реле РТ-40. Барабанчик,
8—505 * 113
гасящий вибрации у реле РТ-40, изъят. С целью сниже-
ния потребляемой мощности и вибрации подвижной си-
стемы обмотка реле из двух последовательно соединен-
ных катушек подключается к контролируемой цепи че-
рез выпрямительный мост ВМ и добавочные резисторы
/?1 и R2. Включение обмотки реле через выпрямитель
позволило более полно использовать железо электромаг-
нита и поставить более сильную противодействующую
Рис. 2-50. Схема внутренних соединений реле РН-53 и РН-54.
о —реле PH-53/60, PH-53/200, PH-54/48, РН-54/160, РН-53/60Д; б —реле
РН-53/400, РИ-54/320.
пружину (жесткость пружины 2,0 Н-мм/90°). Выпрям-
ленный ток в обмотке мало зависит от положения яко-
ря, реле работает в режиме реле тока, что сохраняет
крутизну тяговых характеристик. Оба эти обстоятельст-
ва обеспечивают четкость срабатывания и надежность
возврата реле при относительно малой потребляемой
мощности. Реле имеют два диапазона уставок. В диапа-
зоне меньших уставок обмотка реле подключается к кон-
тролируемой цепи через добавочный резистор Rb в диа-
пазоне больших уставок-—через последовательно соеди-
ненные добавочные резисторы R[ и R2. Размещение
добавочных резисторов в цепи переменного тока позволило
снизить обратное напряжение на диодах выпрямитель-
ного моста до нескольких вольт. При включении реле на
напряжение индуктивность обмотки тормозит нараста-
ние тока, поэтому в первый момент после включения
114
сопротивление обмотки очень велико и к диодам выпря-
мительного моста прикладывается обратное напряже-
ние, близкое к амплитудному значению напряжения, по-
даваемого па реле. У реле на номинальное напряжение
400 В это амплитудное значение напряжения превышает
допустимое для диодов значение. Для устранения опас-
ности пробоя диодов обмотка реле на номинальное на-
пряжение 400 В шунтируется конденсатором небольшой
емкости Сопротивление незаряженного конденсатора в
первый момент после включения очень мало, вследствие
чего обратное напряжение на диодах снижается до без-
опасной для них величины.
Технические данные
Диапазон уставок напряжения срабатывания и номинальные
напряжения реле приведены в табл. 2-38. Номинальная1 частота реле
50—60 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —40~-+40°С.
Погрешность напряжения срабатывания по отношению к устав-
ке не более ±10%, разброс — не более 5%,
При изменении температуры от —40 до ±40° С напряжение
срабатывания изменяется не более чем на —16% и. +8% значения,
измеренного при температуре 20±5° С.
, Таблица 2-38
Реле , Диапазон уставок
в П
^сраб’ Ь ^НОМ- В В и , в* ном
РН-53/60 15—30 30 ' 30—60 60
РН-53/200 50—100 100 100—200 : 200 •
РН-53/400 100—200 200 200—400 400
Коэффициент возврата реле не менее 0,8.
Время замыкания замыкающего контакта реле не более 0,1 с
при 1,2 Пераз и не более 0,03 с при 2 б/сраб-
Мощность, потребляемая реле при напряжении минимальной
уставки диапазона I, не превышает 1 В-А.
Реле длительно выдерживает напряжение, равное 1,1 Ином-
Контакты реле средней мощности.
Габариты и установочные размеры приведены на рис. Ш-7.
Масса реле не более 0,85 кг.
Обмоточные данные катушек реле и сопротивления
добавочных резисторов приведены в табл. 2-39.
В качестве добавочных применены резисторы МЛТ-2 '
с 5°/о-ным допуском. Обмотка реле РН-53/400 шунтиро-
8*
115
Таблица 2-39
Реле Число витков катушки Провод Сопротив- ление катушки. Ом Сопротивление добавочного ре- зистора, Ом
я. Я,
РН-53/60 2000 ПЭВ-2/0,25 47 560 820
РН-53/200 6500 ПЭВ-2/0,13 580 680 910
PH-53/400 14 000 ПЭВ-2/0,09 2600 24 000 33 000
вана конденсатором КБГ-И емкостью 0,01 мкФ йа на-
пряжение 600 В.
Проверка регулировки и в случае необходимости ее коррек-
тировка производятся так же, как у реле РТ-40, с той разницей,
что реле подключается к источнику плавно регулируемого напря-
жения. Зазор между полкой якоря и полюсами электромагнита
устанавливается равным 0,50—0,65 мм.
2-28. МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ РН-53/60Д
Максимальные реле напряжения РН-53/60Д приме-
няются в устройствах защиты и противоаварийной авто-
матики в качестве органа, реагирующего на повышение
напряжения в цепях переменного тока в тех случаях,
когда в контролируемой цепи может возникать напряже-
ние, значительно превышающее напряжение срабатыва-
ния реле.
Для снижения потребляемой мощности до приемлемо-
го значения в реле применена пружина с жесткостью
0,5 Н-мм/90°. Для обеспечения термической стойкости
добавочные резисторы взяты большей мощности.
Технические данные
Реле имеет два диапазона уставок: 15—30 В (1-й диапазон)
и 30—60 В (2-й диапазон).
Номинальное напряжение—100 В для 1-го диапазона и 200 В
для 2-го диапазона уставок.
Мощность, потребляемая реле при номинальном напряжении, не
превышает 5 В-A для 1-го диапазона и 10 В-A для 2-го диапазо-
на уставок.
Каждая из катушек реле имеет 6500 витков провода ПЭВ-2/0,13
сопротивлением 580 Ом. В качестве добавочных резисторов исполь-
зованы резисторы ПЭВ-7,5 сопротивлением 1300 и 4600 Ом с
5%-ным допуском. Во всем остальном реле аналогичны реле РН-53.
116
2-29. МИНИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ РН-54
Минимальные реле напряжения предназначены для
применения в схемах защиты и противоаварийной авто-
матики в качестве органа, реагирующего на уменьшение
напряжения в цепи переменного тока.
Напряжением срабатывания этих реле принято назы-
вать напряжение, при котором происходит отпускание
реле и замыкание размыкающих контактов, напряже-
нием возврата — напряжение, при котором якорь реле
притягивается к полюсам электромагнита и происходит
замыкание замыкающих контактов. Коэффициент воз-
врата, равный отношению напряжения возврата к на-
пряжению срабатывания, в данном случае больше еди-
ницы. Цифры, нанесенные на шкале реле, соответству-
ют напряжению срабатывания на первом диапазоне ус-
тавок.
Схема внутренних соединений и конструкция реле
такие же, как в реле РН-53. Отличие их заключается
только в регулировке реле и градуировке шкалы.
Технические данные
Диапазон уставок напряжения срабатывания и номинальные
напряжения приведены в табл. 2-40. Номинальная частота реле
50—60 Гц.
Таблица 2-40
Реле 1-й диапазон 2-й диапазон
^сраб’ В ^ном’ В ^сраб- В и , в ном’
РН-54/48 12—24 30 24—48 60
РН-54/160 40—80 100 80—160 200
РН-54/320 80—160 200 160—320 400
Коэффициент возврата реле не более 1,25.
Время замыкания замыкающего контакта не более 0,15 с при
снижении напряжения до 0,8 С/р.сраб и не более 0,1 с при снижении
напряжения до 0,5 £/р.Сраб.
Время размыкания размыкающего контакта при сбросе напряже-
ния от 1,1 t/ном до 0,8 t/р.сраб не более 0,05 с.
Во всем остальном реле РН-54 и реле РН-53 одинаковы. Со-
противления добавочных резисторов и обмоточные данные у реле
РН-54/48, РН-54/160 и РН-54/320 такие же, как у реле РН-53/60,
РН-53/200 и РН-53/400 соответственно.
Проверка и регулировка реле РН-54 производятся так же, как
У реле РН-53 и РТ-40. Зазор между полкой якоря и полюсами элек-
тромагнита устанавливается равным 0,55 мм.
117
1-30. РЕЛЕ КОНТРОЛЯ СИНХРОНИЗМА РН-55
Реле контроля синхронизма РН-55 предназначены
для применения в схемах автоматического повторного
включения линий электропередачи с двусторонним пита-
нием в качестве органа, контролирующего наличие на-
пряжения на линии и угол сдвига фаз напряжения на
линии и напряжения на
Рис. 2-51. Схема внутрен-
них .соединений реле РН-55.
шинах станции или подстанции.
Реле выполнено на базе ре-
ле РТ-40. Каждая из катушек
реле имеет две изолированные
полуобмотки с одинаковым
суммарным сечением меди про-
водов. Нижняя полуобмотка
одной из катушек соединяется
с верхней полуобмоткой дру-
гой катушки. Такое соединение
позволяет получить две изоли-
рованные обмотки со строго
одинаковыми параметрами и
коэффициентом связи между
обмотками, близким к единице.
Каждая из обмоток подключа-
ется к одному из синхронизи-
руемых напряжений через до-
бавочный резистор. Значение сопротивлений, число
витков обмоток и полярность их включения выби-
раются таким образом, чтобы при подаче на обе обмотки
совпадающих по фазе номинальных напряжений маг-
нитные потоки, наводимые обмотками, взаимно уничто-
жались и электромагнитный момент на подвижной систе-
.ме реле отсутствовал. При расхождении векторов син-
хронизируемых напряжений или уменьшении одного из
них реле срабатывает. Схема внутренних соединений ре-
ле приведена на рис. 2-51.
Условия срабатывания реле удобнее рассматривать
для реле с одинаковыми обмотками и добавочными ре-
зисторами. Индуктивное и активные сопротивления об-
моток будут равны, коэффициент связи между обмотка-
ми можно принять равным единице, магнитную цепь
реле будем считать линейной.
Из известного соотношения между взаимоиндукцией
М и индуктивностями обмоток -Li и Lz М= L\Lz для
данного случая получим: M=L.
LIB
Суммарная м.д. с. обмоток F равна;-
^=£014-4
где го — число витков: одной обмотки.
Составив уравнения контурных токов и решив их,
подучим:
F = —. (2-40)
V (Яд + ^ + 4«>2 L?
В условиях срабатывания электромагнитный момент
на якоре Ма и момент противодействующей пружины
Мпр равны. Обозначив электромагнитный момент на
якоре
Mw = kMF\ (2-41)
где kM — коэффициент пропорциональности^ после: под-
становки (2-41) в (2-40) и соответствующих преобразо-
ваний получим:
|2 = ^пр [(^д + r)1 + 4h2L»] = 2
«сраб=агссоз-^+^~К , (2-43)
где аСраб — угол между векторами подаваемых на обмот-
ки напряжений при срабатывании реле. Уставки шкалы
реле соответствуют углам между векторами поданных
на реле номинальных напряжений, при которых происхо-
дит срабатывание реле. У рассматриваемого реле абсо-
лютные значения номинальных напряжений одинаковы.
Поэтому
I^ihom ^2ном1 = 2£/иом sin а/2» (2-44)
Подставив (2-44) в (2-42), для условий срабатыва-
ния получим:
С2'45)
где ауст — уставка реле, °.
Реле выпускаются пяти исполнений, отличающихся
различным сочетанием номинальных напряжений. Взяв
за основу реле РН-55/200, у которого номинальное на-
119
пряжение для обоих обмоток равно 100 В, получим для
него соотношение
4/1 + Ul — 4» 104 sin2 ayw/2
“ агсот---------ад-------------
(2-46)
При отрицательном числителе срабатывания не про-
изойдет.
Для реле других исполнений
®сраб
arccos
k\ ul 4- 4 uj— 4-104 sin8 gyer/2
2k!k2UiUa
(2-47)
где ki = 100/{/1вом; ^2 — 100/[72bom.
Технические данные
Исполнения ] еле и их номинальные напряжения приведены в
табл 2*-41.
Таблица 2-41
Реле Номинальное напряжение В Реле Номинальное напряжение, В
Зажимы 2—4 Зажима 6—8 Зажимы 2—4 Зажимы 6— 8
РН-55/90 60 30 РН-55/160 100 60
РН-55/120 60 60 РН-55/200 100 100
РН-55/130 100 30
Номинальная частота 50 Гц.
Диапазон регулировки уставок от 20 до 40“ С.
Диапазон рабочих температур составляет —20++40° С.
Погрешность угла срабатывания ие превышает 8% по отноше-
нию к уставке, разброс— не более 5%.
При изменении температуры от —20 до +40° С угол срабаты-
вания отличается ие более чем на 8% значения, измеренного при
20° С.
При отклонении частоты иа ±3 Гц номинального значения
угол срабатывания изменяется ве более чем на 7% значения, изме-
ренного при номинальной частоте.
После длительного пребывания обмоток реле под напряжения-
ми, совпадающими по фазе и равными 110% номинального значе-
ния, уход угла срабатывания не превышает 10%.
Коэффициент возврата реле по углу не менее 0,8.
Время срабатывания реле при угле сдвига фаз, равном 1,5-крат-
иому значению уставки, н номинальном напряжении — ие бо-
лее 0,1 с,
120
Замыкающий контакт реле замыкается без вибраций при углах
сдвига 1,3 значения уставки и выше и номинальном напряжении
иа каждой обмотке.
При номинальных напряжениях, совпадающих по фазе, мощ-
ность, потребляемая каждой обмоткой, не превышает 6,5 В-А.
Контакты реле средней мощности
Масса реле не превышает 0,85 кг.
Габариты и установочные размеры реле приведены на рис. П1-7.
Обмоточные данные реле приведены в табл 2-42. Все обмотки
намотаны проводом ПЭВ-2.
Таблица 2-42
Реле Число витков в одной катуш- ке Диаметр про- вода. мм Сопротивление добавочного резистора. Ом Зажимы
РН-55/90 1350 0,2 620 6—8
660 0,27 150 10—12
РН-55/120 1350 0,2 620 6—8
1350 0,2 620 10—12
РН-55/130 2500 0,14 1600 0—8
660 0,27 150 10—12
РН-55/160 2500 0,14 1600 6—8
1350 0,2 620 10—12
РН-55/200 2500 0,14 1600 6—8
2500 0,14 1600 10—12
Проверка механической
гично проверке реле РТ-40
тромагнита устанавливается
Проверка электрических
параметров реле и в случае
необходимости их регули-
ровка производятся по схе-
ме, приведенной на рис 2-52.
Для обеспечения точности
измерения угла сдвига фаз
напряжений ток в токовой
цепи фазометра должен сов-
падать по фазе с напряже-
нием на ней Автотрансфор-
маторы Тр1 и Тр2 должны
быть однотипными. При со-
блюдении указанных иа схе-
ме полярностей, когда пере-
ключатель П находится в
положения а, и номииаль-
регулировки
Зазор между
около 0,о мм
реле производится анало-
якорем и полюсами элек-
е> 0 0
Рис 2-52. Схема для регулировки
реле РН-55.
121
ном напряжении реле не должно срабатывать. Проверка угла
срабатывания производится при переключателе, установлен-
ном в положение б, номинальном напряжении и плавном измене-
нии угла сдвига фаз с помощью фазорегулятора. Для исключения
угловых погрешностей схемы измерений определение углов сраба-
тывания п возврата на каждой уставке производится дважды: при
напряжении, на одном из входов опережающем, а затем отстающем
по фазе от напряжения на другом входе. За действительное значе-
ние угла срабатывания или возврата принимается среднее ариф-
метическое значение полученных результатов измерений. Регули-
ровка реле по углу срабатывания и коэффициенту возврата произ-
водится так же, как в реле РТ-40.
2-31. МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ РН-58
Максимальное реле напряжения РН-58 предназначе-
но для применения в схемах релейной защиты в качест-
ве органа, реагирующего на повышение напряжения в
цепи переменного тока в тех случаях, когда требуется
Рис. 2-54. Принцип увеличения
коэффициента возврата реле
РН-58.
Рие« 2-53. Схема внутренних со-
единений реле РН-58.
с — ограничение входного напряже-
ния стабилитронами; б—напряже-
ние на входе выпрямителя.
повышенный коэффициент возврата. Схема внутренних
соединений реле приведена на рис. 2-53. Исполнительный
орган реле Р выполнен на базе реле РН-53, Для сниже-
ния потребляемой мощности обмотка исполнительного
122
органа питается через выпрямительный мост ВМ. На-
пряжение, поступающее на вход выпрямительного моста,
регулируется делителем —R2 и ограничивается снизу
цепочкой встречно включенных кремниевых стабилитро-
нов СТ. Потенциометр Ri имеет шкалу с нанесенными на
ней уставками напряжения срабатывания. Первичная
обмотка согласующего трансформатора TH имеет отпай-
ку от середины, что позволяет иметь два диапазона ус-
тавок. При использовании всей первичной обмотки ус-
тавки, нанесенные на шкале, увеличиваются в 2 раза.
Принцип увеличения коэффициента возврата поясняется
диаграммой на рис. 2-54. При плавном увеличении на-
пряжения на входе реле ток в обмотке исполнительного
органа отсутствует до тех пор, пока мгновенное значение
отбираемого от делителя напряжения не превысит на-
пряжения открытия стабилитронов. После открытия ста-
билитронов каждые полпериода часть напряжения будет
падать на прямом и обратном сопротивлениях стабилит-
ронов, часть — на выпрямителе исполнительного органа.
Напряжение на входе реле при срабатывании Йрл3раб
приближенно можно выразить соотношением
т] ________ t/ст ~Ь б^в.сраб
^р.сраб —
«Тр ЛД
(2-48)
где Пв.сраб — некоторое значение напряжения на входе
выпрямительного моста при срабатывании исполнитель-
ного органа; Пст— падение напряжения на стабилитро-
нах; &тр коэффициент трансформации TH; kn — коэф-
фициент деления делителя R\—R2.
Таким же образом можно выразить напряжение на
входе реле при возврате. Переходя к коэффициенту воз-
врата, получим:
^возвр
б^р.возир
бф.сраб
Уст ~1~ возвр
^в-сраб
(2-49)
Из полученного выражения видно, что при увеличе-
нии UCT коэффициент возврата будет стремиться к еди-
нице. Падение напряжения на стабилитронах выбрано
таким образом, чтобы необходимый коэффициент возвра-
та получался при обычной регулировке механической ча-
сти исполнительного органа.
Технические данные
Номинальное напряжение реле равно \,2 напряжения уставки,
номинальная частота реле 50—60 Гц. •
123
Диапазон рабочих температур составляет —20-г-+40°С.
Реле имеет два диапазона уставок напряжения срабатывания:
50—100 В (выводы 8—10) и 100—200 В (выводы 8—12).
Погрешность напряжения срабатывания не превышает ±5%.
напряжения уставки, разброс — не более
Изменение напряжения срабатывания при изменении темпера-
туры окружающей среды от —20 до 4-40° С не превышает ±5%
напряжения уставки, разброс — не более ±1%.
Коэффициент возврата не менее 0,85.
Время срабатывания реле не более 0,15 с при 1,2 (7р.сраб и не
более 0,03 с при 2t/p сраб.
Замыкающие контакты реле замыкаются без вибраций в диа-
пазоне напряжения от 1,1 1/р сраб до 2 1/р.Сраб.
Мощность, потребляемая реле при напряжении уставки, не бо-
лее 1,5 В-Л при наименьшей уставке и не более 4 В-A при наиболь-
шей уставке.
Реле выдерживают длительно 110% t/H0M и в течение 5 с удво-
енное значение напряжения уставки. Термическая стойкость реле
определяется максимально допустимым током через стабилитроны.
Включение реле на большие напряжения не допускается.
Контакты реле средней мощности.
Масса реле не более 2 кг.
Габариты и установочные размеры реле приведены на рис. П1-9.
Соединенные параллельно катушки исполнительного
органа имеют по 5600 витков провода ПЭВ-2/0,14 сопро-
тивлением около 440 Ом каждая; жесткость противодей-
ствующей пружины 0,50 Н-м/90°. Делитель состоит из
резистора МЛТ-2—560 Ом и потенциометра ППЗ-20—
1000 Ом. Первичная обмотка трансформатора имеет
8400 витков провода ПЭВ-2/0,19 с отводом от середины,
вторичная — 1000 витков провода ПЭВ-2/0,21. Выпрями-
тельный «мост собран из диодов Д226Б, ограничение на-
пряжения производится четырьмя стабилитронами Д809.
Проверка механической части исполнительного органа произво-
дится так же, как у реле РТ-40. При регулировке реле ось потенцио-
метра поворачивается по часовой стрелке до отказа, угол предвари-
тельного закручивания устанавливается в пределах 65—70°. При
подаче напряжения на зажимы 8—10 левым упорным винтом и ре-
гулировкой положения замыкающего контакта напряжение срабаты-
вания устанавливается равным 40±1 В при коэффициенте возврата
не менее 0,97. Затем находятся положения ручки потенциометра, со-
ответствующие срабатыванию реле при напряжениях 50, 60, 70, 80,
90 и 100 В. Положения ручки фиксируются на шкале реле точками
цветной эмали.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ -------------------
ИНДУКЦИОННЫЕ РЕЛЕ
3*1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Моменты, действующие на индукционную систему.
Работа индукционных реле основана на использовании
сил, возникающих при взаимодействии между перемен-
ными магнитными потоками и индуктированными ими
токами в подвижной системе реле.
Известно, что на проводник длиной I, обтекаемый по-
стоянным током I и находящийся в постоянном однород-
ном магнитном поле с индукцией В, действует сила, рав-
ная
FBM=/7Bsinp (3-1)
и имеющая направление, определяемое в соответствии
с правилом левой руки (р— угол между направлением
тока в проводнике и направлением силовых линий маг-
нитного поля).
На проводник, обтекаемый переменным током и по-
мещенный в зазор между полюсами электромагнита пе-
ременного тока перпендикулярно оси полюсов (sin р —
= 1) при однородном поле между полюсами, действует
переменная сила, мгновенное значение которой равно:
FЭМ(О = ln iB(t) = Zn 4 Вт sin s?n И — (3-2)
где Im и Bm— амплитуды тока и индукции; ® — угло-
вая частота; 1П — длина проводника, ограниченная пери-
метром полюса; Т — угол сдвига фаз тока в проводнике
и индукции переменного магнитного поля.
Подвижные системы индукционных реле выполняют-
ся, как правило, вращающимися, поэтому удобнее силы
заменить на соответствующие им значения моментов
вращения и выражать их через магнитные потоки. Тогда
уравнение (3-2) примет вид:
Mw — klm Фт sin at sin (at — Y), (3-3)
где k — коэффициент пропорциональности, равный larjS\
r— расстояние от оси вращения до оси полюсов; S —
площадь полюса.
125
вреднее за период значение- момента будет равно:
т
= cosТ. (3-4)
Т J V2
о
Подвижная система индукционных реле выполняется
обычно в виде диска или полого тонкостенного цилиндра
(ротора), изготовленных из алюминия, которые распола-
гаются в зазорах магнитной системы реле. Проходящий
по системе магнитный поток пересекает диск или ротор
и наводит в них э д с , отстающую по фазе от потока'на
90°. Наведенная э д. с. вызывает в диске или роторе вих-
ревой ток, совпадающий по фазе с э д с., так как индук-
тивность их невелика и ею можно пренебречь. В этом
случае вихревой ток отстает от потока тоже на 90°. Из
уравнения (3-4) видно, что среднее значение момента,
обусловленного взаимодействием магнитного потока с
наведенным им вихревым током, будет равно нулю. Од-
ного магнитного потока для создания вращающего мо-
мента недостаточно.
Однако следует иметь в виду, что в действительности
из-за наличия некоторой индуктивности диска или рото-
ра правая часть (3-4) не равна нулю На подвижную си-
стему действует выталкивающая сила, обусловленная
взаимодействием магнитного потока с индуктированным
им же током Если подвижная система симметрична и
ось симметрии совпадает с осью вращения, то линия
действия выталкивающей силы пройдет через ось вра-
щения у диска или будет параллельна последней у рото-
ра В обоих случаях вращающего момента не возникнет.
В остальных случаях линия действия вращающей силы
не пересечется с осью вращения и возникнет вращающий
момент В реле с цилиндрическим ротором выталкиваю-
щие силы могут привести к вибрации ротора вдоль оси
вращения.
Рассмотрим случай, когда, два сдвинутых в простран-
стве магнитных потока Ф1 и Фз, сдвинутых по фазе на
угол Т, действуют на диск (рис. 3-1). Как указывалось
выше, поток Ф1 наводит в дискеэ.д. с. Е\. Мгновенные
значения их будут равны:
Ф1(/) (3‘5)
£1(^ = — = ®Ф1пг cos at. (3-6)
126
Мгновенное значение вихревого тока, вызванного на-
веденной э. д. с., будет равно:
Ч = = — ^®Ф1П1 cos at, (3-7)
где g — эквивалентная проводимость диска. Аналогич-
но поток Фа вызовет в диске вихревой ток i2. Их мгно-
венные значения будут равны:
Ф2(0 = ф2т81пИ-^>> (3-8)
ь = — g®&2m cos (at — V). (3-9)
Рис 3-1 Действие на диск двух сдвинутых в пространстве пе-
ременных магнитных потоков (а) и векторная диаграмма по-
токов и токов в диске (б).
Магнитный поток Фь взаимодействуя с током i2, со-
здает вращающий момент Afi. Аналогично поток Ф2 и
ток й создают момент М2. Направления этих моментов,
определенные по правилу левой руки, показаны на рис.
3-1 При выбранном направлении магнитных потоков (за
плоскость чертежа) эти моменты направлены встречно
и результирующий момент будет определяться разно-
стью этих моментов:
~ . (3-10)
127
Мгновенные значения этих моментов [аналогично
'(3-3)] будут определяться выражениями
ё“Ф1т Ф2т sin C0S И — ^); (3"] О
М2(О = ~А £“Ф1т Ф2т S‘n W “ Y) C0S at’ (3’12)
Мгновенное значение рабочего момента МР(<) опреде-
лится уравнением
Мр(0 = ё®Ф1/п Ф2т [k2 sin — Y) cos at
— kt sin at cos (at — V)]. (3-13)
Если электромагниты идентичны по размерам, кон-
струкции и расположению полюсов относительно оси
диска, то
= = * (3-14)
В этом случае
Мро, = — kga®lm Ф2т sin Т. (3-15)
Среднее значение рабочего момента из (3-13) опре-
делится уравнением:
т
м„=",«><“ = sin Y -
О
== _ А>£<оФ1т Ф2т sin W. (3-16)
Из равенства мгновенного и среднего рабочих мо-
ментов вытекает важное свойство индукционных реле,
заключающееся в том, что при соблюдении условия
(3-14) переменная составляющая у рабочего момен-
та отсутствует. Это обеспечивает отсутствие вибраций
подвижной системы и контактов. Знак минус в уравне-
нии (3-16) показывает, что положительное направле-
ние рабочего момента совпадает с направлением момен-
та М2 (от оси опережающего магнитного потока к оси
отстающего). Рабочий момент, действующий на диск,
пропорционален произведению магнитных потоков и
синусу угла сдвига их фаз. В тех случаях, когда пото-
ки выражены в виде комплексных величин, рабочий
момент пропорционален мнимой части произведения
комплекса одного потока на сопряженный комплекс
128
другого потока, представляющей собой произведение
Ф1Ф2 sin4f.
Если предоставить диску свободно вращаться под
действием рабочего момента Мр, то в нем возникнут
э. д. с. резания Ерез, обусловленные пересечением дис-
ком магнитных потоков
Ф1 и Ф2. В свою очередь,
э. д. с. резания вызывают
появление в диске токов
резания 7рвз, препятству-
ющих согласно закону
Ленца вращению диска.
- Рассмотрим элемент
диска AS длиной /п, нахо-
дящийся под полюсом и
пронизываемый частью
потока Ф1 (рис. 3-2). По-
ка этот элемент движется
под полюсом (в области
действия потока Ф1) в на-
правлении рабочего мо-
мента, в нем будет индук-
тироваться э. д. с. реза-
ния, мгновенное значение
которой будет равно.
Рис. 3-2. Возникновение тор-
-мозного момента от токов ре-
зания.
£1рез(О = ®д Ф1т Sin ®*’ <3'17)
а направление определяется правилом правой руки
(®д — угловая скорость диска; г — расстояние от оси
потока Ф1 до оси диска; Si — площадь сечения полюса).
Точно такая же э. д. с. будет индуктироваться в со-
седних элементах диска, расположенных под полюсом
(поток в зазоре предполагаем однородным). В сово-
купности эти элементы будут аналогичны параллельно
соединенным источникам э. д. с. По фазе эти э. д. с.
совпадают с вызывающим их потоком. Умножив пра-
вую часть уравнения (3-17) на эквивалентную про-
водимость диска g, получим выражение для мгновен-
ного значения тока резания:
Чрез = ~ ®дФ1т sin СйЧ
•->1
,(3-18)
9—505
129
Ток резания также совпадает по фазе с вызываю-
щим его потоком и, взаимодействуя с ним, создает мо-
мент резания, направленный в сторону, противополож-
ную направлению вращения диска:
srl2
М1рез(0 = Gpes 51(/) = С ~ ®д Ф1т (3-19)
где с — коэффициент пропорциональности.
Среднее за период значение этого момента будет
равно:
т
ЛГ = — f AL dt=k„ m Ф®. (3-20)
1рез J 1рез(г) о д 1m ' 7
0
Часть тока резания, вызванного потоком Фь прой-
дет под соседним полюсом и, взаимодействуя с пото-
ком Фг, создаст момент
^12Вез==^®дФ1тФ2тС08Чг. (3-21)
Аналогично моменты резания у другого полюса бу-
дут равны:
Л'Чез = Й5(0дФ?т; (3-22)
А^гГрез — ®д Ф1т Ф2т cos (3-23)
Так как под соседним полюсом проходит незначи-
тельная часть трубок тока резания, то основное значе-
ние для анализа параметров системы имеют уравнения
(3-20) и (3-22). Суммарный тормозной момент от
токов резания Afpe3 равен:
А^рез -^1рез А?2рез М 12Рез Algipea,
ИЛИ
А1рез==®д |>3Ф?т + Ф1т — (k4+ke)Ф1т Ф2т cosV]. (3-24)
При соблюдении условия (3-14) будут справедливы
равенства:
^3 ^5 = ^1рез> = ^6 = ^2рез- (3-25)
130
Тогда уравнение (3-24) примет вид:
Мрез=®Д |>1рез (Ф1« + ФМ “ *2рез Ф1т Ф2« COS Y] . (3-26)
Средний за период вращающий момент от токов ре-
зания не совпадает с мгновенным моментом. Отсюда
следует, что этот момент имеет переменную составля-
ющую.
В некоторых случаях для ограничения скорости дис-
ка край последнего помещают между полюсами по-
стоянного магнита. Получаемый при этом тормозной
момент Мт, действующий на вращающийся диск, опре-
делится уравнением: .
Л4Т = ^Д^Ф?, (3-27)
где /гт — коэффициент пропорциональности; 1М, 5М —•
длина и площадь полюса магнита; г — расстояние от
центра полюсов магнита до оси диска.
Некоторое торможение диска происходит также за
счет сил трения. Силы трения возникают в подшипни-
ках подвижной системы и в зубчатых и червячных пе-
редачах. У подвижных систем реле концы осей, как
правило, сферические и создают большие удельные
давления на подпятник. Твердость подпятника и оси
обычно различны. Известно, что сила трения покоя в
этих условиях больше силы трения при движении. По-
этому при плавном увеличении рабочего момента до
значения, соответствующего срабатыванию, после тро-
гания подвижной системы момент от сил трения па-
дает, чем обеспечивается некоторое преобладание ра-
бочего момента над тормозными и сравнительно чет-
кое замыкание контактов при неизменной величине ра-
бочего момента.
Для обеспечения срабатывания реле при заданном
значении входных величин используют противодейству-
ющую пружину. Момент, создаваемый противодейству-
ющей пружиной, равен;
Л1п = с(а + аир), (3-28)
где С — коэффициент жесткости пружины; апр — угол
предварительного закручивания пружины; а —угол
поворота подвижной системы.
9*
131
Так как рабочий момент реле, как правило, не за-
висит от положения подвижной системы (в силу ее
симметричности), то для обеспечения меньшего нарас-
тания момента пружины при повороте подвижной сис-
темы пружину выбирают с малым коэффициентом
жесткости и делают по возможности большим угол
предварительного закручивания ее. В результате это-
го при отсутствии рабочего момента подвижная систе-
ма прижимается пружиной к упору. Чем больше это
нажатие, тем меньше будет разброс параметров сраба-
тывания реле вследствие нестабильности сил трения.
При наличии предварительного закручивания пружи-
ны рабочий момент в условиях срабатывания (без тре-
ния) равен:
Мераб = сапр. (3-29)
При вращении подвижной системы возникают силы
инерции. Так как в большинстве случаев подвижные
системы реле уравновешены, можно считать, что ось
вращения их проходит через центр масс. В этом слу-
чае силы инерции приводятся к одной паре сил, лежа-
щей в плоскости перпендикулярной оси вращения и
имеющей момент
AlH = _je==_jg^, (3-30)
где J — момент инерции подвижной системы относи-
тельно оси вращения; 8 — угловое ускорение подвиж-
ной системы при вращении; а — угол поворота под-
вижной системы.
Приведенные выше соотношения в полной мере от-
носятся и к подвижным системам с ротором.
Уравнение движения подвижной системы реле. Это
уравнение должно отражать зависимость угла поворо-
та системы а от времени t и действующих на систему
моментов. На подвижную систему реле действуют ра-
бочий момент Мр, пропорциональный углу закручива-
ния аПр+а, момент противодействующей пружины Л4П,
пропорциональные частоте вращения моменты токов
резания и постоянного магнита Л4рез и AfT и пропорцио-
нальный угловому ускорению момент сил инерции Ма.
По принципу Даламбера в любой момент времени эти
моменты должны уравновешивать друг друга:
+ + + (3-31)
132
Подставив (3-28) и (3-30) и приняв, что
+ (3-32)
где &у — коэффициент успокоения подвижной системы
реле, получим дифференциальное уравнение движения
подвижной системы реле:
JS+Ay^41c(anp+a)=Mi>' (3‘33)
В некоторых частных случаях это уравнение можно
упростить.
а) Реле не имеет противодействующей пружины.
Уравнение движения будет иметь вид:
J~ + kти (3-34)
dt2 у dt р
а его решения:
а = (e~kyt/J + -^-1— ll; (3-35)
бу }
со. = —= ^£/'1—(3-36)
д dt ky k /
По истечении достаточного времени частота враще-
ния подвижной системы становится постоянной и равной
Л4р/ky.
б) Быстродействующие реле, как правило, не имеют
тормозных постоянных магнитов, а угол поворота по-
движной системы при срабатывании обычно мал и со-
ставляет несколько градусов. В этих условиях скорость
подвижной системы не успевает увеличиться настолько,
чтобы тормозной момент от токов резания стал сущест-
венным, поэтому член уравнения kydafdt можно прирав-
нять к нулю. Уравнение движения будет иметь вид:
J^ + ca = Mp-cani). (3-37)
Его решения будут;
a = ^р-^р (1 —cos 1 / — ; (3-38)
С \ у J /
t = — arccos gfa + cMO-Mp . (3.39)
с Л4р canp
133
в) У замедленных реле, имеющих большое время
срабатывания, временем разгона подвижной системы до
установившейся скорости можно пренебречь. В этом
случае уравнение движения будет иметь вид:
(3-40)
(3-41)
(3-42)
+ са = Ж» — отпр.
Его решения будут:
С
t=—h- 1пМр~с^ + апр)
с Мр — сапр
Если же у реле отсутствует противодействующая
пружина, то уравнение движения будет:
fey da/di = Л4р; (3-43)
= daJdt = 44p/fey; (3-44)
а = = 44pZ/fey; (3-45)
t = feya/Mp. (3-46)
Множитель (Afp—сапр)/с в формуле (3-38) показыва-
ет, что в установившемся режиме угол отклонения по-
движной системы зависит только от рабочего момента,
угла предварительного закручивания пружины и ее же-
сткости. Из (3-16) и (3-44) следует, что частота враще-
ния подвижной системы максимальна при потоках,
сдвинутых на 90°. Из (3-44) коэффициент успокоения
равен;
fey = Л4р/®д. (3-47)
Это выражение позволяет легко определить коэффи-
циент успокоения экспериментально, путем измерения
любым способом рабочего момента на заторможенной
подвижной системе реле и частоты вращения подвижной
системы реле в установившемся режиме (при ненасы-
щенной магнитной системе). Экспериментальное опре-
деление момента инерции подвижной системы J\ произ-
водится непосредственно на реле путем определения
длительности периода качаний Ti подвижной системы
под действием возвратной пружины. После этого к по-
движной системе прикрепляют симметрично относитель-
134
но оси вращения диск или кольцо с известным моментом
инерции /2 (определяется расчетом) и вновь измеряют
период колебаний (Та). Момент инерции подвижной си-
стемы определяют из уравнения
Л/Л = (jx + /2)/тг. (3-48)
Коэффициент жесткости пружины принято опреде-
лять опытным путем как значение момента, необходимо-
го для закручивания пружины на 90°.
Коэффициент возврата. Отсутствие зависимости рабо-
чего момента от положения подвижной системы индук-
ционного реле обеспечивает возможность получения вы-
соких коэффициентов возврата. Для размыкания замы-
кающих контактов достаточно понизить рабочий момент
настолько, чтобы возвратная пружина смогла преодо-
леть трение между подвижным и неподвижным контак-
тами. Отношение входной величины, соответствующей
размыканию замыкающих контактов, к входной величи-
не при срабатывании принято называть коэффициентом
размыкания. Коэффициентом возврата, как определено
в гл. 1, называется отношение входных величин при сра-
батывании реле и при возврате его в начальное поло-
жение. Для возврата подвижной системы в начальное
положение необходимо понизить рабочий момент на
величину с (а—аПр), соответствующую приращению про-
тиводействующего момента пружины при повороте си-
стемы в процессе срабатывания от начального упора до
замыкания замыкающих контактов. Коэффициент воз-
врата увеличивается с уменьшением жесткости пружи-
ны, увеличением угла предварительного закручивания и
уменьшением угла поворота подвижной системы при
срабатывании.
Индукционные реле с экранированной системой.
В индукционных реле с экранированной магнитной си-
стемой для создания двух магнитных потоков, сдвину-
тых в пространстве и по фазе, применяется расщепление
полюсов на две части и экранирование одной из них.
короткозамкнутыми витками-экранами (рис. 3-3).
Магнитный поток Ф2, проходящий через экраниро-
ванную часть полюса (рис. 3-4), наводит в короткозамк-
нутом витке э. д. с.
£^ = -/0^, (3-49)
135
отстающую на 90° от потока. Индуктивность экрана не*
велика, поэтому можно считать, что ток в витке опре-
деляется только его активной проводимостью £Экр и,
следовательно, совпадает по фазе с напряжением на
витке
^экр ' /Яэкр®^' (3-50)
Рис. 3-3. Экранированная индукционная систе-
ма с диском.
Ток в экране создает совпадающее с ним по фазе раз-
магничивающее поле, препятствующее прохождению по-
тока через экранированную часть полюса и сдвигающее
поток по фазе. Размагничивающее действие экрана мож-
но выразить через реактивную составляющую комплекс-
ного магнитного сопротивления системы [Л. 24]
Акр = Iхт экр А, (3-51)
где Ф2 — действующий поток в экранированном полюсе;
Акр — размагничивающая сила экрана; хтэКр= £экр —
эквивалентное реактивное магнитное сопротивление эк-
рана.
Подвижная система индукционных реле с экраниро-
ванной системой, как правило, выполняется в виде диска.
Наводимые в диске токи также оказывают размагничи-
вающее действие. Аналогично экрану размагничивающее
136
действие диска можно выразить через реактивное маг-
нитное сопротивление для каждой части полюса
^д1 = — Дтд1Ф1» (3-52)
^д2 ~ Ф2> .
где хтЯ1=о^д! — реактив-
ное магнитное сопротив-
ление диска для экрани-
рованного полюса; хтдз=
s=(og„z— реактивное маг-
нитное сопротивление
диска для неэкранирован-
ного полюса; ЛД1 и Fr2—
размагничивающие силы
диска для неэкранирован-
ного и экранированного
полюсов соответственно;
£Д1 и gj# — эквивалентные
активные проводимости
диска.
Эквивалентные прово-
димости диска можно оп-
ределить из уравнения
[Л. 25]
Рис 3-4 Схема замещения эк-
ранированной индукционной
системы.
gR = — уД (0,5 4- In --+ 7?1
Д 2л r \ RRB
(3-53)
где у — удельная проводимость материала диска; Д —
толщина диска; R — радиус диска; 7?i— расстояние цент-
ра полюса от оси вращения диска; 7?п— радиус эквива-
лентного круглого полюса.
Схема замещения для магнитной системы приведена
на рис. 3-4. Так как магнитное сопротивление стали ма-
ло по сравнению с остальными магнитными сопротивле-
ниями, то его можно не учитывать. В этом случае потоки
Ф1 и Ф2 можно считать не зависящими друг от друга,
равными
фх = £«_ = Гк ; (3-54)
гт1 1/ г>2 I „2
У Щпв1 । хтдЛ
ф2 “ — = — Гк ------------------- (3-55)
zm2 / п2 । ( , \2
У ^т62 ' \^тд2 ~г хтэ)
137
и сдвинутыми по фазе на угол
¥ = arcsin —1 J ~ Rfn6i X™L. (3-56)
гт1 гт-1
Рабочий момент будет определяться (3-16) или урав-
нением
k coF2
= [^«61 (Хтд2 + Хтэ) ^тб2 Хтд1]’ (3’57)
гт1
где Яты и ₽тбг— активные магнитные сопротивления
воздушного зазора у неэкранированной и экранирован-
ной частей полюсов; FK—м.д. с. обмотки; zmi и zm2—
полные магнитные сопротивления неэкранированного и
экранированного полюсов с учетом размагничивающего
действия диска.
Поворот вектора магнитного потока путем экраниро-
вания части полюса сопровождается уменьшением пото-
ка в ней. Уменьшение можно компенсировать увеличе-
нием площади поперечного сечения экранированной
части полюса. Оптимальное соотношение площадей под-
бирается экспериментально; обычно сечение неэкраниро-
ванной части полюса примерно в 1,5 раза меньше экра-
нированной.
Индукционные реле с экранированной магнитной си-
стемой отличаются большими габаритами, невысокой
чувствительностью и, вследствие значительного момента
ийерции диска, относительно большим временем сраба-
тывания. В связи с этим экранированные системы в на-
стоящее время применяются только в реле тока с зави-
симой выдержкой времени РТ-80 и РТ-90.
Индукционное реле с четырехполюсной магнитной
системой. Четырехполюсная индукционная система име-
ет четыре одинаковых полюса, расположенных в одной
плоскости и объединенных общим ярмом Между цилин-
дрическим центральным сердечником и полюсами нахо-
дится равномерный кольцевой зазор, в котором распо-
ложен полый тонкостенный алюминиевый цилиндр —•
ротор. Магнитная система имеет две взаимно перпенди-
кулярные оси симметрии, совпадающие с осями симмет-
рии полюсов Реле имеют обычно две обмотки, одна из
которых расположена на ярме, а другая — на двух про-
тивоположных полюсах (рис. 3-5). Обмотка ярма состо-
138
ит из четырех одинаковых катушек (по одной на каждой
четверти ярма), обмотка полюсов — из двух одина-
ковых катушек Электрическая схема замещения приве-
дена на рис 3-6. При составлении схемы замещения при-
нято: Ря и Fn —м. д. с. одной катушки обмотки ярма
или полюсов; RmiI, Rmn и R& — активные магнитные со-
противления четверти ярма, полюса и воздушного зазо-
ра у полюса; хтя и хта— реактивные магнитные сопро-
тивления, обусловленные активными потерями в четверти
Рис. 3-5. Четырехполюсная индукционная система.
ярма и полюсе; хтр — реактивное магнитное сопротив-
ление, обусловленное размагничивающим действием ро-
тора (на один полюс); ZmSi=Rmri+jXmsi— полное маг-
нитное сопротивление одной четверти ярма; Zmn==Rmn~i-
~FRm6 +/(Xmn+Xmp)—полное магнитное сопротивление
одного полюса
Из симметрии системы и идентичности катушек сле-
дует:
~ ^я2 ~ = ^я’> Л,1 == ^п2 — Fa\
%тя1 ~ ^тя2 “ Zmfli = Zmai — Zmn, Zmni = ~
Составив по схеме замещения систему из четырех
уравнений для магнитных потоков в контурах и решив
139
их, получим:
Ф, = — ф3 =
%т.я + 2Zmn
Ф4 = —Ф2 = ....-S-t Fn .
2/пя + 2Zmn
По полюсам I—I (рис. 3-5) проходит поток
ф = ф — ф ---------------- •
ZMS + 2Zmn
по полюсам II—II проходит поток
фп = Ф4 —Фх ------.
%тя “Ь 2Z«irt
(3-58)
(3-59)
(3-60)
(3-61)
Рис. 3-6. Схема замещения четы-
рехполюсной индукционной систе-
мы.
Из выражений сле-
дует, что при показан-
ном на рис. 3-5 вклю-
чении обмоток поток,
наводимый обмоткой
ярма, проходит только
через полюсы I—I и
равен м. д. с. половины
обмотки ярма, делен-
ной на комплексное
магнитное сопротивле-
ние четверти ярма и
двух полюсов. Поток,
наведенный обмоткой
полюсов, проходит
только через полюсы
II—II и равен м. д. с.
обмотки полюсов, де-
ленной на комплексное
магнитное сопротивле-
ние четверти ярма и
двух полюсов. Оба эти потока сдвинуты в пространстве
на 90° и при угле сдвига их фаз Ч'’, не равном нулю, соз-
дают на роторе вращающий момент. Каждые два сосед-
них полюса создают момент в соответствии с выраже-
нием (3-15)
М ~ kgv ®ФЯ Фп sin Т
при Фй, опережающем Фи на угол Чг.
140
Суммарный рабочий момент будет в 4 раза больше:
Мп = 4kgp <оФя Фп sin Y, (3-62)
где gp— эквивалентная проводимость ротора.
Подставив (3-60) и (3-61) и учитывая, что
Ря = ~Рц ~ 1ц wn>
получим:
мр = 2^ю*;“','Й7г7- (З'ёз>
Реактивное магнитное сопротивление хтр, обуслов-
ленное размагничивающим действием ротора, определя-
ется из формулы [25] :
хтр = 0,707 fyb (0,778+1п , (3-64)
\ *41 /
где у — удельная проводимость материала ротора; Д—
толщина ротора; а — расстояние от центра полюса до
края ротора; RB—радиус эквивалентного круглого по-
люса.
В силу симметрии системы потери в стали полюсов и
каждой четверти ярма примерно одинаковы, поэтому по-
токи Фя и Фп будут отставать от соответствующих токов
-/я и 1П на одинаковые углы. Отсюда следует, что угол Ч'’
между векторами потоков Фя и Фп можно считать рав-
ным углу между векторами токов /я и /п- Уравнение
(3-36) для момента на подвижной системе реле примет
вид:
Мр = kK wB w„ 1ЯIB sin ¥, (3-65)
где
ь =-----2^2-----, (3-66)
|ZmH + 2Zmnl?
Для выпускаемых в настоящее время четырехполюс-
ных индукционных систем коэффициент йм при частоте
сети 50 Гц равен 1,20-10-5 Н-см/А2 при зазоре у полюсов
1 мм и 0,6-10-5Н-см/А2 при зазоре 2 мм.
При подаче на одну из обмоток (например, ярма) или
последовательный контур, в который входит эта обмотка,
141'
напряжения, опережающего ток в другой обмотке на
угол фр, угол Т между токами в обмотках и момент на
подвижной системе реле будут равны:
^ = фр-^.я; (3-67)
= 1гы wy wa In sin (фр — рк.я), (3-68)
гк.я
где ?к я — полное сопротивление обмотки или последова-
тельного контура, куда входит обмотка; 0К я — угол пол-
ного сопротивления обмотки или ее контура.
При подаче на обе обмотки или их контура'напряже-
ний, сдвинутых по фазе на угол фр, угол Ч'’ между тока-
ми в обмотках и момент на подвижной системе реле бу-
дут равны:
^ = ФР-(₽к.я-₽к.п); - (3-69)
Л4Р = kM шя®п sin [фр - (₽к.я - ₽к.п)], (3-70)
2К.Я гК.П
Где г1;п и рк.п — полное сопротивление обмотки полюсов
или ее контура и его угол.
Индукционные реле мощности. Реле выполняются на
четырехполюсной системе с зазором 1 мм. Принцип дей-
ствия у всех реле одинаков. Обмотка Wn, расположенная
на основных полюсах II—II индукционной системы (рис.
3-5), обтекается током /р от трансформатора тока и со-
здает в основных полюсах магнитный поток, пропорцио-
нальный м. д. с. обмотки F-a. Обмотка Wa, расположенная
на ярме индукционной системы, вместе с добавочными
резисторами, конденсаторами и другими элементами об-
разует контур обмотки ярма, подключаемый к трансфор-
матору напряжения. Ток в обмотке ярма 1Я сдвинут по
фазе относительно напряжения на контуре Uv на угол
₽кя и создает пропорциональный м. д. с. Ря обмотки маг-
нитный поток в приставных полюсах I—I реле. Вектор-
ная диаграмма токов и напряжений для общего случая
приведена на рис. 3-7. Токи в обмотках реле будут рав-
ны:
1р = 7Р (cos фр+ /sin фр);
t = — (cos рк.я + / sin рк.я),
2к.я
142
(да ^к.ч—полное сопротивление контура обмотки ярма.
Момент Мр, действующий на подвижную систему реле,,
пропорционален мнимой части произведения комплекса
м. д. с. одной обмотки на сопряженный комплекс м. д. с.
другой обмотки. Отсюда уравнение момента будет иметь
вид:
Рис. 3-7. Векпорнаж диаграмма
реле мощности.
Рис. 3-& Угловая характери-
стииа реле. мощности а комп- -
лексной плоскости.
а сам момент пропорционален мощности IPUP, подводи-
мой к зажимам реле.
Основными характеристиками реле мощности явля-
ются угловая характеристика 5Сраб=/(фр) и вольт-ам-
перная характеристика (7рСраб—f (Л>). Угловая характе-
ристика реле мощности в комплексной плоскости сопро-
тивлений RX, где R и X — вторичные активные и
реактивные сопротивления защищаемой линии, является
геометрическим местом концов векторов сопротивления
линии, соответствующих положению равновесия подвиж-
ной системы реле при определенной величине тока в ли-
нии Равновесие подвижной системы определяется усло-
вием
Mp-Mnp = 0, (3-72)
из
где Л!Пр — момент противодействующей пружины и сил
трения.
После подстановки (3-71), умножения обеих частей
уравнения на гКя/(Ама»п№ч/‘) и разложения синуса сум-
мы углов получим:
-р- (sin ₽8.я cos фр—cos рк.я sin фр) — Mbp*k-s- =5 о. (3-73)
После подстановки
J-Je. « zp; Zp cos Фр = 2?d; Zp sin Фр = x0
'p
уравнение (3-73) примет вид:
tfpSinfU-XpeosfV,-------= 0. (3-74)
Полученное уравнение является нормальным уравне-
нием прямой в координатах RX-, положение этой прямой
в комплексной плоскости показано на рис. 3-8. Сама
прямая является граничной линией, отделяющей область
срабатывания реле.
Отрезок ОА (расстояние от граничной линии до нача-
ла координат) принадлежит линии максимальной чувст-
вительности, а угол между ним и осью R называется уг-
лом максимальной чувствительности. Длина отрезка ОА
определяет «мертвую зону» реле и равна:
- __ Мпр я
ZOA “ 2
k W W Гп
м я п Р
(3-75)
Угол максимальной чувствительности фмч определя-
ется из уравнения (3-71) по условию sin (рк.ч — фм.ч) = 1,
откуда ₽кч — фм.ч=90°, следовательно,
Фм., = ₽к.я-90\ (3-76)
Подставив в (3-71) значение ркл=90°+фм.ч, получим
осйовное уравнение для рабочего момента на подвиж-
ной системе реле:
J£?.a,"/Pt/P COs (Фв - фм,ч). (3-77)
144
Угловая характеристика Sp.Cpa6=f(фр), являющаяся
основной характеристикой реле, обычно определяется
экспериментально. Расчетным путем она получается из
уравнения (3-72) путем подстановки (3-77) и SpCpa6—
—/р.сраб ^р.сраб:
«о.спаб =*-------------------- • (3-78)
р feM cos (фр— <рмч)
Графическое изображение этой зависимости приведено
на рис. 3-9.
Рис. 3-10. Вольт-амперная
характеристика реле мощ-
ности.
Рис. 3-9. Угловая характеристика ре-
ле мощности в координатах.
Вольт-амперная характеристика t/p cpa6=f (Л>) полу-
чается непосредственно из уравнения (3-77) с уче-
том (3-72):
(7р.сраб = —cos (ФР- фи.ч). (3-79)
kM Ws W„ Ip
Так как эту характеристику обычно определяют при
угле максимальной чувствительности, когда cos (фр—
—фм.ч) = 1, то уравнение (3-79) упростится и примет вид:
Г I ______ Мпр гя
ир.сраб , ,
«к К>я ЭДп ' р
(3-80)
Полученное уравнение соответствует равносторонней
гиперболе, асимптотами которой являются оси коорди-
нат (рис. 3-10).
При проверке реле приведенные выше характеристи-
ки обычно заменяются несколькими параметрами, в не-
10—505 145
которой степени определяющим» их. К этим параметрам
относятся следующие:
угол максимальной чувствительности, определяющий
наклон отрезка ОА на рис. 3-8 и положение точки О' на
рис. 3-9. Определяется при номинальных токе и напря-
жении;
минимальная мощность срабатывания, определяю-
щая отрезки О А на рис. 3-8 и О'А на рис. 3-9. Определя-
ется при номинальном
токе и угле максималь-
ной чувствительности;
ширина зоны сраба-
тывания, определяю-
щая расстояние между
восходящими ветвями
кривой на рис. 3-9. Она
определяется при но-
минальном токе и неко-
торых других его зна-
чениях.
Минимальное на-
Рис. 3-11. Схема индукционного пряжение срабатыва-
реле сопротивления в общем виде. ния реле (наименьшее
расстояние от горизон-
тальной ветви вольт-амперной характеристики до оси
абсцисс) обычно не проверяется и заменяется напряже-
нием, при котором обеспечивается правильный выбор на-
правления мощности при больших значениях тока.
Реальные характеристики для одного из исполнений
реле направления мощности приведены на рис. 3-37'
и 3-38.
Индукционные реле сопротивления также выполня-
ются на четырехполюсной магнитной системе. Принцип
действия одинаков у всех реле, за исключением трехфаз-
ного односистемного реле сопротивления КРС-121. Об-
мотки ярма и полюсов индукционной системы включают-
ся в два раздельных контура (рис. 3-11). В общем слу-
чае оба контура включены на напряжение Йр через
автотрансформатор TH с коэффициентами трансформа-
ции kH.n и йн.я, регулируемыми раздельно для каждого
из контуров. Дополнительно в каждый контур вводятся
напряжения компенсации или zM?/p, сдвинутые по
фазе относительна тока /р на угол Оп или <хя- Напряже-
146
ния компенсаций вводятся с помощью промежуточных
трансформаторов тока с зазором ТРа и ТРЯ, называемых'
трансреакторами, с сопротивлениями взаимоиндукции
2м.п и гм.я- В контуре обмотки ярма действует напряже-
ние
йк.я == &н.я Uv (cos фр + / sin фр) +
(3-81)
+ (cos ая + j sin ая);
Рис. 3-12. Векторные диаграммы токов и напряжений
реле сопротивления.
а — контур обмотки ярма; б — контур обмотки полюсов.
в контуре обмотки полюсов
= feH.n (cos фр + / sin фр) —
* — гм.п /р (cos ап + / sin ап). (3-82)
Контуры обмоток могут быть выполнены различны-
ми способами, поэтому для упрощения остальные, вхо-
дящие в контур элементы изображены в виде четырех-
полюсников. Каждый из контуров можно охарактеризо-
вать условным комплексным сопротивлением 2ке^г
модуль которого равен отношению действующего на кон-
тур напряжения к току в соответствующей обмотке ин-
дукционного элемента, а аргумент — углу сдвига их фаз.
10* 147
На рис. 3-12 приведены векторное диаграммы токов
и напряжений, действующих в контурах. Магнитодвижу-
щие силы обмоток ярма и полюсов будут равны:
Л = г/к.я®я/^.я; (3-83)
Fn = uK.nWn/zK.n. (3-84)
Уравнение для момента подвижной системы реле оп-
ределяется после подстановки (3-81) и (3-82) как мни-
мая часть произведения комплекса Fa на сопряженный
комплекс Fn. После преобразований аналогично (3-74)
получим уравнение характеристики реле:
Rp -Ь Хр “Ь tnR -|- пХ 4- <7 = 0, (3-85)
где
т = [sin ая ctg (Рк.п — ₽к.я) + cos ая] +
«н.я
+ [sin аи ctg (рк.п — рв.я) — cos ап]; (3-86)
"Н-П
П =-—[cos ая ctg (рк.п — рк.я)— sin ап1 —
"И-Я
---^n.[cosanctg(pK.n —pK.B) + sinan]; (3-87) j
"н-п }
^=^^я^п_Ып(ая_ал)с|§(Рвц_ркя)+ 1
"Н.я "Н П
+ cos (ая — ап)1. (3-88)
Почти все реле сопротивления рассчитываются та-
ким образом, чтобы при подключении контуров обмоток
к одному и тому же напряжению токи в обмотках были
сдвинуты на 90°, т. е. ctg (рк.п—Рк.я) =0. В этом случае
выражения для коэффициентов упростятся и примут вид:
т — dk*. cos ая----5*2. cos ссп; (3-89)
' ^Н.я £н.П
П = sin s-n сСп. (3 90)
&н.я fefl.n
< ? =--|М:?{М П cos^-Oh). (3-91)
’ "н.я«н-п *
148>
Полученное уравнение характеристики реле (3-85}
представляет собой уравнение окружности с координата-
ми центра
7?0 ==- т/2; Хо =—п12 (3-92)
и - радиусом
гокр = 0,5 У т2 + п2 — 4</. (3-93)
Рис. 3-13. Характеристики реле сопротивления в комплексной пло-
скости.
а — направленное реле сопротивления со смещением в I квадрант; б — нанрав-
ленное реле; в—реле полного сопротивления; г —реле со смещением в
III квадрант.
Характеристики реле в общем виде приведены на рис.
3-13. Область срабатывания реле располагается внутри
окружности. Линию ОА, проходящую через начало ко-
ординат и центр окружности, называют линией макси-
мальной чувствительности, а угол между ней и осью абс-
цисс — углом максимальной чувствительности (рм.ч
< рм.ч = arctg r= arctg . (3-94)
Ra т
149
Максимальное значение сопротивления срабатывания
(уставка сопротивления срабатывания) определяется От-
резком ОА и равно:
густ = /«о + *о + гокр = 0,5 ( /т2 + «а +
+ У т2 + п2— 4q ). (3-95)
Отрезок О В характеризует смещение окружности в
3-й квадрант комплексной плоскости. Сопротивление сме-
щения равно:
геме щ == / яо + *0 - гвкр = 0,5 iv'nr + n2-
— Ут2 + п2 — 4д). (3-96)
Смещение принято оценивать по отношению отрезков
ОВ и ОА, %:
А = (2с„ещ/2уег)100. (3-97)
Сопротивление срабатывания реле в этом случае оп-
ределяется из выражения
Зсраб = (^окр + 2смещ) COS (фм.ч Фр) 4*
4~ V (2^?окр 2смещ) гсмещ sin (фм.ч Фр) 4"
^4-г2окрсоз2(фмч-фр). (3-98)
При фр=фм.ч сопротивление срабатывания соответствует
уставке.
Приведенные соотношения справедливы в некотором
диапазоне токов /р. В области малых токов сопротивле-
ние срабатывания реле уменьшается за счет того, что с
уменьшением рабочего момента на подвижной системе
реле возрастает удельный вес моментов противодействую-
щей пружины и сил трения. Уменьшение происходит так-
же за счет нелинейности начального участка кривой на-
магничивания стали трансреактора и индукционной сис-
темы, что приводит к снижению Л1Р и zM. В области боль-
ших токов сопротивление срабатывания также уменьша-
ется из-за насыщения стали. В результате зависимость
сопротивления срабатывания от тока имеет вид, приве-
денный на рис. 3-14. Минимальный ток, при котором
уменьшение сопротивления срабатывания не превышает
150
10% максимального значения, называют током начала
точной работы, максимальный ток — током конца точной
работы.
Расстояние от нижней ветви характеристики гСраб —
=f (7Р) на рис. 3-14, б до оси абсцисс характеризует «мерт-
вую зону» — область, где реле не в состоянии замкнуть
свои контакты из-за недостаточного значения момента
на его подвижной системе.
Рис. 3-14. Зависимость сопро-
тивления срабатывания от ве-
личины тока при плавном из-
менении воздействующих вели-
чин.
а — реле полного сопротивления;
б— направленное реле; в — реле со
смещением в Ш квадрант.
Изменение уставок реле производится путем регули-
ровки коэффициента трансформации автотрансформато-
ров напряжения. Схема такого автотрансформатора при-
ведена на рис. 3-15 (для реле сопротивления КРС-111).
Для каждой отпайки автотрансформатора у соответству-
ющего гнезда на его панели нанесена цифра, обознача-
ющая число включенных витков, выраженное в процентах
от общего числа витков. Для подстановки в расчетные
формулы коэффициент трансформации определяется из
выражения
kH = 0,ОШ, (3-99)
где N — сумма цифр у гнезд, в которые ввернуты штеп-
сельные винты. Для изменения диапазона уставок у не-
которых типов реле дополнительно производится измене-
ние сопротивления взаимоиндукции у трансреакторов.
Изменение сопротивления взаимоиндукции для обеспе-
чения стабильности параметров контуров обмоток реле
производится путем изменения числа витков первичных
151
обмоток» Изменение числа вторичных витков производит-
ся только у направленных реле сопротивления для полу-
чения смещения характеристики реле.
го
w
зо
50
80
60
° /,5 / 0,5 О 0 г 4 6 8 90
чо
ю
1t5 1 0,5 0 0 2 4 6 о
90 80 70 60 50 40 30 2010
Рис. 3-15. Схема соединений автотрансформатора напряжения реле
сопротивления КРС-111.
Трансреакторы. Поскольку параметры реле сопротив-
ления и некоторых других реле определяются трансреак-
торами, следует рассмотреть их подробнее. Термин «транс-
реактор» относится к трансформатору тока с воздушным
зазором и обусловлен его назначением — получением на-
пряжения, пропорционального току и сдвинутого относи-
тельно него по фазе на некоторый угол. Воздушный зазор
вводится для улучшения линейности характеристик, так
как размагничивающее действие вторичной обмотки
обычно невелико и при отсутствии зазора сердечник бы-
стро насыщается. Воздушный зазор иногда перекрывает-
ся клинообразной пластинкой из листового пермаллоя.
Обладая высокой магнитной проницаемостью, пермал-
лоевая пластинка спрямляет начальный участок кривой
намагничивания, а при больших индукциях насыщается
и не влияет на ее форму. Клинообразная форма пластин-
ки позволяет регулировать степень компенсации нелиней-
ности начального участка кривой намагничивания.
Ток через первичную обмотку трансреактора /р и
напряжение на его вторичной обмотке 0$ связаны соот-
ношением
(3-100)
где Хм — сопротивление взаимоиндукции между обмот-
ками.
152
Трансреакторы изготовляются на унифицированны^
сердечниках и отличаются в основном обмоточными дан-
ными. В качестве величины, характеризующей сердечник,
используется коэффициент kx, численно равный э. д. с.,
наведенной в одном витке вторичной обмотки при м. д. с.
первичной обмотки, равной 1:
= (3-101)
где Wi и Ws— числа витков первичной и вторичной обмо-
ток трансреактора. Если пренебречь рассеянием, то коэф-
фициент можно рассматривать как индуктивное сопро-
тивление одного витка любой из обмоток трансреактора.
В этом случае параметры трансреактора будут опреде-
ляться выражениями, приведенными ниже.
Сопротивление взаимоиндукции, Ом,
хм = (оМ = kx wx w2. (3-102)
Индуктивное сопротивление любой из обмоток, Ом,
x = kxw2. (3-103)
Индуктивность любой из обмоток, Г,
L=*kxw2/(o. - (3-104)
Магнитное сопротивление сердечника с воздушным за-
зором, А/Вб,
jRm — co/kx. (3-105)
Магнитный поток в сердечнике (действующее значе-
ние), Вб,
Ф = kx w-JJu. (3-106)
Индукция в сердечнике (максимальное значение),
Вб/м2,
Вт = V2kx Wtlj/uS* (3-107)
(Sjk — сечение магнитопровода).
Величина kx может регулироваться с помощью маг-
нитного шунта (стальной пластинки, вводимой в воздуш-
ный зазор), изменяющего магнитное сопротивление воз-
душного зазора. Пределы регулировки kx для типовых
153
Таблица 3-1
Тип пластины Толщина набора, мм Воздушный зазор, мм kx 105, Ом
Магнитный шунт удален Магнитный шунт вдвинут
Ш-16 35 2,6 16,5 27
Ш-16 35 4,0 13,5 18,5
сердечников трансреакторов индукционных реле сопро-
тивления приведены в табл. 3-1.
В таблице приведены коэффициенты для обмоток,
расположенных по всей длине среднего стержня сердеч-
ника. Для маловитковых обмоток kx вследствие неодина-
кового рассеяния будет зависеть от расположения обмот-
ки относительно воздушного зазора. Поэтому у трансре-
акторов, имеющих две одинаковые маловитковые
первичные обмотки, для обеспечения их полной идентич-
ности одна из первичных обмоток располагается между
витками другой обмотки, что достигается одновремен-
ной намоткой обеих обмоток двумя параллельными про-
водами.
Рис. 3-16. Трансреактор и его эквивалентная схем» за-
мещения.
При необходимости получения напряжения, пропор-
ционального току и сдвинутого относительно его на угол,
отличный от 90°, применяется шунтирование вторичной
обмотки или ее части активным сопротивлением. Эквива-
лентная схема для такого трансреактора приведена на
рис. 3-16. Ток через шунтирующий резистор определя-
ется уравнением:
<a£g + / (га + #ш)
(3-108)
154
Подставив значения mL2 и <лМ из (3-102) и (3-103) И
произведя замену:
I — - = sin ф2;
У (r2 + /?in)2 + fex®2
получим:
j2 = "/iSin ф2 (sin фа-4- jcos ф2). (3-109)
®2
Падение напряжения на сопротивлении шунтирующе-
го резистора равно:
Цн =—S» Фг (sin ср2 + / cos ф2). (3-110)
Из (3-106) и (3-109) определим магнитный поток в
сердечнике трансреактора при наличии шунтирующего
резистора:
Ф = Л±А. = hsuh (cos ф2_jsin ф2). (з-111)
Rm ®
Электродвижущая сила обмотки w3 будет равна:
Ёа =— kx WjWsi^ cos ф2 (sin ф2 + j cos ф2). (3-112)
Электродвижущая сила на выходе трансреактора рав-
на сумме падения напряжения на сопротивлении шунти-
рующего резистора и э. д. с. на обмотке ws:
£тв —— wjx {kx U)scos ф2 + — s‘n ф-^(апф2+/соз фа). (3-113)
Отсюда напряжение компенсации на выходе транс-
реактора при наличии шунтирующего резистора равно:
^ = Лгм = ^к®асозФа + -^^) (3-114)
\ ®2 /
и опережает ток в первичной обмотке на угол
а = 90° —ф2, (3-115)
155
где
Ф2 = arctg —• (3-116)
Сопротивление взаимоиндукции трансреактора равно:
2м — ^4 (fex^3C0ST2 +(3-117)
\ И'а /
У реле сопротивления, использующихся для защиты
при междуфазных к. з., сопротивление взаимоиндукции
берется в омах на фазу и определяется как половина от-
ношения вторичной э. д. с. к току через последовательно и
согласно соединенные первичные обмотки реле (К.РС-111,
КРС-121, КРС-131 и др.). Если первичная обмотка
одна (реле КРС-112), то берется половина отношения
вторичной э. д. с. к току в первичной обмотке. У реле,
предназначенных для защиты при однофазных к. з.
(КРС-141, КРС-142), сопротивление взаимоиндукции оп-
ределяется между обмоткой, которая обтекается фаз-
ным током, и вторичной обмоткой как отношение вто-
ричной э. д. с. к току в фазной обмотке.
Контуры обмоток индукционного элемента у всех ре-
ле сопротивления составляются одинаково [27]. При их
построении учитываются четыре требования:
при подаче на оба контура напряжений, совпадающих
по фазе, токи в обмотках ярма и полюсов должны быть
сдвинуты по фазе на угол 90°;
исчезновение напряжения при к. з. не должно сопро-
вождаться переходными процессами в контурах обмоток,
приводящими к неправильному срабатыванию реле. Для
этого контуры выполняются таким способом, чтобы то-
ки в обмотках затухали по периодическому закону с ча-
стотой 50 Гц;
реле должно правильно срабатывать при к. з. в «мерт-
вой зоне» (хотя бы кратковременно). Для этого контур
обмотки ярма у направленных реле выполняется с боль-
шой добротностью, а в контур обмотки полюсов подает-
ся незначительный ток смещения от неповрежденной
фазы;
токи, проходящие в контурах, не должны приводить
к нагревам сверх допустимых для примененной изоляции
пределов.
Контур обмотки ярма, выполненный в соответствии с
приведенными выше требованиями, изображен на рис.
156
3-17. Дроссель Др, включенный последовательно с обмот-
кой ярма и вторичной обмоткой трансреактора, увеличи-
вает добротность контура и дает возможность в некото-
рых пределах регулировать угол сдвига фаз тока в об-
мотке ярма и напряжения на контуре. Исчезновение на-
пряжения при к. з. аналогично закорачиванию контура.
Энергия, запасенная в индуктивности или емкости кон-
Рнс. 3-17. Контур обмотки ярма,
а —схема контура; б —векторная диаграмма.
туров, вызывает затухающие колебания в контуре. Из
известной формулы для колебательных контуров
У1 R*
—
LC 41?
(3-118)
(3-119)
путем подстановки
С = 1/®хс; L = (хя + хтр + хдр)/ф; г = гя 4- гтр + гдр
получим условие, при котором затухающие колебания в
контуре будут иметь частоту 50 Гц
₽к.я =- arctg0,25 -Д + гтр + гдр #
%я Т «^тр “Г Ядр
Практически расчетное значение угла рк.я обычно на-
ходится в пределах —4-.—9°.
Контур обмотки полюсов построен несколько по-дру-
гому. Так как ток в обмотке ярма почти совпадает с по-
даваемым на контур напряжением, то ток в обмотке по-
люсов должен отставать от напряжения на угол, близкий
Рк.п = 90° + Рк.я. (3-120)
Такой поворот вектора тока с учетом необходимости
колебательного переходного процесса с частотой 50 Гц
возможен только при параллельном соединении обмотки
157
с емкостью. На рис. 3-18 приведена эквивалентная схема
для переходного процесса при близком коротком замы-
кании. С целью создания наиболее благоприятных усло-
вий для переходного процесса обмотка полюсов и вто-
ричная обмотка трансреактора имеют близкие по абсо-
лютным значениям и углу полные сопротивления Zn=
я ««схема контура; б — эквивалентная схема для переходного процесса;
в — векторная диаграмма.
w=ZTP=ZI,. Добавочные резисторы, включенные последо-
вателей) с обмотками, имеют одинаковые сопротивления
= ^доб"
Для обеспечения колебательного процесса с частотой
50 Гд должно удовлетворяться уравнение, выведенное из
(3-118):
г — Хг 4-
<; 2 8^
Получение необходимого угла сдвига фаз тока в об-
мотке полюсов и напряжения на контуре приближенно
производится по уравнению
Рк.я = arctg
(rL + ^доб)2 ~ 4 + хс
2(гь + «добХХЬ~М
(3-121)
19$
Векторная диаграмма контура приведена на рис.
3-18, в. Ток через обмотку полюсов /п совпадает по фазе
с напряжением на сопротивлении R2. Напряжение на об-
мотке полюсов опережает его на угол полного сопротив-
ления обмотки, геометрическая сумма Un и иЯ2 равна
падению напряжения на конденсаторе Uc. Ток через кон-
денсатор опережает напряжение Uc на 90°. Ток /к.п, по-
требляемый контуром, определяется как геометрическая
сумма токов 1с и 7П. Напряжение на сопротивлении R\
совпадает по фазе с током 1КЛ, падение напряжения на
вторичной обмотке трансреактора опережает последний
на угол полного сопротивления вторичной обмотки (при
разомкнутой первичной). Напряжение t7p, подаваемое
на контур, равно геометрической сумме напряжений
URi и UC-
Описанное выше исполнение контуров обмоток реле
позволяет иметь достаточно одинаковую частоту колеба-
тельных переходных процессов в контурах и неизменность
взаимного расположения векторов затухающих колеба-
ний. Момент на подвижной системе реле плавно-убывает
до установившейся величины, чем устраняется кратко-
временное срабатывание реле при к. з. вне зоны защиты,
сопровождающихся резким снижением тока и напряже-
ния до малых значений.
При к. з. в «мертвой зоне» свободные токи переходных
процессов в контурах, взаимодействуя с принужденным
током в контуре обмотки полюсов у направленных реле,
вызывают кратковременное срабатывание и устраняют
«мертвую зону» (рис. 3-14).
В диапазоне токов точной работы характеристики
контуров реле линейны, поэтому при подаче на реле толь-
ко тока или только напряжения потребление цепей про-
порционально квадрату подаваемых тока или напряже-
ния. Потребление реле уменьшается с уменьшением z^
трансреактора и коэффициента трансформации авто-
трансформатора напряжения. При одновременной пода-
че на реле тока и напряжения мощность, потребляемая
цепями реле, изменяется в зависимости от угла между
током и напряжением, подаваемыми на реле, и пропор-
циональность нарушается. Объясняется это тем, что в
контуре, где действует напряжение йн77р±^м/р, состав-
ляющая тока, пропорционального напряжению knU^ на-
159
водит дополнительную э. д. с. в первичной обмотке транс-
реактора, а составляющая тока, пропорциональная
Zm/p,— в первичных витках автотрансформатора напря-
жения. Эти э. д. с., геометрически складываясь с напря-
жением на первичных обмотках, изменяют потребляемую
мощность. У направленных реле сопротивления наимень-
шее потребление цепей напряжения наблюдается при
Фр~фм.ч, цепей тока — при фр«2фм.ч- В технических
данных приводятся наибольшие значения потребляемой
мощности при углах, отличных от приведенных выше, на
180°. У реле полного сопротивления эта зависимость вы-
ражена слабо, и с ней можно не считаться.
Потребление цепей тока и напряжения принято изме-
рять в вольт-амперах на фазу, подразумевая под этим
нагрузку на одну фазу соединенных в звезду вторичных
обмоток трансформаторов тока или напряжения, к ко-
торым подключено реле. Так, например, потребление
цепи напряжения реле, включенного на линейное напря-
жение, определяется как произведение проходящего в
цепи тока на фазное напряжение.
В некоторых защитах одно и то же реле сопротивле-
ния используется для осуществления двухступенчатой
односистемной дистанционной защиты и к поврежден-
ным фазам подключается пусковыми органами. Пере-
ключения в цепях тока и напряжения должны произво-
диться без разрыва цепи, так как в первом случае это
связано с недопустимостью разрыва вторичных цепей
трансформаторов тока, а во втором — с возникновением
в контурах обмоток переходных процессов, приводящих
к неправильным действиям реле. Такое переключение
достигается путем так называемой «мостящей» регули-
ровки переключающих контактов, когда сначала проис-
ходит замыкание замыкающего контакта, а затем раз-
мыкание размыкающего (и наоборот). Для таких пере-
ключений используются обычно реле серии КДР. Так
как контакты этих реле маломощны, то в цепях тока
включают промежуточные трансформаторы тока, сни-
жающие ток до допустимого для контактов значения.
В цепях напряжения такое переключение приведет к
кратковременному замыканию вторичных обмоток из-
мерительных трансформаторов напряжения, поэтому
или переключения должны производиться до подачи на
реле напряжения, или последовательно с контактами на
время переключения должны вводиться добавочные ре-
160
зисторы, ограничивающие ток через контакты до допу-
стимого значения.
На точность работы реле оказывают влияние силы
электростатического притяжения. В реле старых выпус-
ков подвижный контакт касался упора с пластмассовым
наконечником. Силы притяжения между контактом и за-
земленной металлической частью упора приводили к
значительному разбросу сопротивления срабатывания.
В настоящее время реле выпускаются с металлическим
упором, ввернутым в пластмассовую стойку. Касающие-
ся контакт и упор имеют заряд одинакового знака, и си-
лы взаимного притяжения отсутствуют. При нарушении
электрического контакта между упором и контактом си-
лы электростатического притяжения могут все же воз-
никнуть. В этом случае на металлический упор нужно
подать напряжение из цепи подвижного контакта. У ре-
ле старых выпусков это явление легко устраняется нане-
сением на пластмассовый упор в месте касания с контак-
том токопроводящего слоя графита мягким карандашом.
Самоходы у индукционных реле. При полностью симметричной
четырехполюсной индукционной системе и прохождении тока только
по одной из обмоток магнитный поток проходит только через одну
пару полюсов и вращающий момент на подвижной системе реле от-
сутствует. Однако ввиду различных технологических причин изгото-
вить полностью симметричную систему пока не удается. Незначи-
тельная часть магнитного потока ответвляется во вторую пару полю-
сов, н прн наличии фазового сдвига потоков на подвижной системе
реле появляется вращающий момент. Движение подвижной системы
под действием дополнительного потока, вызванного несимметрией
индукционной системы, носит название самохода. Самоход может
быть вызван и другими причинами (см. ниже). Наличие самохода
может привести к искажению характеристик и неправильной работе
реле. Самоходы опасны для тех реле, где м. д с одной из обмоток
может снижаться до малых значений. Так, на работу трехфазного
реле минимального напряжения самоходы практически не влияют,
зато для реле мощности, особенно с зазором 1 мм, самоходы неже-
лательны. Самоходы могут быть вызваны следующими причинами:
неодинаковой толщиной стенок барабанчика, обусловленной бие-
нием шпинделя токарною стачка,
неодинаковым магнитным сопротивлением симметрично располо-
женных участков магнитной цепи. Обычно это вызывается неодно-
родностью магнитных свойств и неодинаковой толщиной листов по-
ставляемой электротехнической стали. Различная толщина листов
всегда заметна в месте стыка частей магнитопровода;
неодинаковым магнитным сопротивлением симметрично распо-
ложенных путей для потоков рассеяния, что обусловлено неточностя-
ми в сборке магннтопровода реле. Часто наблюдается приводящее
к самоходу малозаметное смещение приставных полюсов при рас-
точке внутреннего диаметра отверстия для барабанчика у индукцион-
ных систем с миллиметровым зазором;
11—505
161
влиянием внешних магнитных полей и взаимоиндукцией между
отдельными элементами реле. Так, у реле сопротивления наблюда-
ются случаи взаимного влияния полей рассеяния расположенных ря-
дом дросселя и трансреактора, приводящего к самоходу;
дополнительной связью между контурами реле и отдельными
реле через цепи, присоединяемые к реле. Так, например, общеизвест-
но влияние на самоход у реле сопротивления проводов, идущих к
измерительному трансформатору напряжения. В какой-то мере вы-
зывает самоход и связь между контурами из-за конечного значения
сопротивления меди обмоток автотрансформатора напряжения у
реле сопротивления. По этой причине автотрансформаторы не удает-
ся сделать малогабаритными;
несимметрия магнитной системы возникает при хранении и
транспортировке реле. В процессе хранения могут произойти усыха-
ние и пластические деформации лакового покрытия пластин магни-
топровода, что приводит к ослаблению затяжки винтов, стягиваю-
щих последний. Вследствие ударов и тряски при транспортировке
может произойти взаимное смещение элементов магнитопро-
вода.
В процессе заводской регулировки реле самоходы, где это нуж-
но, устраняются или сводятся к минимально допустимому пределу
при замкнутых накоротко цепях напряжения или при разомкнутых
цепях тока. В условиях эксплуатации по некоторым из указанных
выше причин может возникнуть необходимость дополнительного
устранения самоходов. Устранение самоходов — трудоемкая и кро-
потливая работа, требующая некоторого опыта и навыка. Универ-
сального способа устранения самоходов нет, поэтому ниже приво-
дятся описания приемов, использующихся в различных сочетаниях
при устранении самоходов.
Самоход из-за различной толщины стенок барабанчика устра-
няется при снятых контактах и отпаянной пружине. При прохож-
дении по одной из обмоток тока разностенный барабанчик начнет
поворачиваться и займет такое положение, при котором индуктив-
ность обтекаемой током обмотки будет наибольшей. Очевидно, что
равновесие наступит тогда, когда магнитный поток будет проходить
через наиболее тонкую часть барабанчика. При пропускании тока
по другой обмотке барабанчик, если при этом нет какой-либо другой
причины самохода, повернется на 90° и займет новое положение
равновесия. Отметив рисками на барабанчике и полюсе положения
равновесия, устанавливают контактную систему таким образом, что-
бы при нахождении контакта у начального упора риски совпадали.
В дальнейшем, поворачивая барабанчик относительно оси, можно
в некоторой степени осуществлять компенсацию самохода от не-
симметрии.
Устранение самохода в условиях эксплуатации рекомендуется
производить при тех уставках, при которых будет эксплуатировать-
ся реле, во всем диапазоне возможных токов к. з. Цепи тока и на-
пряжения должны закорачиваться резисторами с сопротивлениями,
равными сопротивлениям цепей измерительных трансформаторов то-
ка и напряжения, измеренным в месте установки реле. Для грубого
устранения самоходов от несимметрии магнитной системы на цент-
ральной цилиндрической части магиитопровода, вдоль ее образую-
щей, снята лыска, позволяющая компенсировать несимметрию маг-
иитопровода. Более точную компенсацию можно производить пере-
иещением катушек по магнитопроводу. Компенсация несимметрии
162
возможна в нескольких положениях лыски; в случае затруднений
нужно попробовать устранить самоход во всех положениях,
У некоторых исполнений реле для компенсации несимметрии ис-
пользуются отпайки катушек, позволяющие изменять число витков
каждой катушки на 1% (реле ИРЧ-01А). В ряде случаев допускает-
ся шунтирование отдельных катушек сопротивлением несколько
тысяч ом.
Для устранения самоходов от взаимного влияния элементов ре-
ле у направленных реле сопротивления полезно попробовать по-
'менять местами выводы обмотки дросселя в контуре обмотки ярма.
В реле КРС-121 для устранения самоходов применена подпитка од-
ного из контуров от неповрежденной фазы через высокоомное сопро-
тивление.
Не исключается также применение других способов устранения
самоходов, неоднократно предлагавшихся различными авторами в
периодической печати.
3-2. МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ ТОКА РТ-30
являются комбинированными и
Рис. 3-19. Электромагнитный эле-
мент (отсечка) реле РТ-80.
Индукционные максимальное реле тока РТ-80 при-
меняются для защиты электрических установок при пе-
регрузках и к. з. Реле
состоят из трех элемен-
тов: индукционного с
зависящей от тока вы-
держкой времени, элек-
тромагнитного мгно-
венного действия (от-
сечки) и сигнализиру-
ющего о срабатывании
отсечки указательного
элемента.
Магнитопровод реле
имеет сложную конфи-
гурацию с двумя па-
раллельными ветвями
и делит создаваемый
обмоткой реле магнитный поток Ф на две составляющие.
Одна составляющая Фи подводится к индукционному
элементу, другая Фэ — к электромагнитному.
Якорь отсечки (рис. 3-19) представляет собой не-
уравновешенное коромысло 1, ось которого укреплена
на ответвлении магнитопровода 2. Под действием про-
тиводействующего момента Мя, вызванного неуравнове-
шенностью якоря, последний стремится повернуться
против часовой стрелки и прижимается к регулировочно-
му винту 3. Поток Фэ разветвляется в якоре по обоим
11*
163
плечам и создает на якоре направленные в противопо-
ложные стороны вращающие моменты Afai и Мэ2, опре-
деляемые выражениями: ЛТЭ1=А1ф22; МЭ2==/г2Фэ2- Сум-
марный момент, действующий на якорь отсечки, равен:
ЛГЭ= Л4я_(Мэ1—Мэ2) = МЯ —(^Фз2!—/г2Фэ2), (3-122)
а срабатывание отсечки определяется условием
А1Ф21—^2Фэ2>Мя. (3-123)
При достаточно большом токе в обмотке реле выпол-
няется условие (3-123) и якорь отсечки поворачивается
по часовой стрелке. В процессе поворота якоря левый
зазор увеличивается (Фэ2 уменьшается), а правый—
уменьшается (ФЭ1 растет). В связи с этим левая часть
неравенства (3-123) по мере поворота якоря резко воз-
растает и, несмотря на большой момент инерции якоря,
время срабатывания отсечки невелико.
Силы электромагнитного притяжения якоря /’3Mi и
Гэмг, направленные в одну сторону, дают приложенную
к оси якоря значительную равнодействующую силу,
вследствие чего при токах, близких к току срабатыва-
ния, якорь подвержен относительно большой вибрации.
Последнее является причиной значительного разброса
тока срабатывания отсечки, особенно при максимальной
уставке
На левом плече якоря отсечки укреплены фигурный
рычаг и изолирующая текстолитовая пластинка. Фигур-
ный рычаг 14 (рис. 3-20) опрокидывает сигнальный
флажок и обеспечивает взаимодействие якоря отсечки
с механизмом индукционного элемента. Текстолитовая
пластинка служит для передачи воздействия якоря на
контакты. На правом плече якоря помещены коротко-
замкнутый виток для уменьшения вибрации якоря в
притянутом положении и немагнитная заклепка для
предотвращения залипания якоря. Регулировочный
винт 3 (рис. 3-19) позволяет изменять соотношение воз-
душных зазоров у плеч якоря и тем самым регулировать
ток срабатывания отсечки. Для этого на регулировоч-
ном винте нанесена шкала уставок кратности тока сра-
батывания отсечки к току срабатывания индукционного
элемента.
Магнитная система индукционного элемента экрани-
рована. При отсутствии насыщения магнитопровода ра-
164
бочий момент Мр, действующий на алюминиевый диск,
помещенный между полюсами магнитопровода, опреде-
ляется уравнением (3-57) или
Mp = kfp, (3-124)
При некотором значении тока в обмотке реле момент
Л4Р преодолевает силы трения и диск начинает вращать-
Рис. 3-20 Кинематическая схема реле РТ-80.
ся. Противоположный магнитопроводу край диска 1
(рис. 3-20) проходит между полюсами постоянного маг-
нита 2. При вращении диска возникают тормозной мо-
мент от постоянного магнита и момент от токов резания.
Эти моменты определяются выражениями (3-26) и
(3-27). Действующие на вращающийся диск силы пока-
заны на рис. 3-21. Часть создающей рабочий момент
силы Fp уравновешивает силу торможения от постоянно-
го магнита Гт.м. Оставшаяся часть Fp—F‘ компенсиру-
ет моменты от токов резания, сил инерции и трения. Си-
яй FT,M и F’ направлены в одну сторону. Их равнодей-
1S5
ствующая Fr приложена к оси диска и приближенно
равна 2FT.M. Соотношение поперечных сечений экрани-
рованной и неэкранированной частей полюсов подобра-
но близким к оптимальному, т. е. обеспечивает макси-
мальное значение вращающего момента Л1Р—Мреэ на
диске и минимальное
потребление при токе
срабатывания индук-
ционного элемента.
На верхнем конце
оси диска имеется од-
но- или четырехзаход-
ный червяк 3 (рис.
3-20). Концы оси вра-
щаются в подпятниках
4 и 5, установленных
на подвижной рамке 6.
Рамка в свою очередь
может поворачиваться
в подпятниках 7 и 8 на
Рис. 3-21. Силы, действующие на
диск реле РТ-80.
незначительный угол,
ограничиваемый узлом 9. Нижний подпятник оси диска
5 представляет собой сочетание конической цапфы из не-
ржавеющей стали и миниатюрного радиально-упорного
подшипника с тремя шариками. Остальные подпятники
представляют собой сочетание нержавеющей стальной
цапфы с бронзовой втулкой.
В начальном положении диск вместе с рамкой оття-
нут пружиной 10 назад, к цоколю. При достаточной ско-
рости диска равнодействующая сила преодолевает со-
противление пружины 10 и двигает диск вместе с рам-
кой вперед, до сцепления червяка 3 с зубчатым секто-
ром 17. Ток в обмотке реле, при котором происходит
сцепление диска с зубчатым сектором, является током
срабатывания индукционного элемента. Регулировка то-
ка срабатывания ступенчатая и производится подключе-
нием к одной из семи отпаек секционированной катуш-
ки реле с помощью специальной контактной колодки.
Надежное сцепление червячной передачи обеспечивает-
ся стальной пластинкой 12, укрепленной на рамке и
притягивающейся к магнитной системе под действием
потоков рассеяния. Подгибанием этой пластинки регу-
лируется коэффициент возврата реле.
166
Вращающийся вместе с диском червяк поднимает
зубчатый сектор вверх. Хвостовик сектора, в начальном
положении лежащий на упоре 13 устройства регулиров-
ки уставок времени срабатывания индукционного эле-
мента, доходит до рычага якоря отсечки и поворачива-
ет его до тех пор, пока не осуществится условие (3-123).
После этого якорь отсечки опрокидывается и приводит
в действие контакты и сигнальный элемент. Чем ниже
опущен упор 13, тем больший путь нужно пройти зуб-
чатому сектору до соприкосновения с рычагом якоря от-
сечки, тем больше время срабатывания.
В момент сцепления сектора и червяка взаимное по-
ложение их может быть любым. При совпадении верши-
ны зуба сектора с вершиной зуба червяка соскальзыва-
ние зуба сектора относительно червяка может произойти
как вверх, так и вниз. Возможность этого является не-
маловажным фактором, определяющим разброс време-
ни срабатывания. Точное совпадение вершины зуба со
впадиной при сцеплении соответствует среднему значе-
нию времени срабатывания.
Так как время разгона диска до установившейся ско-
рости невелико по сравнению с временем срабатывания
, реле, то движение его можно считать равномерным (по
крайней мере до соприкосновения сектора с рычагом
якоря отсечки), поэтому влиянием сил инерции можно
пренебречь и частота вращения диска будет определять- _
ся уравнением (3-44), а время срабатывания—(3-46).
Частота вращения диска приводится в соответствие со
шкалой уставок подбором расстояния от полюсов магни-
та до оси диска.
С увеличением тока в обмотке реле рабочий момент
растет сначала пропорционально квадрату тока (3-124),
а затем, с началом насыщения магнитопровода, рост его
резко замедляется за счет ограничения магнитного по-
тока при насыщении. Соответственно этому время сраба-
тывания сначала резко уменьшается (зависимая часть
характеристики), а затем становится почти неизменным
(независимая часть характеристики). По ГОСТ 3698-60
для реле РТ-80 за независимую часть характеристики
принимается та часть характеристики, при которой вы-
держка времени увеличивается не более чем на 25%
значения, измеренного при 20-кратном токе срабатыва-
ния. Независимая часть характеристики начинается
примерно при 8-кратном токе срабатывания. Шкала вы-
167
Якорь отсечки и зубчатый
тяжести, а рамка с диском
Рис. 3-22. Кинематическая схе-
ма контакта усиленного испол-
нения.
мыкания контактов за счет
инерционной ошибки.
Главные контакты реле
держек времени соответствует 10-кратному току сраба-
тывания.
При исчезновении тока в обмотке реле или уменьше-
нии его ниже тока возврата индукционного элемента
происходит расцепление зубчатого сектора с червяком,
сектор под действием силы
под действием возвратной
пружины возвращаются в
исходное положение. Одна-
ко под влиянием сил инер-
ции (у реле РТ-80—за счет
инерции якоря отсечки) ре-
ле может замкнуть свои кон-
такты при сбросе тока до
срабатывания реле. Макси-
мально возможный проме-
жуток времени от момента
сброса тока до момента за-
сил инерции носит название
имеют два исполнения: нор-
мальное и усиленное. Контакты нормального исполнения
15 и 16 (рис. 3-20) изготовляются замыкающими, но при
Необходимости простой перестановкой подвижного и не-
подвижного контактов могут быть переделаны на раз-
мыкающие. Усиленные контакты выполнены переклю-
чающими (рис. 3-22). Размыкающий и замыкающий
'контакты кинематически связаны таким образом, что
размыкание размыкающего контакта происходит только
после замыкания замыкающего контакта. Замыкающий
контакт предназначен для замыкания цепи отключаю-
щей катушки выключателя, размыкающий—для дешун-
тирования ее. Схема включения обмотки реле и контак-
тов в этом случае аналогична реле РП-341. Для улуч-
шения коммутационной способности контакты изготов-
лены из композиции серебро — окись кадмия.
Некоторые исполнения реле имеют сигнальные кон-
такты 11 (рис. 3-20), приводимые в действие непосредст-
ственно зубчатым сектором. Так как часть хода зубча-
того сектора у таких реле тратится на перемещение
сигнального контакта, то диапазон выдержек времени
сокращен на одну уставку (минимальную). Отсечка в
этом случае действует только на сигнальный флажок.
На кожухе каждого реле смонтировано устройство
168
для установки сигнального флажка в начальное положе-
ние без снятия кожуха.
Реле выпускаются 12 различных исполнений и могут
быть изготовлены для выступающего или утопленного
монтажа. Краткая характеристика каждого исполнения
приведена в табл. 3-2.
Таблица 3-2
Реле Номи- наль- ный ток, А Уставки тока сраба- тывания индукцион- ного элемента, А Уставки времени срабатывания, с* Кратность тока при срабатывании от- сечки** Главный контакт Сигнальный кон- такт Схема внутренних соединений на рис 3-23
РТ-81/1 РТ-81/2 10 5 4; 5; 6; 8; 9; 10 4; 2,5; 3; 3,5; 4: 4,5; 5 0,5—4 2—8 Нор- маль- ный Нет а
РТ-82/1 РТ-82/2 10 5 4; 5; 6; 7- 8; 9; 10 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 2—16 2—8 » » а
РТ-83/1 РТ-83/2 10 5 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 1—4 2—8 » Есть с
РТ-84/1 РТ-84/2 10 5 4; 5; 6; 7; 8; 9- 10 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 4—16 ',2—8 » » в
РТ-85/1 РТ-85/2 10 5 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 0,5—4 2—8 Уси- лен- ный Нет в
РТ-86/1 РТ-86/2 10 5 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 4—16 2—8 Есть г
* При десятикратном токе срабатывания. Реле с выдержкой времени до
4 с имеют четырехзаходный червяк
* По отношению к току срабатывания индукционного элемента.
Технические данные
Номинальные данные и пределы регулирования уставок реле
приведены в табл. 3-2.
Ток начала свободного вращения диска составляет ие более
30% тока срабатывания индукционного элемента.
Погрешность тока срабатывания индукционного элемента отно-
сительно уставки не превышает ±5%.
Разброс тока срабатывания (выраженное в процентах отноше-
ние наибольшей разности измеренных величин к полусумме этих ве-
личии) не превышает 4%.
169
Погрешность тока срабатывания отсечки при уставках индукци-
онного элемента 4 А (для реле с /ном = 10 А) и 3 А (для реле в
/вом = 5 А) не превышает +30%; на максимальных уставках по»
грешность отсечки приведена ниже.
Уставка отсечкн, А . . 2 4 6 8
Погрешность, % . . , +15 +40 +60 +100
а;
Рис. 3-23. Схемы внутренних соединений реле РТ-80 и
РТ-90.
Отклонение времени срабатывания индукционного элемента от
уставки при 10-кратном токе уставки не должно превышать значе-
ний, приведенных в табл. 3-3. Время срабатывания при 4-кратном
токе уставки не превышает значений, приведенных в табл. 3-4. Раз-
брос времени срабатывания при 1,5-кратиом токе уставки не пре-
вышает 1 с для четырехсекундных и 2 с для шестнсекундных реле.
Таблица 3-3
Отклонение времени срабатывания при уставке, с
Реле 0,5 1 2 3 4 8 12 16
РТ-81, РТ-83, РТ-85 ±0,1 ±0,15 ±0,2 ±0,2 ±0,25 — —
РТ-82, РТ-84, РТ-86 — — ±0.5 — ±0,5 ±0,6 ±0,75 ±1,0-
170
Таблица 3-4
±.
Реле Время срабатывания при уставке, е
0,6 1 2 3 4 8 12 16
РТ-81, РТ-83, РТ-85 0,9 1,65 3,1 4,6 6,0 — — —
РТ-82, РТ-84, РТ-86 — 3,6 — 6,6 12,6 18,5 24
Зависимость времени срабатывания от кратности тока в обмотке
реле приведена на рис. 3-24 и 3-25.
Независимая часть характеристики начинается при 8—10-крат-
пом токе уставки.
При изменении частоты на ±3% номинального значения ток сра-
батывания отсечки изменяется не более чем на ±15% значения, из-
меренного при номинальной частоте. Ток и время срабатывания (при
10-кратном токе уставки) индукционного элемента меняются соот-
ветственно не более чем на ±6 и ±15%.
Рис. 3-24. Временные характеристики реле РТ-81,
РТ-83 и РТ-85.
/ — уставка 0,5 с; 2 —уставка 1 с; 3 — уставка 2 с; •/ —ус-
тавка 3 с; 5 — уставка 4 с.
При изменении температуры окружающего воздуха от —20 до
±40° С изменение времени срабатывания индукционного элемента
при 10-кратном токе уставки не превышает ±10% значения, изме-
ренного при +20° С. Ток срабатывания индукционного элемента в
этом же диапазоне температур меняется ие более чем на ±15%.
Коэффициент возврата реле не менее 0,8.
Время возврата реле при снижении тока в обмотке с 5/уст до
0,7ZJCI не превышает 0,8 с.
Инерционная ошибка реле не зависит от уставок реле и крат-
ности докоммутациоиного тока и примерно равна 40 мс.
171
Потребляемая мощность при токе уставки не более 10 В-А.
Увеличение потребляемой мощности после срабатывания отсечки
не превышает 15%. Примерная зависимость сопротивления обмот-
ки реле от кратности тока по отношению к току уставки приведена
на рис. 3-26.
Реле PT-83, PT-84, РТ 86 выдерживают длительное прохожде-
ние тока по обмотке до 110% /ном, реле PT-81, PT-82, РТ-85 —
110% /уст.
Ниже приведена коммутационная способность контактов:
замыкающие контакты нормального исполнения способны вклю-
чать при замыкании постоянный или переменный ток 5 А при на-
пряжении до 250 В, но размыкание цепи должно производиться
другими контактами;
Рис. 3-25. Временные характеристики реле РТ-82,
РТ-84 и РТ-86.
Г— уставка 2 ; 2 — уставка 4 с; 3— уставка 8 с; 4 —устав-
ка 12 с; 6 — уставка 16 с.
размыкающие контакты нормального исполнения способны раз-
рывать переменный ток 2 А и постоянный ток 0,5 А при напряже-
нии до 250 В. Если управляемая цепь питается от трансформатора
тока и при токе 4 А ее полное сопротивление не более 4 Ом, а при
токе 50 А не более 1,5 Ом, то контакты реле способны шунтировать
и дешунтировать эту цепь при токах до 50 А;
контакты усиленного исполнения способны шунтировать и де-
шунтировать управляемую цепь при токах до 150 А, если управляе-
мая цепь питается от трансформатора тока и ее параметры анало-
гичны приведенным выше;
замыкающие сигнальные контакты способны замыкать и размы-
кать цепь постоянного тока до 0,2 А или переменного тока до I А
при напряжении до 250 В.
Габариты реле приведены на рис. П1-10 и Ш-11.
Масса реле не более 3,7 кг.
Обмоточные данные реле приведены в табл. 3-5.
При регулировке зазор между диском и полюсами электромаг-
нита или постоянного магнита должен быть не менее 0,3 мм с каж-
172
Таблиц^ 3-5
Лют & Число витков Провод Число витков от начала намотки до отпаек
5 120 ПБД-1,45 48, 54, 60, 68, 80, 96
10 60 ПБД-1,95 24, 27, 30, 34, 40, 48
Рис. 3-26 Зависимость полного
сопротивления обмотки реле
РТ-85/2 от тока.
Рис, 3-27. Схема проверки реле
РТ-80 и РТ-90
дой стороны. Люфты рамки и диска должны иметь такую величину,
чтобы при переворачивании реле диск не касался полюсов электро-
магнита и постоянного магнита. Если в зазоры между полюсами
попали посторонние частицы, то их необходимо осторожно удалить.
Якорь отсечки должен поворачиваться без трения и иметь осевой
люфт 0,1—0,2 мм. Правый конец якоря отсечки должен прилегать
к магнитопроводу всей плоскостью, без перекосов. При повороте
подвижной рамки от руки сектор должен входить в зацепление с
червяком не меиее чем иа */з высоты зуба на любой уставке. Осевой
люфт сектора должен быть не более 0,5 мм.
Контакт нормального исполнения должен иметь зазор не менее
2 мм и в разомкнутом состоянии слегка касаться изолированного
упора.
Контакты усиленного исполнения должны иметь зазор у замы-
кающего контакта не менее 1,5 мм, а у размыкающего (после сра-
батывания) — не менее 2 мм. Нажатие размыкающего контакта
должно быть не менее 0,08 Н, иажатне пружины на замыкающий
контакт — не менее 0,10 Н. При срабатывании контактная пружина
подвижного размыкающего контакта должна ложиться на упор
с прогибом 0,2—0,3 мм.
173
Межконтактный зазор у сигнального контакта 2—2,5 мм.
Срабатывание главных контактов и выпадение сигнального
флажка должно происходить в конце хода якоря отсечки.
При необходимости проверки и корректировки электрических
параметров реле собирается схема, приведенная на рис. 3-27. Напря-
жение источника питания должно обеспечивать синусоидальный ток
при 10-кратном токе уставки. Для выполнения этого условия ре-
комендуется питать схему непосредственно от сети переменного то-
ка 220 В через реостаты. Если реле имеет стальной кожух, то пара-
метры реле (особенно отсечки) следует проверять при надетом
кожухе. Главные контакты усиленного исполнения электрически со-
единены с обмоткой реле. При проверке реле с усиленными контак-
тами во избежание ошибок рекомендуется включение электросекун-
домера через изолирующий трансформатор. Проверка производится
в следующей последовательности:
проверяются величины тока начала вращения диска. Увеличен-
ный ток начала вращения свидетельствует об увеличенном трении
В подпятниках диска;
проверяются времена срабатывания индукционного элемента при
10-кратном токе уставки. В этом случае винт регулировки уставок
отсечки нужно вывернуть до упора. Регулировка времени сраба-
тывания производится подбором положения постоянного магнита;
проверяются величины тока срабатывания индукционного эле-
мента. Регулировка производится подбором натяжения возвратной
пружины;
проверяются величины тока возврата индукционного элемента
и коэффициента возврата. В этом случае сначала, при замкнутом
рубильнике Рг, реостатом Ri устанавливается ток, больший тока
срабатывания индукционного элемента, затем при разомкнутом ру-
бильнике Рг реостатом Rz устанавливается ток, равный 0,8 тока
срабатывания. При размыкании рубильника Рг в любом положении
зубчатого сектора должен происходить четкий возврат сектора с
рамкой в исходное положение. Регулировка тока возврата произво-
дится подгибанием стальной пластинки 12 (рис. 3-20) на подвиж-
0ой рамке. Чем ближе пластинка к магнитопроводу, тем меньше
ток возврата;
проверяются токи срабатывания отсечки. В случае, если при
проверке производилась регулировка какого-либо параметра, то пре-
дыдущие проверки должны быть произведены вновь. Основные фак-
торы, влияющие на электрические параметры индукционного эле-
мента, приведены в табл. 3-6.
Таблица 3-6
Параметры Основные влияющие факторы
Ток начала вращения Трение в подпятниках
Рремя срабатывания Положение постоянного магнита
Ток срабатывания Натяжение возвратной пружины, поло-
жение постоянного магнита
Ток возврата { Положение стальной пластинки, на рам- ке, натяжение возвратной пружины
174
При монтаже реле с задним присоединением во избежание де-
формации цоколя и неправильной работы реле необходимо в местах
крепления между цоколем и панелью устанавливать стальные про-
кладки, входящие в комплект деталей присоединения. Для измене-
ния уставок тока срабатывания индукционного элемента без разрыва
цепи трансформатора тока реле имеет запасной винт с пластмассо-
вой головкой, находящийся в холостом гнезде колодки переключе-
ний. При изменении уставки необходимо сначала ввернуть запасной
винт в нужное гнездо, а затем перенести второй винт в пустое
гнездо.
3-3. МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ ТОКА РТ-9О
Назначение и конструкция реле РТ-90 такие же, как
и реле РТ-80. Основное отличие их заключается в более
раннем наступлении независимой части характеристики
времени срабатывания при кратности тока срабатыва-
ния индукционного элемента, в 2—2,5 раза меньшей, чем
у реле РТ-80.
Так как независимая часть характеристики обуслов-
лена насыщением магнитопровода реле, то очевидно,
что для сдвига ее влево необходимо увеличить м. д. с.
обмотки при неизменном токе. Это было достигнуто
увеличением числа витков обмотки реле в 1,75 раза. Так
как увеличение числа витков обмотки приводит к умень-
шению тока срабатывания и выдержки времени индукци-
онного элемента, то отношение площадей поперечных
сечений экранированной и неэкранированной частей по-
люса изменено в сторону уменьшения рабочего момента
на подвижной системе реле. Для обеспечения необходи-
мого значения коэффициента успокоения и соответствия
токов срабатывания индукционного элемента уставкам
потребовалось уменьшение намагниченности постоянно-
го магнита (по сравнению с РТ-80 в 2,3 раза) и умень-
шение натяжения возвратной пружины. Таким образом,
более раннее наступление независимой части характе-
ристики времени срабатывания повлекло за собой сле-
дующее изменение параметров:
мощность, потребляемая реле при номинальном токе,
увеличилась в 3 раза;
увеличился нагрев обмотки реле;
затруднилось получение нужного коэффициента воз-
врата вследствие уменьшения усилия, выталкивающего
диск из зазоров постоянного магнита и магнитопровода
реле, и большего приближения стальной пластинки на
рамке реле для сохранения надежности сцепления сек-
тора с червяком;
175
уменьшилась ширина шкалы отсечки, а следов атель-
но, и точность ее;
увеличилась инерционная ошибка реле.
Реле серии РТ-90 имеют четыре различных исполне-
ния; краткая характеристика каждого исполнения при-
ведена в табл. 3-7.
Таблица 3-7
Уставки
Реле
Ток срабатывания
индукционного эле-
мента, А
РТ-91/1 10
РТ-91/2 5
2; 2,5? 3} 3,5} 4;
4,5} 5
Нор-
мальный
Нет 3'23,а
РТ-95/1 10
РТ-95/2 5
4; 5} 6; 7; 8; 9} 10 0,5; 1
2; 2,5? 3; 3,5; 2; 3;
4; 4,5; 5 4
Усилен-
ный
3-23, в
* При десятикратном токе срабатывания индукционного элемента,
* * По отношению к току срабатывания индукционного элемента.
Технические данные
Номинальные данные и пределы регулирования уставок реле
приведены в табл. 3-7.
Зависимость времени срабатывания индукционного элемента от
кратности тока в обмотке реле по отношению к току уставки приве-
дена на рис. 3-28. Время срабатывания при 4-кратном токе уставки
не превышает значений, приведенных ниже:
Уставка, с.............0,5 12 3 4
Время срабатывания, с . 0,7 1,2 2,4 3,5 4,5
Значение инерционной ошибки реле при различных уставках от-
сечки н кратностях тока в обмотке реле по отношению к току устав-
ки приведена на рис. 3-29 и 3-30.
Потребляемая мощность при токе уставки не должна превышать
30 В-A на любой уставке. Зависимость сопротивления обмоткн реле
176
Таблица 3-8
^НОМ. А Число ВИТКОВ Провод Число витков от начала обмотки до отпаек
5 210 ПБД-1,0 84. 94, 104, 118, 140, 168
10 105 ПБД-1,45 42, 47, 52, 59, 70, 84
от кратности тока в ней по отношению к току уставки приведена на
рис 3-31.
Реле выдерживает длительное прохождение по обмотке тока, не
превышающего 110% тока уставки.
Обмоточные данные реле приведены в табл. 3-8.
Во всем остальном реле РТ-90
полностью аналогичны реле РТ-80.
Рис. 3-28. Временные характе- Рис. 3-29 Зависимость инерцион-
ристики реле РТ-91 и РТ-95. ной ошибки от уставки отсечкн
(ток до коммутации 1,9/сраб,
Сброс ТОКа ДО 0,65/с раб)
Рис. 3-30. Зависимость инерцион-
ной ошибки от кратности тока до
коммутации по отношению к току
срабатывания (уставка отсечки 8,
сброс тока до 0,65/орав).
12—505
Рис. 3-3L Зависимость полного
сопротивления обмотки реле
РТ-95/2 от кратности тока
(уставка 2А).
177
3-4. ТРЕХФАЗНОЕ МИНИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ РНБ-231
Трехфазное минимальное реле напряжения РНБ-231
предназначено для применения в схемах максимальных
токовых защит в качестве пускового органа минималь-
ного напряжения. Реле выполнено на индукционной си-
стеме с зазором 2 мм и имеет две обмотки, предназна-
ченные для включения на линейные напряжения трех-
фазного переменного тока. Полные сопротивления и их
Рис. 3-32. Схема внутренних со-
единений реле РНБ-231.
Рис. 3-33. Векторная диаг-
рамма напряжений на за-
жимах реле РНБ-231.
углы у обоих обмоток одинаковы. Схема внутренних
соединений приведена на рис. 3-32.
При равенстве углов полных сопротивлений обеих
обмоток реле рабочий момент на подвижной системе оп-
ределится из (3-70) по выражению
2Ир = о,56м ия Ua sin фр, (3-125)
гя гп
где фр — угол сдвига фаз напряжений на зажимах реле.
При симметричной системе линейных напряжений
== — ^Р: sin фр = /3/2.
Рабочий момент на подвижной системе реле будет
равен:
Мв = 0,256, (Д. (3-126)
178
Векторная диаграмма напряжений на зажимах реле
приведена на рис. 3-33. Из уравнения (3-125) и вектор-
ной диаграммы видно, что реле реагирует на уменьше-
ние площади треугольника линейных напряжений. Ус-
тавки на шкале реле наносятся при подключении реле
к симметричному трехфазному напряжению, поэтому
при нарушении симметрии уставки теряют смысл. В по-
следнем случае реле будут срабатывать при соблюде-
нии неравенства
^в^п81Пфр.^> ~ U-уст, (3-127)
где {/уст — напряжение выбранной уставки. Уставки ре-
ле регулируются плавно изменением угла закручивания
пружины путем поворота диска — указателя шкалы. Ре-
ле имеет один замыкающий и один размыкающий кон-
такты без общей точки. В качестве токоподвода к под-
вижным контактам используются противодействующие
пружины.
Технические данные
Номинальное напряжение 100 В, 50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —20 ч-+40° С.
Уставки напряжения срабатывания находятся в диапазоне 40—
75 В.
Точность уставок равна ±5%.
Отклонение напряжения срабатывания при изменении частоты
сети на 1 Гц примерно равно 1 %.
Отклонение напряжения срабатывания при изменении темпера-
туры окружающей среды примерно равно 0,1 В на 1°С.
Коэффициент возврата не более 1,2.
Время срабатывания при мгиовеииом снижении напряжения со
100 В до 80% напряжения уставки не более 0,05 с.
Мощность, потребляемая каждой из обмоток при напряжении
100 В, не более 0,5 В-А.
Длительно допустимое напряжение ие более 1,1 1/Яом.
Габариты реле приведены на рис. Ш-8.
Масса реле не более 4,5 кг.
Таблица 3-0
Обмотки Число витков Провод Сопротив постоян- ному току ление, Ом полное
Обмотка ярма Обмотки полюсов 4 X 2650 2 X3000 ПЭВ-2/0,21 ПЭВ-2/0,18 640 540 3800 4000
12*
17»
Обмоточные данные и сопротивления обмоток при-
ведены в табл. 3-9.
Последовательно с обмоткой ярма включен регули-
руемый резистор 390 Ом для точного выравнивания уг-
лов полных сопротивлений обмоток.
При установке в эксплуатацию реле должно вклю-
чаться таким образом, чтобы на зажимы 7—8 подава-
лось напряжение, опережающее по фазе напряжение на
зажимах 5—8.
При проверке регулировки реле необходимо иметь в виду сле-
дующее
подвижная система должна поворачиваться свободно, без тре-
ния При наличии затираний следует проверить чистоту зазоров я
подшипников,
межконтактный зазор одного контакта в момент размыкания
другого контакта должен быть в пределах 1—1,5 мм;
угол встречи контактов должен быть примерно равен 50—60°;
совместный ход контактов после замыкания должен быть в пре-
делах 1—1,5 мм;
витки противодействующих пружин не должны касаться разде-
лительной текстолитовой шайбы и друг друга.
Регулировка и в случае необходимости корректировка электри-
ческих параметров реле должна производиться в следующей после-
довательности.
отвинчиваются на один-два оборота винты, крепящие пластмас-
совый диск регулировки натяжения пружины. Диск поворачивается
Таким образом, чтобы подвижная система находилась в равновесии
(подвижные контакты не касались неподвижных). Цепи обеих об-
моток подключаются параллельно к источнику напряжения 55—
65 В, передвижением хомутика иа регулируемом резисторе добива-
ются отсутствия вращающего момента на подвижной системе реле
и закрепляют хомутик в этом положении;
реле подключается к источнику регулируемого симметричного
трехфазного напряжения. Метка на пластмассовом диске устанав-
ливается против деления шкалы 60 и определяется напряжение сра-
батывания при плавном снижении напряжения со 100 В. Если на-
пряжение срабатывания отличается от уставки более чем на 5%,
то подбирают новое положение диска, соответствующее срабатыва-
нию при 60 В, и против деления 60 наносят новую метку. После
этого проверяется напряжение срабатывания на уставках 40 и 75;
проверка коэффициента возврата производится путем плавного
повышения напряжения от нуля до размыкания контактов 1—3.
Практически коэффициент возврата равен примерно 1,05.
3-5. РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ РБМ-171 И РБМ-271
Реле направления мощности РБМ-171 применяются
в схемах направленных защит, реле РБМ-271—в схемах
поперечных дифференциальных защит параллельных
линий для защиты от междуфазных к, з, Реле РБМ-171
180
и РБМ-271 выполнены на четырехполюсной индукцион-
ной системе с зазором 1 мм и отличаются друг от друга
количеством и конструкцией контактов, схемой внутрен-
них соединений и способом переключения уставок уг га
максимальной чувствительности. В остальном реле иден-
тичны.
Ряс. 3-34. Схема внутренних соединений реле РБМ-171 (а) и
РБМ-271 (5).
Рнс. 3-35. Векторные диаграммы реле РБМ-171
й РБМ-271
« - 4>и ч —6 ~ Фм.ч *5’-
181
Схема внутренних соединений реле приведена на
рис. 3-34. Контур обмотки ярма подключается к транс-
форматорам напряжения, обмотка полюсов — к транс-
форматорам тока. Последовательно с обмоткой ярма
предусмотрено подключение одного или двух добавоч-
ных резисторов и соответственно получение двух зна-
чений угла максимальной чувствительности. Векторная
диаграмма токов и напряжений для реле приведена на
рис. 3-35. Полное сопротивление контура обмотки ярма
2к.я определяется уравнением
4.я = /?д + ^ + /хя, (3-128)
где /?д — величина сопротивления добавочного резисто-
ра; гя, хя — активное и индуктивное сопротивление об-
мотки ярма.
Угол полного сопротивления контура ярма равен:
Рк.я ~ arctg (3-129)
^Д т гя
а угол максимальной чувствительности
ФМ.Ч = arctg —-------90\ (3-130)
Ад "Г
Реле РБМ-171 имеет один замыкающий контакт, ре-
ле РБМ-271—два замыкающих контакта без общей точ-
ки (в зависимости от направления мощности замыкается
тот или другой контакт; при обесточенных обмотках
реле оба контакта разомкнуты). С целью повышения на-
дежности замыкания контактов и устранения вибраций
при замыкании неподвижные контакты выполнены сдво-
енными, пружины их имеют различную толщину и раз-
личную частоту собственных колебаний, вследствие чего
разрывы цепи при вибрации смещены во времени. Сво-
бодный конец каждого контакта отогнут и с некоторым
трением перемещается по поверхности специального
угольника на задней упорной пластине. За счет трения
происходит быстрое затухание вибраций контактов при
срабатывании. Токоподвод к подвижным контактам осу-
ществлен через бронзовые противодействующие пру-
жины.
С целью уменьшения вибраций подвижной системы
и снижения потребления токовых цепей при больших
182
токах в полюсах под катушками токовой обмотки сдела-
ны вырезы, уменьшающие сечение полюсов и приводя-
щие к их быстрому насыщению.
Технические данные
Параметры, характеризующие отдельные исполнения реле, при-
ведены в табл. 3-10.
Таблица 3-Ю
Реле Номинальный ток, А Угол макси- мальной чувст- вительности, °* 1 Минимальная мощность сра- батывания, В-А** Количество кон- тактов
РБМ-171/1 5 —30 i 5 —45 ±5 3 4 1
РБМ-171/2 1 —30 + 5 -45 ±5 0,6 0,8
РБМ-271/1 5 —30 + 5 —45 ±5 3 4 2
РБМ-271/2 1 —30 ±5 —45 ±5 0,6 0,8
* При номинальных токе и напряжении.
** При номинальном токе,
Номинальное напряжение составляет 100 В, 50 Гц.
Диапазон рабочих температур —204-+40° С.
При изменении частоты от 47 до 53 Гц во всем диапазоне ра-
бочих температур мощность срабатывания при номинальном токе
отличается не более чем на 15% по отношению к значению, полу-
ченному при нормальной температуре и номинальной частоте.
Ширина рабочей зоны при токах 0,5/аом-+10/ном, напряжениях
16t7Cpa6-H,lt7H0M, частоте сети 47—53 Гц во всем диапазоне рабо-
чих температур находится в пределах 160—180°.
Время срабатывания при мощности, равной трехкратной мощ-
ности срабатывания, при угле максимальной чувствительности и од-
новременной подаче на реле тока и напряжения не превышает
0,05 с. Время размыкания контактов при сбросе до нуля тока,
равного 7номЧ-30/ном, и номинальном напряжении при одновремен-
ном отключении тока и напряжения, а также при перемене направ-
ления мощности не превышает 0,05 с. При снятии обратной мощ-
ности длительность замыкания контактов реле одностороннего дей-
ствия вследствие отброса подвижной системы не более 0,04 с.
183
При токах до 30/ном реле не замыкают свои контакты при от*
сутствии напряжения (зажимы 7—8 закорочены) и правильно опре-
деляют направление мощности при номинальном напряжении и то-
ке 0,2/вОМ.
Коэффициент возврата не менее 0,6.
Мощность, потребляемая токовыми цепями при номинальном
токе, не более 10 В-А. Мощность, потребляемая цепями напряжения
при номинальном напряжении, не превышает 40 В-А при угле мак-
симальной чувствительности 30° и 35 В-А при угле 45°. Зависимость
сопротивления токовой обмотки от тока приведена на рис. 3-36.
Рис. 3-36. Зависимость полного
сопротивления обмотки полю-
сов реле РБМ-171/2 от тока че-
рез обмотку.
Рис. 3-37. Угловые характери-
стики реле РБМ-171 и РБМ-271.
/ ~ гр “О’^ном5 = ^ном’
’ ” 1р =т(Чввм’
Токовые цепи длительно выдерживают токи до 1,1/пои и в те-
чение 1 с до 30/ном. Цепи напряжения длительно выдерживают на-
пряжение 1,Шном.
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с ин-
дуктивной нагрузкой (постоянная времени нагрузки ие более
0,005 с) 60 Вт при напряжении до 250 В и токе до 2 А.
Габариты реле приведены на рис. П1-8,
Масса реле не более 4,5 кг.
Обмоточные данные реле приведены в табл. 3-11, уг-
ловая и вольт-амперная характеристики — на рис. 3-37
и 3-38.
Для получения угла максимальной чувствительности
—30° последовательно с обмоткой ярма включается до-
бавочный резистор 47 Ом, для получения угла —45° до-
бавляется регулируемый резистор 0—180 Ом.
184
Таблица 3-11
Обмотки Исполнение реле Число витков Провод Полное сопро- тивление, Ом Угол полного сопротивле- ния, °
Обмотка тока РБМ-171/1 РБМ-271/1 2X30 ПБД-1,45 0,4 62
РБМ-171/2 РБМ-271/2 2X150 ПБД-0,8 8,5 62
Обмотка напряже- ния Все реле 4X720 ПЭВ-2/0,41 280 68
и РБМ-271/1.
Реле предназначены для работы при синусоидаль-
ных токе и напряжении в пределах 10%-ной точности
трансформатора тока. При значительных искажениях
формы кривой тока изменяется угол максимальной чув-
ствительности реле и появляется вибрация подвижной
системы. Так при 50%-ной погрешности трансформато-
ра тока зона надежной работы реле РБМ-171 сокраща-
ется до 100—110°, зона надежной блокировки — до 115°,
изменение угла максимальной чувствительности, изме-
185
ренное по первой гармонике, около 6°. В настоящее вре-
мя реле снабжены двумя дополнительными упорами,
ограничивающими поворот подвижной системы. При
строго одновременном касании подвижной системой двух
упоров в каждом из крайних положений в тех же усло-
виях зона надежной работы будет составлять около
150°.
Осевой люфт подвижной системы должен быть в пределах 0,2—
0,3 мм. Нижний край барабанчика должен отстоять от опорной
пластины примерно на 2 мм. Зазор между контактами должен быть
не менее 1 мм, провал неподвижных контактов 1,5—2 мм, угол встре-
чи контактов около 60°. Неподвижный контакт с менее жесткой
пружиной должен замыкаться с подвижным на 0,2—0,3 мм раньше.
Неподвижные контакты должны слегка касаться передних упорных
пластин. Отогнутые назад концы неподвижных контактов должны
с некоторые трением перемещаться по угольникам задних упорных
пластин, однако это трение не должно препятствовать четкому воз-
врату контактов в исходное положение. В случае застревания кон-
тактов нужно угол изгиба угольника сделать более тупым и умень-
шить давление отогнутого конца контактной пружины на угольник.
Проверка электрических параметров реле н их корректировка
производятся в схеме, приведенной на рис. 3-39, в следующей по-
следовательности :
при номинальных токах и напряжениях по фазометру опреде-
ляются углы, при которых замыкаются контакты при выбранном на-
правлении мощности. Полусумма этих углов (с учетом их знака)
даст значение угла максимальной чувствительности, а сумма их аб-
солютных значений — ширину зоны срабатывания. Полученные ве-
личины должны соответствовать данным табл. 3-9, а ширина зоны
должна находиться в пределах 175—180°. Корректировка угла мак-
симальной чувствительности производится изменением сопротивления
добавочного резистора;
при угле максимальной чувствительности и номинальном токе
при плавном увеличении напряжения определяется напряжение, при
котором происходит срабатывание реле и подсчитывается мощность
срабатывания. Корректировка ее производится изменением угла за-
кручивания противодействующей пружины. Угол закручивания ее
у реле РБМ-171 примерно равен 120°, у реле РБМ-271 — около 60°
(для каждой пружины);
плавным понижением напряжения от номинального значения
определяется напряжение, при котором происходит возврат реле,
Коэффициент возврата реле должен быть не менее 0,6;
время срабатывания проверяется при номинальном токе, на-
пряжении, равном трехкратному напряжению срабатывания, и угле
между ними, равном углу максимальной чувствительности. Провер-
ка производится при одновременной подаче на реле тока н напря-
жения, что соответствует наибольшему значению времени срабаты-
вания;
многократным включением реле при номинальном напряжении и
номинальном токе проверяется отсутствие застреваний контактов и
изменения межконтактного зазора;
проверяется правильность работы реле в соответствии с техни-
ческими данными при различных токах. Проверку при токах свыше
186
10/ном нужно производить очень кратковременно, не подвергая то-
ковую обмотку реле перегреву. Появление запаха горелой изоляции
недопустимо. Проверку следует производить при токах, не превы-
шающих ожидаемое максимальное значение тока к. з. В случае не-
соответствия реле этим данным производится регулировка реле с
целью уменьшения самохода. Самоход от тока устраняется при за-
короченной цепи напряжения и угле закручивания пружины, равном
нулю, путем подбора положения лыски на центральном сердечнике.
Вследствие неодинакового насыщения частей магнитопровода само-
ход в области больших токов может менять свое направление. Са-
моход от напряжения устраняется при разомкнутой токовой обмотке
изменением положения катушек обмотки ярма. После устранения
самохода все проверки производятся вновь;
проверяется работа контактов в ожидаемом диапазоне токов
и напряжениях, равных номинальному, а также 50 и 10 В. В ка-
честве нагрузки используется быстродействующее промежуточное
реле. Промежуточное реле должно срабатывать четко, без виб-
раций.
3-6. РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ РБМ-177,
РБМ-178, РБМ-277 И РБМ-278
Реле направления мощности РБМ-177 и РБМ-178
применяются в схемах направленных защит, реле
РБМ-277 и РБМ-278 — в схемах поперечных дифферен-
Рис. 3-40. Схемы внутренних соединений реле,
а —реле РБМ-177 и РБМ-178; б—РБМ-277 и РБМ-278.
циальных защит от замыканий на землю сетей с больши-
ми токами при к. з. на землю. Конструкция их такая же,
как у реле РБМ-171 и РБМ-271, схема внутренних сое-
динений приведена на рис. 3-40. Последовательно с об-
моткой ярма помимо добавочного регулируемого рези-
187
стора включен конденсатор. Векторная диаграмма токов
и напряжений реле приведена на рис. 3-41. Из (3-76)
угол максимальной чувствительности равен:
хя~хс
#я+ ^?доб
90°.
(3-131)
фм.ч = arctg
Рис. 3-41. Векторная диаграм-
ма контуров обмотки ярма ре-
ле РБМ-177, РБМ-178, РБМ-277
и РБМ-278.
Ток в обмотке ярма
опережает по фазе подан-
ное на контур напряже-
ние на угол 20° (угол от-
рицателен). Для получе-
ния положительного
фмч=70° полярность
включения обмотки ярма
по сравнению с реле
РБМ-171 и РБМ-271 взя-
та обоатной.
Реле РБМ-178 и
РБМ-278 отличаются от
реле РБМ-177 и РБМ-277
в Зраза большей чувстви-
тельностью за счет увели-
чения потребляемой це-
пями напряжения реле
мощности и не могут дли-
тельно находиться под на-
пряжением, равным номинальному, из-за опасности по-
вреждения изоляции от перегрева.
Технические данные
Параметры, характеризующие отдельные реле, приведены в
табл. 3-12.
Угол максимальной чувствительности реле равен 70±5°.
Реле должны правильно выбирать направление при угле мак-
симальной чувствительности и токах и напряжениях, равных: 30/иом
и 15 В: 7/ном и 5 В: 0,2/вом и 100 В,
Реле РБМ-178 и РБМ-278 допускают включение на напряжение,
равное номинальному, на время 1 мин, реле РБМ-177 и РБМ-277
длительно выдерживают напряжение 1,ШН0М.
Обмоточные данные реле приведены в табл. 3-13.
Остальные параметры реле идентичны параметрам реле
РБМ-171 и РБМ-271.
У реле РБМ-177 и РБМ-277 последовательно с об-
моткой ярма включены резистор, сопротивление которо-
188
Таблица 3-12
Реле Номинальный ток, А Угол максималь- ной чувствитель- ности, ° Минимальная мощ- ность срабатыва- ния, В-А Потребление цепей напряжения, В«А Количество кон- тактов
РБМ-177/1 5 3 35 1
РБМ-177/2 1 0,6 35
РБМ-178/1 5 1 90
РБМ-178/2 1 70±5 0,2 90
РБМ-277/1 5 3 35 2
РБМ-277/2 1 0,6 35
РБМ-278/1 5 1 90
РБМ-278/2 1 0,2 90
Таблица 3-13
Обмотки Исполнение реле Число витков Провод Полное сопро- тивление, Ом Угол полного сопротивле- ния, °
Обмотка тока РБМ-177/1 РБМ-277/1 РБМ-178/1 РБМ-278/1 2X30 ПБД-1,45 0,4 62
РБМ-177/2 РБМ-277/2 РБМ-178/2 РБМ-278/2 2X150 ПБД-0,8 8,5 62
Обмотка напряже- ВИЯ РБМ-177 РБМ-277 4X720 ПЭВ/2-0,41 280 68
РБМ-178 РБМ-278 4X520 ПЭВ/2-0,49 150 65
189
го регулируется в пределах 0—390 Ом и конденсатор
МБГЧ-1 емкостью 8 мкФ на напряжение 250 В, у реле
РБМ-178 и РБМ-278 — резистор 0—180 Ом и конденса-
тор МБГО-2 емкостью 16 мкФ на напряжение 400 В.
Реле предназначены для работы при синусоидальном на-
пряжении и токе.
Проверка регулировки н электрических параметров реле произ-
водится так же, как у реле РБМ-171 и РБМ-271, с учетом приведен-
ных выше отличий. В схемах проверки на рис. 3-39 провода, подхо-
дящие к зажимам 7—8 реле, необходимо поменять местами.
3-7. РЕЛЕ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ РБМ-273
Реле активной мощности РБМ-275 предназначено
для использования в качестве органа, контролирующе-
го активную мощность одной фазы сети переменного
Рнс. 3-43. Векторная диаграм-
ма контура обмотки ярма ре-
ле РБМ-275.
Рис. 3-42. Схема внутренних
соединений реле РБМ-275.
тока. Реле имеет регулировку мощности срабатывания;
с этой целью напряжение на контур обмотки ярма по-
дается через автотрансформатор со‘ступенчатой регу-
190
лировкой коэффициента трансформации. Контур об-
мотки ярма состоит из параллельно соединенных
обмотки ярма и конденсатора, последовательно с ко-
торыми включен дроссель с регулируемой индуктив-
ностью.
Регулировка индуктивности производится магнитным
шунтом в зазоре дросселя. Схема внутренних соедине-
ний реле приведена на рис. 3-42, векторная диа-
грамма токов и напряжений в контуре ярма — на
рис. 3-43.
Рассмотрение векторной диаграммы удобнее начи-
нать с тока /я, проходящего по обмотке ярма. Падение
напряжения на активном сопротивлении обмотки
1ягя совпадает по фазе с током через обмотку, а паде-
ние напряжения на индуктивном сопротивлении обмот-
ки 7яхя опережает его на 90°. Их геометрическая сумма
равна напряжению на обмотке ярма и напряжению
Uc на конденсаторе. Ток через конденсатор 1с опере-
жает напряжение на нем на 90°. Ток в неразветвленной
части цепи обмотки ярма равен геометрической сумме
токов через конденсатор и обмотку. Напряжение на
дросселе равно геометрической сумме падений напря-
жений на активном и индуктивном сопротивлениях
дросселя /к.яГдр и /к.яХдр, составляющих с током Ун.я
соответственно углы 0 и 90°. Напряжение на контуре
ярма равно сумме напряжений на обмотке дросселя и
конденсаторе или обмотке ярма. Это напряжение рав-
но также произведению напряжения UT„ подаваемого
на реле, на коэффициент трансформации автотранс-
форматора kB. При выполнении условия
х^хС-^(хв-хс)> (3-132)
такое построение контура обмотки ярма позволяет по-
лучить угол 90° между током в обмотке ярма и напря-
жением на контуре ярма. Из (3-76) в этом случае
<Рм.ч=0°', а уравнение момента на подвижной системе
реле из (3-71) будет иметь вид:
Л1р == M^wn/p^p cos (3-133)
З^к.я
что соответствует реле активной мощности. >
191
Обмотка автотрансформатора напряжения имеет
отпайки, выведенные на плату с 22 контактными гнез-
дами для подключения двух проводов с наконечника-
ми. Число вторичных витков автотрансформатора, под-
ключенных к контуру обмотки ярма, выраженное в
процентах от общего числа витков обмотки, опреде-
ляется суммой цифр N у использованных гнезд; регули-
ровка числа витков может производиться с точностью
до 1%. Часть отпаек выведена на зажимы цоколя реле,
вследствие чего число первичных витков п может ре-
гулироваться в пределах 60—100% общего числа вит-
ков обмотки. Реле калибруется при полностью вклю-
ченной как с первичной стороны, так и со вторичной
обмотке автотрансформатора при <рм.ч и /ном таким об-
разом, чтобы мощность срабатывания была равна
2/Н0МВт. Это условие позволяет достаточно просто оп-
ределять необходимое соотношение первичных и вто-
ричных витков автотрансформатора из уравнения
(3-134)
где Р*Ораб — требуемая активная мощность срабатыва-
ния, Вт.
Реле имеет замыкающий и размыкающий контакты,
устройство которых аналогично устройству контактов
реле РБМ-271. Для удобства регулировки и замены
индукционный элемент установлен на штепсельном
разъеме.
Технические данные
Параметры, характеризующие отдельные исполнения реле, при-
ведены в табл. 3-14
Номинальное напряжение составляет 100 В (50 Гц).
Угол максимальной чувствительности равен 0±5°.
Диапазон рабочих температур составляет —20ч--|-40°С.
Таблица 3-14
Реле Номинальный ток, А Пределы регулирования мощности срабатывания, Вт*
РВМ-275/1 5 10—500 ±10 %
РБМ-275/2 1 2—100±10%
• При напряжении На зажимах 7—в, равном 100 В.
192
Ширина рабочей зоны ±85° от угла максимальной чувствитель-
ности.
Мощность срабатывания при <рм ч и изменении напряжения от 20
до 10 В изменяется не более чем на 10%. Релечрассчитаны на сра-
батывание при токах 0,02/ном-^-1,73/шж. 4
Коэффициент возврата не менее 0,85.
Время срабатывания при <рМч и напряжении на зажимах 7—8,
равном 100/ КЗ В, не превышает 100 мс при кратности мощности
1,15 по отношению к мощности срабатывания и 70 мс прн Кратно’-
сти 1,5. При скачкообразном изменении мощности от 0,9 до 1,15
мощности срабатывания время срабатывания не превышает 0,12 с,
При крайних значениях рабочего диапазона температур мощ-
ность срабатывания изменяется не более чем на 25% мощности сра-
батывания при 20° С, фм.ч и зона работы — не более чем на 5°.
При изменении частоты на ±3 Гц мощность срабатывания из-
меняется не более чем на 10% мощности срабатывания при частоте
50 Гц.
Мощность, потребляемая цепями напряжения при номинальном
напряжении, не превышает 25 В-A (напряжение подается на зажи-
мы 7—8, снимается со всей обмотки).
Реле длительно выдерживает напряжение 1,1 Ином (при п=М=
=604-100%) н ток 1,1/ном. Токовые цепи реле выдерживают и тех
чение 1 с токи до 30/ном. ' ~ -
Потребляемая мощность токовых цепей при номинальном токе
не превышает 5 В-А.
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с ин-
дуктивной нагрузкой (постоянная времени ие более 0,005 с) 50 Вт
при напряжении до 250 В и токе до 2 А.
Реле выдерживает не менее 10 000 срабатываний при мощности
на реле 1,5 Рсраб.
Масса реле около 10 кг.
Габариты реле приведены на рис. П1-12.
Обмоточные данные реле приведены в табл. 3-15.
Конденсатор МБГЧ-1, включенный параллельно
обмотке ярма, имеет емкость 10 мкФ и рабочее напря-
жение 250 В.
Реле предназначены для работы при синусоидальном
токе и напряжении. При выборе отпаек автотрансфор-
матора следует учитывать, что для обеспечения тепло-
стойкости обмоток вторичное напряжение в любом
случае не должно превышать НОВ.
Проверка электрических параметров и их корректировка про-
изводятся по схеме, приведенной на рис. 3-39, в следующем по-
рядке:
при номинальном токе, напряжении на зажимах 7—8, равном
WO/УТ В, и /г=М =100% по фазометру определяется <рм.ч (как
У реле РБМ-171). Угол корректируется магнитным шунтом в зазо-
ре дросселя;
при тех же токе и напряжении и при <рм.ч снижают ток до нуля,
а затем при плавном увеличении тока определяют мощность, при
13—505 193
Таблица 3-15
Обмотки Число витков . Провод
Обмотки полюсов реле: РБМ-275/1 РБМ-275/2 Ч. 2X20 2X100 ПСД-1,68 ПЭВ-2/0,93
Обмотка ярма реле: РБМ-275/1 РБМ-275/2 4X720 ПЭВ-2/0,41
Обмотка дросселя Обмотка автотрансфор- матора 1500 1200 ПЭВ-2/0,31 ПЭВ-2/0,44
которой происходит срабатывание реле. Регулировка производится
изменением угла закручивания противодействующей пружины. Угол
закручивания пружины около 200°;
коэффициент возврата проверяется так же, как у реле РБМ-171;
время срабатывания проверяется при напряжении на зажимах
7—8, равном 100/ УУ (п=У=1ОО°/о), токе, равном 1,15 + 1,5/сраб
и угле между ними, равном <рм Время срабатывания зависит в ос-
новном от расстояния между контактами.
При значительных отклонениях параметров срабатывания от
нормы следует проверить отсутствие у реле самоходов от тока и на-
пряжения при незатянутой противодействующей пружине. Самоход
от тока проверяется при закороченном контуре обмотки ярма (п=
=0) и токах 0—2/иом. Самоход от напряжения проверяется при ра-
зомкнутой токовой цепи и напряжении 0—100 В (ге = У=100%).
Самоход можно считать допустимым, если он компенсируется за-
кручиванием противодействующей пружины на угол не более 15°.
Включение реле при токе 10/Ном и напряжении 100 В (n = W= 100%)
не должно приводить к изменению межконтактного зазора или за-
стреванию контактов.
3-8. РЕЛЕ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ PSM-27&
Реле реактивной мощности РБМ-276 предназначено
для использования в качестве органа, контролирующе-
го реактивную мощность одной фазы сети переменного
тока. Реле имеет регулировку значения мощности сра-
батывания с помощью автотрансформатора напряже-
ния, аналогичную регулировке реле РБМ-275. Момент
194
на подвижной системе реле реактивной мощности оп-
ределяется уравнением
Л7р = sin (з-135)
Из (3-71) следует, что для обеспечения такой за-
висимости фмч должен быть равен 90°, т. е. ток в обмот-
ке реле ярма должен совпадать с напряжением, подавае-
мым на реле. С этой целью последовательно с обмоткой
Рис. 3-44. Схема внутренних со-
единений реле РБМ-276.
Рис. 3-45. Векторная диаграм-
ма контура обмотки ярма реле
РБМ-276.
ярма включен конденсатор, компенсирующий индуктив-
ную составляющую сопротивления обмотки. Так как в
некоторых случаях требуются реле с <рмчУ=90°, то в кон-
тур введены добавочные резисторы а емкость конден-
сатора можно изменять перестановкой накладок на
щитке реле. Регулируемый резистор имеет шкалу, где
цветной эмалью нанесены точки, каждая из которых со-
ответствует определенному <рмл. Схема внутренних соеди-
13* 195
нений приведена на рис. 3-44, векторная диаграмма то-
ков и напряжений в контуре ярма — на рис. 3-45.
Рассмотрение векторной диаграммы удобнее начи-
нать с тока 1Я, проходящего через обмотку ярма и ее
контур. Ток в контуре обмотки разделяется на две со-
ставляющие, одна из которых 1С проходит через кон-
денсатор, а другая /«—через шунтирующий резистор
/?'i. Напряжение на конденсаторе Uc отстает от тока
/я на угол
а = — arctg----,
совпадает по фазе с током /«и отстает на 90° от тока
1с- Ток через шунтирующий резистор совпадает по фазе
с напряжением на конденсаторе, ток через конденсатор
опережает напряжение на нем на 90°. Падение напря-
жения на активной составляющей сопротивления обмот-
ки ярма и У?" совпадает по фазе с током /я, падение
напряжения на индуктивной составляющей опережает
последний на 90°. Геометрическая сумма их равна на-
пряжению на обмотке ярма. Геометрическая сумма на-
пряжений на обмотке ярма и конденсаторе равна напря-
жению kJJv, подаваемому на контур обмотки, и состав-
ляет с током через обмотку угол рКя (на диаграмме рав-
ный нулю).
Выбор коэффициента трансформации автотрансфор-
матора напряжения для получения необходимой мощ-
ности срабатывания при <рмч производится так же, как
у реле РБМ-275. При фМч¥=90° вследствие изменения
сопротивления контура обмотки ярма мощность сра-
батывания несколько увеличится. При необходимости
это изменение можно компенсировать уменьшением уг-
ла закручивания противодействующей пружины.
Технические данные
Пределы регулирования мощности срабатывания у реле с номи-
нальным током 1 А (РБМ-276/2) равны 1,2—100 В-A, у реле с но-
минальным током 5 А (РБМ-276/1) —6—500 В-А с допустимым
отклонением ±10%.
Угол максимальной чувствительности равен 90±2° е возможно»
стью изменения на ±15° с интервалами через 5°.
При <рмч¥=90° увеличение мощности срабатывания не превыша-
ет 15%.
Потребление цепей напряжения при номинальном напряжении
(n=N =100%) ие превышает 30 В-А.
196
Вторичное напряжение автотрансформатора в любом случае ие
должно превышать ПО В,
Обмоточные данные реле приведены в табл. 3-16.
Таблица 3-16
Обмотки Число витков Провод
Обмотки полюсов реле: РБМ-276/1 РБМ-276/2 2X20 2X100 ПСД-1,68 ПЭВ-2/0,93
Обмотка ярма 4X1155 ПЭВ-2/0,31
Обмотка автотрансфор- матора 1200 ПЭВ-2/0,44
Значения сопротивления резисторов и емкости кон-
денсаторов приведены ниже.
Ci, мкФ
С2, мкФ.................. . . «
Сз, мкФ..........................
, Ом.........................
R\, Ом...........................
0,5
3X1,0
1.0
1500
0—2600
В реле применены конденсаторы типа МБГЧ-1 на
напряжение 250 В с погрешностью ±10%.
Таблица 3-17
Уставка <рм ч, °
75 ' 80, 85 90 95. 100, 105
Положение накладок О О о О о
Подключенные элементы С1С2С3 С2Сз СУз C^Cjs
197
Положение накладок на щитке реле, соответству-
ющее различным уставкам срмч, приведено в табл. 3-17.
Во всем остальном реле полностью идентично реле
РБМ-275.
3-9. РЕЛЕ ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КРС-111
И КРС-112
Реле сопротивления КРС-111 предназначено для
применения в качестве измерительного органа, а реле
КРС-112 — в качестве пускового органа в схемах ди-
станционных защит.
Реле выполнены на четырехполюсной системе с за-
зором 2 мм. Для максимального уменьшения взаимно-
го влияния контуров обмоток каждый контур имеет
свой отдельный трансреактор. Оба трансреактора вы-
полнены одинаковыми (Дмп==Кмя==2м) без шунтиру-
ющих вторичную обмотку резисторов (ая — ап=90°).
Сопротивления взаимоиндукции выравниваются с по-
мощью магнитных шунтов. Для улучшения линейности
трансреакторов их воздушные зазоры перекрыты кли-
новидными пермаллоевыми пластинками. Контуры об-
моток подключаются параллельно к одной и той же
отпайке автотрансформатора напряжения £нч=£н.п=
=ka). В контуре обмотки ярма действует сумма
напряжений
+ (М36)
4ъ.л П р jj JrL '
а в контуре обмотки полюсов — разность
(3-137)
В этих условиях центр окружности характеристики
совпадает с началом координат, а уставка сопротив-
ления срабатывания равна:
(3-133)
Векторные диаграммы для случаев к. з. в зоне и вне
зоны защиты приведены на рис. 3-46. Срабатывание
реле происходит в том случае, когда ток в обмотке по-
люсов /п опережает ток в обмотке ярма /я.
Реле сопротивления КРС-111 предназначено для
включения на разность токов двух фаз и линейное на-
198
пряжение между ними и может быть использовано в
длительном и кратковременном режимах. В последнем
случае реле имеет повышенную чувствительность. Схе-
ма внутренних соединений приведена на рис. 3-47.
Реле имеет один замыкающий контакт. Выбор режима
Рис. 3-46. Векторные диаграммы реле КРС-111 и КРС-112.
а-*к.з. вне зоны зящиты; б—к з. в зоне, защиты.
работы производится изменением числа первичных вит-
ков автотрансформатора напряжения (напряжение по-
дается на зажимы 2—4 вместо 2—6). Регулировка ус-
тавок производится изменением числа первичных
витков трансреактора и коэффициента трансформации
автотрансформатора напряжения. Предусмотрена воз-
можность автоматического переключения отпаек авто-
трансформатора контактами промежуточных реле между
зажимами 8, 10 и 12, что позволяет применять реле для
Двухступенчатых дистанционных защит. Для уменьше-
ния искрообразования на контактах переключение
199
должно производиться при напряжении, сниженном
путем введения добавочных резисторов в первичную
цепь автотрансформатора. Отпайка от средней точки
обмотки автотрансформатора, выведенная на зажим 4,
используется при выполнении односистемной защиты
с переключениями в цепях напряжения для действия
при междуфазных к. з. Реле может использоваться при
Рис. 3-47. Схема внутренних соединений реле полного
сопротивления КРС-111. '
неодинаковых уставках трансреакторов, в этом случае
центр окружности характеристики в комплексной плос-
кости будет перемещаться по оси х вверх или вниз. Па-
раметры окружности характеристики могут быть вы-
числены по формулам (3-92) и (3-93). Сопротив-
ление взаимоиндукции zM берется между одной из
первичных и вторичной обмотками трансреактора. Его
величина для реле с /Ном=5 А обозначена цифрами у
гнезд трансреактора, у реле с /Ном = 1 А эти цифры
нужно увеличить в 5 раз.
Реле сопротивления КРС-112 предназначено для
включения на фазный ток и линейное напряжение. Пре-
дусмотрена возможность переключения при замыканиях
200
на землю на фазное напряжение. Для лучшего вырав-
нивания длин зон при различных к. з. число первичных
витков для фазного напряжения регулируется, при этом
сопротивление срабатывания при двойных замыканиях
на землю будет близким к сопротивлению срабатыва-
ния при замыканиях между фазами. Число витковz
Рис. 3-48. Схема внутренних соединений реле полного сопротивления
КРС-112.
Рис. 3-49. Схема соединений автотрансформатора напряжения реле
КРС-112.
трансреакторов ие регулируется, сопротивление взаимо-
индукции берется между половиной первичной и вторич-
ной обмотками. Реле имеет замыкающий и размыкаю-
щий контакты. Схема внутренних соединений реле при-
ведена на рис. 3-48, схема автотрансформатора — на
рис. 3-49.
201
Технические данные
Номинальный ток равен 5 ила 1 А, номинальное напряжение
100 В, частота 50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —20+4-40° С.
Смещение центра характеристики по оси 1? не превышает 12%
радиуса окружности.
Минимальные значения сопротивления срабатывания. П(> оси ре-
активных сопротивлений (обеспечиваемые регулировкой в цепях
тока) для реле КРС-111 приведены в табл. 3-18.
Таблица 3-18
Номиналь- ный ток, А Сопротивление срабатывания, Ом/фазу*
Уставкн трансреакторов, Ом/фазу
0,12 0,25 0,5 0,75
5 0,125 + 0,015 0,25 + 0,03 0,25+0,03 0,5±0,06 0,5+0,06 1,0±0Д2 0,75 + 0,09 1,5±0,18
1 0,625+0,075 1,25+0,15 1,25+0,15 2,5±0,3 2,5+0,3 5,0+0,6 3,75+0,45 7,5+0,19
В числителе приведены значения для
ты, в знаменателе — для длительного.
кратковременного режима рабо-
Реле КРС-112 имеет минимальное значение сопротивления сра-
батывания 2+0,2 Ом/фазу для реле с /Ном=5 А и 10±1 Ом/фазу
для реле с ZFOv = l А.
Регулировка в цепях напряжения обеспечивает 10-кратиое уве-
личение сопротивлений срабатывания, приведенных выше, со сту-
пенями, не превышающими 5% наибольшего значения уставки
Диапазоны изменения фазных токов к. з., в которых обеспечи-
вается 10%-ная точность работы реле КРС-111 при различных устав-
ках, приведены в табл. 3-19.
Для реле КРС-112 этот диапазон токов- находится в пределах
2—50 А для реле с /НОм=5 А и 0,4—10 А для реле с /Ном=1 А.
Ток точной работы от уставки автотрансформатора напряжения
практически не зависит.
Таблица 3-19
Номинальный так, А Токи к. з., А
У ставки- трансреакторов, Ом/фазу
0,12 | 0,25 0,5 0,75
б 8—200 4—150 2—100 1,35—65
1 ‘ 1,6—40 0,8—30 0,4—20 0,27—13
Таблица 3-20
Обозначение в схеме на рис. 3-47 Технические данные
4Х107СГ (ПЭТВ-0,27)
2х-560*(ПЭТВ-0,38)
TH w,=800i:, ш2=76*, ш3=38-: (ПЭВ-2/0,64), сердечник Ш20Х40 мм
ТР^. тр2 Для Трр. а>1 = ш2=30* (ПЭВ-2/0,93) с отводами от 5, 10 и 20 витков (при номиналь- 'ном токе 1 А) Для Тр< Wi = w2—6* (ПБД-1,56) с отводами от 1, 2, 4 витков (при помина льном то- ке 5 А) w3=650* (ПЭВ-2/0,44), сердечник ТШ6Х35 с зазором 2,6 мм
С± Конденсатор МБГЧ— 10 мкФ — 250 В, 4 шт. параллельно
с2 Конденсатор .МБГЧ — 2 мкФ — 500 В, 3 шт. параллельно
Л: Т?2 Резистор ПЭ В-15—36 Ом
• Число витков. В скобках дана марка провода.
Реле не замыкают своих замыкающих контактов при сбрбёё на-
пряжения со 100 В до нуля и обесточенных токовых цепях. Для
реле КРС-112 допускается кратковременное размыкание размыкаю-
щего контакта (из-за упругого провала неподвижного контакта).
Время срабатывания реле КРС-111 и КРС-112 при к. з. в пре-
делах 0,7 длины зоны и токах, в 2 раза больших том начала точной
работы, не превышает 0,08 с. При тех же условиях время раз-
мыкания размыкающего контакта реле КРС-112 не превышает
0,04 с.
Мощность, потребляемая цепями переменного тока при номи-
нальном токе, не превышает 4,5 В-A на фазу у реле КРС-111 и
4 В-А на фазу у реле КРС-112. Мощность, потребляемая цепями
напряжения при номинальном напряжении в длительном режиме, не
превышает 20 В-А у реле КРС-111 и 35 В-A у реле КРС-112. Реле
КРС-111 в кратковременном режиме потребляет до 80 В-A на фазу.
203
Таблица 3-21
Обозначение в схеме на рис. 3-48 Технические данные
4X2100* (ПЭТВ-0,23)
2X1260* (ПЭТВ-0,25)
TH Ш1=800*, щ2=76*, щ3=54* (ПЭВ-2/0,64), сердечник Ш20Х40 мм
TPii ТР2 и)!=70* (ПЭВ-2/0,8) {при номинальном токе 1 А) Ш1 = 14* (ПБД-1,56) (при номинальном токе 5 А) щ2=1420* (ПЭВ-2/0,35), сердечник Ш16Х35 с зазором 2,6 мм
i <54 О? Резистор ПЭВ-15 — 200 Ом
Конденсатор МБГЧ — 4 мкФ — 250 В, 2 шт. параллельно
Конденсаторы МБГЧ—1 мкФ — 500 В и МБГЧ —0,5 мкФ — 500 В, соединен- ные параллельно ,
* Число витков. В ’скобка « указана марка провода.
Реле КРС-111 (в длительном режиме) и реле КРС-112 могут
длительно выдерживать 110% номинальных значений тока и напря-
жения Длительный режим работы реле КРС-111 при подаче напря-
жения на зажимы 2, 4 возможен при уставках автотрансформато-
ра напряжения не более 50%. Разрывная мощность контактов реле
в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой (постоянная вре-
мени не более 0,005 с) не менее 30 Вт при напряжении до 250 В
и токе до 1,5 А. Масса реле около 11 кг.
Габариты реле приведены на рис. П1-13.
Обмоточные данные реле и параметры комплектующих изделий
реле КРС-111 приведены в табл. 3-20, реле КРС-112 — в табл. 3-21.
Выбор уставок реле КРС-111 и КРС-112 производит-
ся по формуле
2р.уст =
с учетом того, что коэффициент трансформации авто-
трансформатора напряжения равен:
/гн = 0,012V,
204
где N— сумма цифр у гнезд, в которые ввернуты штеп-
сельные винты на плате автотрансформатора, обознача-
ющая число включенных витков в процентах от числа
витков обмотки 1^1. Если задано сопротивление срабаты-
вания 2р. сраб, Ом/фазу, то
N = 100гР.мин/2р.сраб, (3-139)
где zp. мии—минимальное сопротивление срабатывания
для выбранной уставки трансреактора.
Проверяется регулировка реле. Между подвижными и непо-
движными контактами устанавливается зазор 1—1,5 мм. Подвиж-
ный контакт прн срабатывании реле должен сначала касаться более
мягкого неподвижного контакта, иметь с ним совместный ход 0,3—
Рис. 3-50. Схема проверки реле
КРС-111 и КРС-112.
ФР — фазорегулятор; ТТ — транс-
форматор тока; Ki и Кг — контакты
пускателя или ключа; Ri, Ра —рео-
статы (10—15 Ом).
0,5 мм, а затем касаться более жесткого контакта. Дальнейший сов-
местный ход должен быть 1,5—2 мм, при прогибе неподвижных кон-
тактов их отогнутые концы должны с небольшим трением сколь-
зить по пружинным угольникам на упорах и надежно возвращаться
в исходное
50—55°.
положение при возврате реле. Угол встречи контактов
Регулировку в случае необходимости электрических параметров
^рекомендуется производить по схеме, приведенной на рис. 3-50, при
требуемых уставках трансреакторов в следующем порядке:
с помощью магнитных шунтов устанавливается необходимое на-
пряжение компенсации трансреакторов при прохождении через по-
следовательно н согласно соединенные их первичные обмотки тока,
равного трех-пятикратному току начала точной работы (табл. 3-21),
и разомкнутых цепях вторичных обмоток. Требуемое напряжение
компенсации определяется из выражения
£4 = 2/ргм (3-140)
н должно быть одинаковым в обоих контурах;
проверяется угол сдвига фаз токов в обмотках индукционного
элемента (Рк.п—₽к.я), который должен быть равен 90±5°, Удобнее
205
всего это проверить с помощью векторметра Ц-50 или прибора
ВАФ-85 по напряжениям на резисторе Rz и конденсаторе С3 при
подаче на реле напряжения 20—50 В. Напряжения должны совпа-
дать по фазе с точностью До 5°. В случае необходимости произво-
дится подбор емкости конденсатора в контуре обмотки ярма. Угол
полного сопротивления контура ярма должен находиться в пределах
0ч—10° (ток опережает напряжение);
проверяется положение центра окружности характеристики на
оси X. Реле КРС-111 проверяется при уставке TH 50%, реле
КРС-112— при уставке 99,5%. На реле подается напряжение около
30 В. Через зажимы 13—15 (при закороченных зажимах 14—16)
у реле КРС-111 или через зажимы 15—16 у реле КРС-112 пропу-
скается ток, равный трехкратному току начала точной работы и
отстающий по фазе от напряжения на 90°. При плавном снижении
напряжения определяется напряжение срабатывания t/р.сраб. Ана-
логично определяется напряжение срабатывания С/р .сраб при токе,
опережающем напряжение на 90°, Полученные напряжения должны
удовлетворять условию:
0,9 < 1/р.сраб^р.сраб <
Координата центра окружности будет равна, Ом/фазу,
^о=(^р.сраб-^.сраб)/4/р; (3-141)
точно так же проверяется положение центра окружности по оси
С? при токе, совпадающем по фазе с напряжением (I/р.сраб) и сдви-
нутом относительно него на 180° (С/р.сраб). Напряжение должно
удовлетворять условию
0,76 < С/р сраб/С/р сра6 < 1,24.
Координата центра окружности будет равна, Оия/фазу,
«О = К сраб - и'р сраб)/4/р; (3-142)
проверяется диапазон 10%-ной точной работы реле при угле
между током и напряжением 60—65° (ток отстает от напряжения).
Реле КРС-111 проверяется при уставке TH 50% в диапазонах то-
ков, приведенных в табл. 3-20; реле КРС-112 проверяется в диа-
пазоне токов 0,27—13 А для реле с /MM —1 -А и 1,35—65 А для реле
с /ном=5 А. В процессе проверки определяются максимальное и
минимальное сопротивления срабатывания. В заданном диапазоне
токов должно удовлетворяться условие:
гр.сраб.м,ш/гр.сраб.макс0,9.
При большом значении тока точной работы, превышающего
нижний предел, следует вдвинуть глубже пермаллоевые клинья, пе-
рекрывающие воздушные зазоры трансреакторов Если ток начала
точной работы меньше ожидаемого тока к. з, рекомендуется увели-
чить угол закручивания пружины. В этом случае работа реле будет
более надежной;
206
проверяется отсутствие замыкания замыкающих контактов
у реле КРС-112 при сбросе напряжения со 100 В до нуля. Для это-
го через сопротивление 10—15 Ом на реле подается напряжение
100 В, после чего входные зажимы реле кратковременно закорачи-
ваются. Допускается кратковременное размыкание размыкающих
контактов. При замыкании замыкающих контактов следует умень-
шить провал размыкающих контактов.
3-10. ТРЕХФАЗНОЕ РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КРС-121
Трехфазное направленное реле сопротивления
КРС-121 применяется в схемах дистанционных защит
в качестве измерительного органа, реагирующего на
Рис. 3-51. Схема внутренних соединений реле КРС-121.
двухфазные к. з. между любыми фазами (с землей и без
земли) без переключений в цепях измерительных
трансформаторов тока и напряжения и позволяющего
осуществлять двухступенчатую дистанционную защиту.
Реле выполнено на четырехполюсной системе с зазо-
ром 2 мм; схема внутренних соединений приведена на
рис. 3-51. Выполнение контуров обеих обмоток идентич-
но выполнению контуров обмотки полюсов однофазных
реле сопротивления. При изготовлении реле соблюда-
ются следующие условия:
Рк.я == Рк.п*
- г = е,а« = гме{а
Мп Ля № •
207
Коэффициенты трансформации обоих автотрансфор-
маторов напряжения должны устанавливаться одинако-
выми. Напряжения, действующие в контурах обмоток,
в общем случае равны:
г>к.п = ^^-гм(/а-Л); (3-143)
= (3-144)
Характерной особенностью реле сопротивления
КРС-121 является воздействие на один или оба контура
обмоток реле линейного напряжения между поврежден-
ной и неповрежденной фазами. Вследствие этого реле,
обладая направленностью, не имеет мертвой зоны по на-
пряжению, имеет меньший ток начала точной работы и
большее быстродействие при малых уставках, чем реле
других типов. По этой же причине затруднен анализ
параметров реле, если треугольник напряжений на его
зажимах не является равнобедренным. Векторные диа-
граммы напряжений, воздействующих на контуры реле
при различных видах к. з., приведены на рис. 3-52. Мо-
менту срабатывания должно предшествовать совпадение
по фазе или сдвиг на 180° суммарных напряжений, дей-
ствующих в каждом из контуров.
Угол максимальной чувствительности и сопротивле-
ние уставки определяются выражениями:
фм.ч = «; гР.уст = гмЯ- (3-145)
Регулировка уставок реле производится изменением
числа витков первичных обмоток трансреакторов и из-
менением коэффициента трансформации автотрансфор-
матора напряжения (рис. 3-53). Переключение уставок
автотрансформатора при переходе с одной ступени на
другую должно производиться без разрыва цепи. Рези-
сторы 7?з, Т?4, Т?8 и Т?9 предотвращают кратковременное
закорачивание витков автотрансформатора при пере-
ключении.
Выравнивание углов рк.п и рКя производится с по-
мощью регулируемого сопротивления 7?6-
Устранение самоходов производится подбором поло-
жения лыски на сердечнике индукционной системы и
подбором резистора 7?ю в контуре обмотки полюсов.
Схема цепи протекания вспомогательного тока через ре-
208
6)
6)
Рис. 3-52. Векторные
диаграммы напряжений в
контурах реле КРС-121.
а — к. з между фазами АВ;
б — кз. между фазами ВС;
в — к з между фазами СА.
14—505
209
зистор 7?ю и соответствующая векторная диаграмма
приведены на рис. 3-54. Сопротивление обмотки полюсов
по абсолютному значению и углу примерно равно сопро-
тивлению вторичной обмотки трансреактора, а резистор
7?i одинаков с резистором 7?3, поэтому конденсатор Ci
Рис. 3-53. Схема соединений
автотрансформатора напряжения реле
КРС-121.
(рис. 3-51) оказывается
подключенным к точкам одина-
кового потенциала и ток через него практически отсут-
ствует. Сопротивлением вторичной обмотки автотранс-
Рис. 3-54. Векторная диаграмма
цепи при устранении самохода ре-
ле КРС-121.
форматора можно пре-
небречь. Ток через рези-
сторы 7?! и /?3 совпада-
ет по фазе с напряже-
нием за зажимах 8 и
9, ток через обмотки
полюсов и трансреак-
тора отстает от послед-
него на угол, примерно
равный 60°. Ток через
резистор Rio практи-
чески совпадает с на-
пряжением на зажи-
мах 8 и 16, так как ак-
тивное сопротивление
в цепи преобладает.
Вспомогательный ток
через обмотку полюсов отстает от напряжения на зажи-
мах 8 и 16 на угол около 40°, а ток через обмотку ярма —
на угол около 90°. Эти токи создают на подвижной сис-
теме реле регулируемый вращающий момент, компенси-
210
рующий самоход при подаче напряжения на зажимы <?
и 16. В случае необходимости провод от сопротивления
к зажиму 9 можно перенести на зажим 7, тогда обмотка
полюсов будет включена в цепь вспомогательного тока с
обратной полярностью и направление момента, компен-
сирующего самоход, изменится на обратное.
Перемычки 4—6 и 12—14 предназначены для пере-
ключения реле в режим реле направления мощности при
проверке правильности подключения к измерительным
трансформаторам тока и напряжения с использованием
тока нагрузки линии. При установке указанных перемы-
чек в положения 6—8 и 14—16 на контур обмотки полю-
сов подается только напряжение компенсации от
трансреактора, а на контур обмотки ярма — напряже-
ние от автотрансформатора напряжения. При таком
включении реле сопротивления превращается в реле
направления мощности с <рм,ч=604-70°.
Реле имеет один замыкающий контакт.
Технические данные
Номинальные токи равны 1 или 5 А, напряжение 100 В, частота
50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —20 4- +40° С.
Минимальные значения сопротивления срабатывания, Ом/фазу,
обеспечиваемые регулировкой в цепях тока, приведены в табл. 3-22.
Таблица 3-22
Номинальный ток, а. Сгшротивление срабатывания, Ом/фазу
Уставки транзреакгоров, Ом/фазу
0,25 0,5 1 2
• 5 1 0,25*0/03 1,25*0,15 0,5:2=0,06 2,5*0,3 1,112=0,1 -5,-5^30^6 2,2*0,2 11*1
Реле, как правило, изготовляются с <рм.ч = 65±4°. В отдельных
случаях угол может быть установлен равным 75±4°, при этом
уставки, приведенные в табл. 3-22, будут иметь несколько увели-
ченное значение.
Регулировка в цепях напряжения обеспечивает 10-кратное уве-
личение сопротивлений срабатывания, приведенных в табл. 3-26, со
ступенями, не превышающими 5% наибольшего значения уставки.
Диапазоны изменения фазных токов к. з., в которых обеспечи-
вается 10%-ная точность работы реле при различных уставках
трансреакторов и Ли = 1, приведены в табл. 3-23.
14*
211
Таблица 3-23
Номинальный ток, А Токи к. з , А
Уставкн трансреакторов, Ом/Фазу
0,25 0,5 • 1 2
5 3,5—140 1,75—100 0,8—60 0,4—30
1 0,7—28 0,35—20 0,16—12 0,08—6
При двухфазных к. з. различных фаз разность между наиболь-
шим и наименьшим значениями сопротивления срабатывания не
превышает 6% их среднеарифметического значения.
Реле не замыкают своих контактов при сбросе напряжения со
100 В до нуля и обесточенных токовых цепях.
Время срабатывания реле при к. з. в пределах 0,7 длины зоны
защиты и токах, в 2 раза больших тока начала тока точной работы,
не превышает 0,08 с. При этом же токе и к. з. в пределах 0,9 зоны
защиты время срабатывания не превышает 0,15 с.
Мощность, потребляемая цепями реле при номинальных токе и
напряжении, не превышает 10 В-А/фазу у цепей тока и 35 В'А/фазу
у цепей напряжения.
Реле длительно выдерживает 110% номинальных тока и напря-
жения
Разрывная мощность контактов реле в цепи постоянного тока
с индуктивной нагрузкой (постоянная времени не более 0,05 с) со-
ставляет не менее 30 Вт при напряжении до 250 В и токе до 1,5 А.
Масса реле не более 18 кг.
Габариты приведены на рис. П1-14.
Обмоточные данные реле и параметры комплектующих изделий
приведены в табл. 3-24.
Выбор уставок и проверка производятся так же, как в реле
КРС-111. Регулировку электрических параметров реле рекомендует-
ся производить на тех уставках трансреакторов, при которых пред-
полагается использовать реле в эксплуатации. Уставки ТН[ и ТН2
устанавливаются равными 99,5%. Регулировка производится в схе-
ме, приведенной на рис. 3-55 в следующей последовательности:
при выбранных уставках TPi н ТР2 через зажимы 28—32 (при
закороченных зажимах 27—31 и снятых перемычках 4—6 и 12—14)
пропускается ток, равный трех — пятикратному току начала точноп
работы; напряжения компенсации должны быть строго одинаковы-
ми и равными
1^к=^ргм>
где zM — уставка трансреакторов, которая берется из табл. 3-26.
Напряжение компенсации должно опережать ток через первичные
обмотки на угол 65±1°;
противодействующая пружина устанавливается в нейтральное
положение. При номинальном напряжении на зажимах 2—8, зако-
роченных зажимах 8—16 н разомкнутых цепях тока поворотом сер-
дечника индукционной системы устраняется самоход в сторону за-
мыкания контактов;
212
Таблица 3-24
Обозначение в схеме на рис. 3-51 Технические данные
4X700* (ПЭТВ-0,41)
2x850* (ПЭТВ-0,31)
Тоь га2 04=800*, ам2 = ам3 = 76* (ПЭВ-2/0,64), сер- дечник Ш20Х40 мм
TPi, ТР2 /ном=1 А, ®1 = ау2=80* (ПЭВ-2/1Д)), от- воды от 10, 20 и 40 витков /ном=5 А, аУ1 = г4)2=16* (ПБД-1,56), от- воды от 2, 4 и 8 витков, о)3=900* (ПЭВ-2/0,31)+250* (ПЭВ-2/0,47), сер- дечник Ш16Х32 мм, зазор 4 мм
а» 00 as со as Of Резисторы ПЭВ-15— 100 Ом
Rz< Re't Ri Регулируемые резисторы 0—30 Ом
Rs Резистор ПЭВ-15 — 150 Ом
Ria Резисторы ВС-1 —39 кОм
Gil Конденсаторы' МБГЧ-1—4 мкФ — 250 В, по 4 шт. параллельно
* Число витков. В скобках указана марка провода.
при номинальном напряжении на зажимах 8—16, закороченных
зажимах 2—8 и разомкнутых цепях тока подбором сопротивления
резистора устраняется самоход в сторону замыкания контактов.
В случае необходимости допускается перенос провода, соединяюще-
го резистор /?10, с зажима 9 на зажим 7. В обоих случаях до-
пускается самоход в сторону размыкания контактов, компенсирую-
щийся закручиванием противодействующей пружины на 10°;
при подаче на зажимы 2—8 номинального напряжения, закоро-
ченных зажимах 2—16 и разомкнутых цепях тока регулированием
резистора /?6 добиваются отсутствия вращающего момента на по-
движной системе реле. При затруднениях проверяются значения
емкостей Cj и С2, которые должны находиться в пределах 15—
18 мкФ и отличаться друг от друга не более чем на 0,4 мкФ;
проверяется <рм ч реле. Для этого по фазометру определяются
углы сдвига фаз напряжения н тока, при которых происходит за-
213
мыкание контактов реле. Угол максимальной чувствительности ра-
вен полусхмме этих углов и должен находиться в пределах
65±4° Проверка производится при имитации всех видов двухфаз-
ных к з При всех измерениях в этой схеме нужно следить, чтобы
показания вольтметров, подключенных к неповрежденной фазе, были
одинаковыми При имитации нормального режима на реле должны
подаваться линейные напряжения 100 В. При размыкании контак-
тов пускателя на вольтметр, измеряющий напряжение к. з, попа-
дает полное линейное напряжение. Во избежание повреждения
0 0 0
вольтметра нужно свое-
временно переключать пре-
делы измерения или ис-
пользовать автоматическое
включение и отключение
вольтметра блок-контакта-
ми пускателя. Все контак-
ты должны замыкаться од-
новременно, без вибраций.
Допускается использование
рубильника или ключа;
противодейств у ю щ а я
пружина закручивается на
5° в сторону размыкания
контактов При имитации
каждого вида двухфазного
к з определяется сопро1ив-
ление срабатывания реле
при токах, приведенных в
табл 3-23. Сопротивление
срабатывания при токе на-
чала точной работы должно
быть не менее 0,9 макси-
мального из полученных со-
противлений срабатывания.
Максимальное значение со-
противления срабатывания
должно находиться в пре-
делах, приведенн в табт.
3-22 Если ток начала точ-
ной работы меньше ожидае-
., то угол закручивания про-
тиводействующей пружины реле рекомендуется увеличить;
при сбросе напряжения со 100 В до нуля путем закорачивания
цепей напряжения во всех трех фазах и при отсутствии тока в то-
ковых цепях не должно происходить даже кратковременного замы-
кания контактов,
реле не должно срабатывать при полуторакратном токе начала
точной работы и угле между током и напряжением, равном
фм ч+180°,
для проверки правильности подключения реле к измерительным
трансформаторам тока и напряжения в схеме защиты перемычки
4—6 и 1'2—14 переводятся в положение 6—8 и 14—16. Уставки ТР
и TH устанавливаются максимальными. При наличии в линии до-
статочного тока нагрузки и правильном включении реле замкнет
свои контакты.
Рис. 3-55. Схема проверки оеле
КРС-121.
ФР — фазорегулятор; ТТ — трансфор-
матор тока, Ki—Ks — контакты пуска-
теля или ключа, Pi—8з — реостаты
10—15 Ом
лого минимального значения тока к.
214
3-11. НАПРАВЛЕННЫЕ РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
КРС-131 И КРС-132
Реле сопротивления КРС-131 предназначено для при-
менения в качестве измерительного органа, а реле
КРС-132 — в качестве направленного пускового органа
различных схем релейных защит. Реле включается на
разность токов двух фаз и линейное напряжение между
ними и реагируют на уменьшение ниже установленной
Рис. 3-56. Схема внутренних соединений реле КРС-131.
Рис. 3-57. Схема внутренних соединений реле КРС-132.
величины полного сопротивления ня зажимах реле при
двух- и трехфазных к. з.
Реле выполнены на четырехполюсной системе с зазо-
ром 2 мм. Схемы внутренних соединений реле приведе-
ны на рис. 3-56 и 3-57.
Реле сопротивления КРС-131 позволяет выполнять
Двухступенчатую дистанционную защиту. Напряжение
на контур обмотки ярма подается непосредственно с за-
жимов реле (&н.я=1)> а на контур обмотки полюсов —
215
через автотрансформатор с регулируемым коэффициен-
том трансформации. Напряжение компенсации подается
только на контур обмотки полюсов (£мя=0). Регу-
лировка уставок производится изменением числа вклю-
ченных вторичных витков автотрансформатора напря-
жения и числа витков первичной обмотки трансреакто-
ра. В контуре обмотки полюсов предусмотрена возмож-
ность автоматического переключения коэффициента
Рис. 3-58. ~ Векторные диаграммы реле КРС-131 и
КРС-132.
а —к. з. вне зоны защиты; б —к. з. в зоне защиты.
трансформации автотрансформатора напряжения кон-
тактами промежуточных реле так же, как у реле
КРС-121.
У реле сопротивления КРС-132 уставка регулируется
только изменением коэффициента трансформации авто-
трансформатора напряжения. Автоматическое переклю-
чение уставок не предусмотрено. Во всем остальном эти
реле полностью идентичны.
Для уменьшения тока начала точной работы воздуш-
ные зазоры трансреакторов перекрыты пермаллоевыми
клиньями. При подаче на реле напряжения токи, прохо-
дящие в обмотках индукционного элемента, сдвинуты
216
по фазе на 90°. В контуре обмотки ярма действует толь-
ко напряжение [Д, в контуре обмотки полюсов — раз-
ность напряжений UKn=kaaUv—IpZMa. Векторные диа-
граммы для случаев к. з. в зоне и вне зоны защиты при-
ведены на рис. 3-58. Для срабатывания реле вектор тока
в обмотке полюсов 7П должен опережать вектор тока в
обмотке ярма /я- На границе зоны оба вектора должны
лежать на одной прямой.
С учетом приведенных выше особенностей из урав-
нений (3-94) и (3-95) получим следующие выражения,
характеризующие реле:
2УСТ = Vi+ctg2(р«.п-Рк.я); (3-146)
«н-п
<рм ч = arctg —-n ct-g.(P«-n ~ , (3-147)
cos ап + sin ап ctg (Рк.п — рк.я)
Окружность характеристики реле в комплексной пло-
скости проходит через начало координат, центр окруж-
ности находится в I квадранте, координаты центра и ра-
диус окружности равны:
^о = -^£-lcos«n + sinanctg(pK.n —рк.я)]; (3-148)
х° = tsin a" ~ cos a"ctg ^к'п — ^к-я^’ (3’149)
7?окр = 0,5густ. (3-150)
Сопротивление срабатывания реле определяется из
выражения
2сраб = гует COS (фм.ч — фр). (3-151)
При фр=фм.ч сопротивление срабатывания равно сопро-
тивлению уставки. При точном соблюдении условия
₽к.п—₽к.я = 90° выражения упростятся и примут вид:
гУст = 2^окр гМп^и.п' ’Рм.ч ~ ап’
Ко = zMn cos an/2kH n; Хо = гМп sin an/2&H п.
Для устранения мертвой зоны при близких двухфаз-
ных к. з., когда напряжение на зажимах реле близко к
нулю, через резистор подпитки у реле КРС-131 и
резистор Т?4 у реле КРС-132 в обмотку ярма подается
217
ток подпитки от напряжения неповрежденной фазы.
Путь тока подпитки и соответствующая векторная диаг-
рамма показаны на рис. 3-59. Напряжение на емкости
С2 отстает от тока через дроссель 1№ на угол 90°, напря-
жение на дросселе опережает ток через него на угол
полного сопротивления дросселя, равный 82°. Геометри-
ческая сумма этих напряжений равна напряжению на
6)
Рис. 3-59. Векторная диаграмма пени подпитки реле КРС-131 и
КРС-132.
обмотке ярма Ток подпитки через обмотку ярма
1'я отстает от напряжения на ней на угол полного сопро-
тивления обмотки, равный примерно 65е. Сопротивления
обеих ветвей близки по абсолютным значениям, близки
по величине и токи в ветвях. Геометрическая сумма
токов /др+Zg равна току, проходящему через сопротив-
ление подпитки Р5. Так как сопротивление резистора
подпитки в 25—30 раз больше сопротивления каждой из
ветвей, то ток через него практически совпадает с напря-
жением неповрежденной фазы U^-12, а ток подпитки
через обмотку ярма отстает от них обоих на угол около
90°, т. е. совпадает с направлением вектора тока от на-
пряжения между поврежденными фазами. В сочетании
с напряжением компенсации от тока к. з., действующим
в контуре обмотки полюсов, ток подпитки создает вра-
щающий момент на подвижной системе реле. Реле в
данном случае действует как реле направления мощ-
ности.
218
При трехфазных к. з. мертвая зона устраняется бла-
годаря переходному процессу в контуре обмотки ярма,
представляющему собой затухающие колебания с частот
той 50 Гц, фаза которых совпадает с фазой напряже*
ния, подававшегося на контур до наступления к. 3. В
этом случае контакты замыкаются кратковременно и
должны воздействовать на промежуточное реле с само-
удерживанием.
При перестановке перемычки 8—10 в контуре обмот-
ки полюсов в положение 10—12 контур отключается от
автотрансформатора напряжения и находится под воз-
действием одного напряжения компенсации. Реле сопро-
тивления превращается в реле направления мощности с
<рм.ч~65°. Такое переключение позволяет производить
проверку правильности подключения реле к трансформа-
торам тока и напряжения, используя ток нагрузки ли-
нии.
Реле имеет один замыкающий контакт.
Технические данные
Номинальный ток реле равен 5 или 1 А при номинальной на-
пряжении 100 В, с частотой 50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —20ч-+40° С.
Минимальные уставки сопротивления срабатывания, Ом/фазу,
обеспечиваемые регулировкой в цепях тока при Ан.п=1, для реле
КРС-131 .приведены в табл. 3-25.
Таблица 3-25
Номинальный ‘ ток. А Сопротивление срабатывания, Ом/фазу
Уставки трансреакторов, Ом/фазу
0,25 0,5 1 ! ’ 2
5 0,25 + 0,03 0,5+0,06 1±0,1 2+9,2
1 1,25±0,15 : 2,5±0,3 §±0,5 ' 10± 1
Минимальная уставка сопротивления срабатывания реле
КРС-132 равна 2 Ом/фазу для реле с /аюя=5 А и 10 Ом/фазу для
реле с /ном — 1 А
Угол максимальной чувствительности реле равен 65±4°. В слу-
чае необходимости угол может быть установлен равным 75±4°, при
этом уставки срабатывания, приведенные выше, несколько увели-
чатся.
Регулировка в цепях напряжения обеспечивает 10-кратиое
увеличение уставок сопротивления срабатывания, приведенных вы-
ше, со ступенями, Ие превышающими 5% наибольшей уставки.
219
Диапазоны 'оков к. з.,“в которых обеспечивается 10%-ная точ-
ность работы реле КРС-131, при £н п=1 приведены в табл. 3-26.
Таблица 3-26
Номинальный ток, А Токи к. з., А
Уставки трансреактора, Ом/фазу
0,25 0,5 1 2
5 1 8—140 1,6—28 4—100 0,8—20 2—60 0,4—12 1—30 0,2—6
Диапазон тока точной работы реле КРС-132 находится в преде-
лах 2—35 А для реле с /Пом==5 А и 0,4—7 А для реле с /ЯОм=1 А.
При коэффициенте трансформации автотрансформатора напряже-
ния, отличном от единицы, ток начала точной работы определяется
из выражения
4Р=4Р1^=0>1/т.р]Ж
где 1т р — минимальное значение тока диапазона токов точной
работы, N—сумма цифр, набранных на автотрансформаторе на-
пряжения.
При двухфазных к. з. на шинах (£7р=0) реле, включенное на
поврежденные фазы, срабатывает и удерживает свои контакты
замкнутыми. При трехфазных к. з. на шинах и токах более 2/т.р
реле замыкает свои контакты кратковременно. При обесточенных
цепях тока и сбросе напряжения со 100 В до нуля замыкания кон-
тактов ие происходит.
Время срабатывания обоих реле при к. з. в пределах 0,7 длины
зоны защиты и токах к. з., больших 2ЛТ.₽, не превышает 0,08 с.
Время срабатывания реле КРС-131 при тех же токах и к. з. в пре-
делах 0,9 длины зоны защиты не превышает 0,15 с.
Мощность, потребляемая токовыми цепями реле при номи-
нальном токе, ие превышает 7 В-А/фазу у реле КРС-131 и 5 ВХ
ХА/фазу у реле КРС-132. Потребление цепей напряжения при но-
минальном напряжении у обоих реле не превышает 40 В-А/фазу.
Реле длительно выдерживают 110% номинальных тока и напря-
жения
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с ин-
дуктивной нагрузкой (постоянная времени не более 0,05 с) не ме-
нее 30 Вт при напряжении до 250 В и токе до'1,5 А.
Alacca реле около 12,5 кг.
Габариты реле приведены иа рис. П1-13. Обмоточные данные
реле и номинальные значения параметров комплектующих элемен-
тов приведены в табл. 3-27.
Выбор уставок и проверка производятся так же, как в реле
КРС-111. Регулировку электрических параметров реле рекоменду-
ется производить в схеме рис. 3-60 в следующей очередности:
настраивается трансреактор иа уставке 2 Ом/фазу при снятой
перемычке 8—10 и отсоединенном резисторе Rs- Через токовые це-
220
Таблица $-27
Обозначение в схеме Технические данные
на рис. 3-56 на рис. 3-57
тн тн Ш1=800*, ш2=ш3=76* (ПЭВ-2/0,64), сер- дечник Ш20Х40 мм
ТР — /иом=1 А, Ш1 = ш2=80* (ПЭВ-2/1,0) е отводами от 10, 20 и 40 витков 7ном=5А, го1 = гг>2=16* (ПБД-1,56) с от- водами от 2, 4 и 8 витков, &i’3=900* (ПЭВ-2/0,31) +250* (ПЭВ-2/0,47), сер- дечник Ш16Х32 с зазором 2,6 мм
— ТР /иом = 1 А, Ш1 = ео2=65* (ПЭВ-2/1,0) /иом=5 А, го(=аи2=13* (ПБД-1,56), ш3 = 800* (ПЭВ-2/0,31)+200* (ПЭВ-2/0,47), сердечник Ш16Х32 с за- зором 2,6 мм
% 4X1750* (ПЭТВ-0,25)
W и>„ 2X 850* (ПЭТВ-0,31)
Др Др 3100’ (ПЭВ-2/0,29), сердечник Ш16Х32 с зазором 2,6 мм
Ct Ci Конденсатор МБГЧ-1 — 4 мкФ — 250 В, 4 шт. параллельно
с3 с± Конденсатор МБГЧ-1 — 1 мкФ — 500 В
^1» Я3; Rii Дз Резистор ПЭВ-15— 100 Ом
«2 Регулвруемый резистор 30 Ом
/?5 Rt Резистор ВС-1 — 39 кОм
• Число витков, В скобках указана марка провода.
221
Рис. 3-60. Схема проверки реле
КРС-131 и КРС-132.
гн реле пропускается номинальный ток, магнитным шунтом на вто-
ричной обмотке устанавливается напряжение 28 В. Затем подклю-
чается резистор R-2, значение его сопротивления устанавливается
таким, чтобы напряжение на вторичной обмотке было равно 20 В
и опережало первичный ток на 65°;
устанавливается на место перемычка 8—10. По токовым цепям
пропускается ток, равный ожидаемому значению тока при к. з. на
шииах. Поворотом сердечника магнитопровода реле устраняется
самоход от тока, при этом допускается самоход в сторону раз-
мыкания контактов, кото-
рый компенсируется закру-
чиванием противодействую-
щей пружины на угол не бо-
лее 15°; устранение самохо-
да следует производить иа
той уставке I зоны авто-
трансформатора напряже-
ния, с которой предполага-
ем использовать реле;
при разомкнутых токо-
вых цепях и уставке TH,
равной 99.5%, на реле по-
дается 30—5G В. Магнитный
шунт дросселя устанавлива-
ется таким образом, чтобы
угол между напряжениями
на конденсаторе С2 и рези-
сторе R\ был возможно
ближе к нулю. При такой
регулировке токи в обмот-
ках ярма и полюсов будут
сдвинуты на угол около 90°.
После этого проверяется
угол между напряжением,
па конденсаторе С2, который
должен находиться в пределах 82—88° (напряжение на реле опе-
режает напряжение на емкости). Если этот угол выйдет за указан-
ные пределы, то его необходимо установить равным ближайшему
предельному значению повторной регулировкой магнитного шунта
дросселя. Избыточный угол примерно равен отклонению фк ч от но-
минального значения. Если это отклонение будет превышать 4°, то
его можно будет откорректировать при дальнейшей регулиоовке;
при уставке трансреактора 2 Ом/фазу и уставке TH, равной
99,5%, на реле подаются номинальный ток и напряжение 10—15 В.
Зажим 2 поключается к неповрежденной фазе. С помощью фазо-
регулятора по фазометру определяются углы, при которых проис-
ходит замыкание контактов реле. Полусумма этих углов равна
Фм.ч реле. При измерениях нужно следить, чтобы показания вольт-
метров, подключенных к неповрежденной фазе, были одинаковы-
ми. Необходимо также принимать меры предосторожности против
попадания на вольтметр, измеряющий напряжение к. з. повышенно-
го напряжения;
при номинальном токе, напряжении 30—50 В, подключенном к
неповрежденной фазе (зажим 2), угле между током и напряжени-
ем, равным фм.ч, и закрученной на 5° противодействующей пружине
подаваемым на реле, и напряжением
222
при плавиои снижения напряжения опре/еля»т его значение, при
котором происходит замыкание коитак гв реле. Сопротивление
срабатывания определяют из выражения, Ом/фазу:
гсраб = ^Р'Сраб/2/pJ
в случае, если сопротивление срабатывания или фм ч выходят
за допустимые пределы, то их окончательно корректируют магнит-
ным шунтом трансреактора и резистором /%. При вдвигании маг-
нитного шунта в зазор или при увеличении сопротивлгняя резистора
R.2 сопротивление срабатывания и фч.ч увеличиваются;
в тех же условиях определяется сопротивление срабатывания в
диапазоне токов 0,2/НомЧ-6/Ном- Разница между наибольшим и на-
именьшим сопротивлениями срабатывания в этом диапазоне токов, -
%, не должна превышать 10% наибольшего значения;
гсраб-макс ~~ гсраб-мин jqq jq
гсраб.макс
Если указанная разница меньше 10%, то рекомендуется Уве-
личить угол закручивания противодействующей пружины;
при сбросе напряжения со 100 В до нуля путем закорачивания
цепей напряжения и при отсутствии тока в токовых цепях не дол-
жно происходить даже кратковременного замыкания контактов.
Замыкания контактов не должно происходить и при сбросе напря-
жения и токе, сдвинутом относительно напряжения на угол фр —
== фм.чН- 180°;
при отсоединенном зажиме 2 реле должно кратковременно
срабатывать при одновременном сбросе напряжения со 100 В до
нуля и подаче двукратного тока начала точной работы (угол меж-
ду током и напряжением должен быть равен фм.ч). В тех же усло-
виях и при подключенном к неповрежденной фазе зажиме 2 кон-
такт реле должен постоянно находиться в замкнутом состоянии.
3-12. РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КРС-142 И КРС-143
Реле сопротивления КРС-142 и КРС-143 предназна-
чаются для использования в качестве избирателя по-
врежденной фазы на линиях электропередачи 110—
500 кВ в схемах однофазного автоматического повторно-
го включения. Реле КРС-142 используется совместно с
устройством ОАПВ-3, реле КРС-143 — с устройством
ОАПВ-502.
Реле включаются на фазное напряжение, соответст-
вующий фазный ток и утроенный ток нулевой последова-
тельности. Схема включения первичных обмоток транс-
реакторов обеспечивает токовую компенсацию. Магнито-
движущая сила первичных обмоток каждого из транс-
реакторов определяется выражением
= +й-3/0),
223
где Wi — число витков первичной обмотки, обтекаемой
фазным током; k — коэффициент компенсации, равный
отношению числа витков обмотки, обтекаемой током 37О,
к числу витков фазной обмотки.
От рассмотренных выше реле отличаются наличием
трех уставок <рм.ч (65, 75 и 85°) и возможностью смеще-
Рис. 3-61. Схема внутренних соединений
реле КРС-142 и КРС-143.
ния окружности характеристики в I или III квадрант
комплексной плоскости на 7,5 или 15% по отношению к
уставке сопротивления срабатывания. Реле обладают
направленностью действия и выполнены на четырехпо-
люсной системе с зазором 1 мм. Реле КРС-142 отличает-
ся от реле КРС-143 только значением коэффициента
компенсации. Схема внутренних соединений, общая для
обоих реле, приведена на рис. 3-61.
Часть витков вторичной обмотки трансреактора ТР2
в контуре обмотки полюсов шунтируется одним из трех
заранее подобранных резисторов: R'3, R3 и R3 . Каждый
из этих резисторов соответствует одной из уставок фмч.
Изменение значения сопротивления шунтирующего ре-
зистора приводит к однозначному изменению уставки
224
сопротивления срабатывания и угла рКп- Нанесенные на
плате трансреакторов уставки сопротивления срабатыва-
ния соответствуют <рмч=750.
Для обеспечения возможности смещения окружности
характеристики в контур обмотки ярма включен транс-
реактор ТР\. Вторичная обмотка трансреактора имеет
отводы, позволяющие подавать в контур напряжение
компенсации различных значений и полярности. Пре-
дусмотрена возможность использования реле без сме-
щения характеристики. Шунтирующее сопротивление у
грансреактора TPi отсутствует, поэтому вводимое им в
контур напряжение компенсации опережает м. д. с.
первичной обмотки на 90°. При ведении смещения изме-
няются ток начала точной работы и угол рКя.
Установка двух отдельных грансреакторов вызвана
необходимостью уменьшить взаимное влияние контуров
реле. Для обеспечения стабильности уставок фМч и со-
противления срабатывания при переключении уставок
смещения характеристики реле напряжение на обоих
контурах регулируется одновременно и одинаково (&нп=
=kasl~kH). Благодаря тому что сопротивление меди
вторичных обмоток витков автотрансформатора ТН
имеет конечное значение, между контурами обмоток
существует связь, затрудняющая устранение самоходов
при отсутствии смещения. В тех случаях, когда реле
используется без смещения характеристики, есть смысл
провод, идущий от обмотки ярма к зажиму 8, переклю-
чить на зажим 6. В этом случае связь между контурами
уменьшится, несколько уменьшится ток начала точной
работы, а уставки сопротивления срабатывания и <рм.ч
останутся без изменений.
При переключении уставок <рм.ч и смещении характе-
ристики параметры контуров реле изменяются, поэтому
характеристика реле описывается уравнениями (3-92)
и (3-93), где
m = Т- (гмп [sin «п ctg (₽к.п -Л я) - C0S “п] +
«В
+ гмясМ₽Кп-Рк.я)Ь
п = - J- [zMn [cos «Пctg (₽к.п—₽к.я) + sin <хп] — гМя};
«Н
Ч = — -Мп^Мя- [cos а„ ctg (рк.„ <-рк.я) + sin ап1.
15—505
225
Векторные диаграммы реле со смещением характе-
ристики аналогичны приведенным на рис. 3-46, без сме-
щения— на рис. 3-58. Характеристики реле в комплекс-
ной плоскости при различных уставках <рм.ч и смещения
приведены на рис. 3-62.
Рис. 3-62. Характеристики реле КРС-142 и КРС-143.
а —при различных углах максимальной чувствительности; б —при различных
смещениях.
При использовании реле без смещения для него спра-
ведливы все соотношения, приведенные для реле
КРС-131 и КРС-132.
Реле имеют один замыкающий контакт.
Технические данные
Номинальный ток реле 1 или 5 А, напряжение ЮоуТГ В, с
частотой 50 Гц.
Таблица 3-28
Реле ZHQM’ А Сопротивление срабатывания, Ом/фазу
Уставки трансреакторов, Ом/фазу
1-1 2-2
КРС-142 1 5±0,5 10 + 1
5 1±0,1 2±0,2
КРС-143 1 4,5 + 0,5 9 + 0,9
5 0,9±0,1 1,8±0,18
226
Диапазон рабочих температур составляет —20 ч- +40° С.
Минимальные уставки сопротивления срабатывания, Ом/фазу,
при <рм.ч=75° приведены в табл. 3-28.
Регулировка в цепях напряжения обеспечивает 10-кратное уве-
личение уставок сопротивления срабатывания, приведенных в
табл. 3-28, со ступенями, не превышающими 5% наибольшего зна-
чения уставки.
Реле имеет уставки <рмч=65±4°, 75±3° и 85±3°. По сравнению
с данными табл. 3-32 при фм.ч=65° сопротивление срабатывания
уменьшается ие более чем на 20%, а при <рМч=85° увеличиваются
не более чем на 15% уставки. Характеристики реле при различных
<рм ч приведены на рис. 3-68.
Коэффициент компенсации у реле КРС-142 равен 1, у реле
КРС-143 с /ном— 1 А—0,84, а у реле КРС-143 с /ном — 5 А—0,8.
Токи начала точной работы при различных уставках сопротив-
ления срабатывания (на трансреакторах) приведены в табл. 3-29.
Таблица 3-29
Реле гноиС А Ток, А
Уставки трансреактора, Ом/фазу
1-1 2—2
КРС-142 1 0,8 0,4
5 4 2
КРС-143 1 0,88 0,44
5 4,4 2,2
Реле допускает смещение окружности характеристики в I или
III квадрант комплексной плоскости RX примерно на 7,5 или 15%
уставки сопротивления срабатывания. Характеристики реле при
различных смещениях приведены на рис. 3-62.
При токе, в 2,5 раза превышающем ток начала точной работы,
тмч=фр и 2р = 0,6гУст время срабатывания реле не более 0,035 с
При гр = 0,92уст и тех же условиях — не более 0,08 с.
При номинальных токе и напряжении мощность, потребляемая
цепями тока, не превышает 17 В-A, цепями напряжения—45 В-А.
Реле длительно выдерживает 110% номинальных значений тока
и напряжения.
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с ин-
дуктивной нагрузкой (постоянная времени не более 0,05 с) не ме-
нее 30 Вт при напряжении до 250 В и токе до 1,5 А.
Реле при отсутствии смещения кратковременно замыкает свои
контакты при к. з. в мертвой зоне, если ток к. з. в 2 раза и более
превышает ток начала точной работы.
Масса реле около 14 кг.
Габариты приведены на рис. П1-13.
Обмоточные данные и номинальные параметры комплектующих
элементов реле КРС-142 приведены в табл. 3-30
Число витков и провод первичных обмоток трансреакторов ре-
ле КРС-143 приведены в табл. 3-31. 1
15* 227
Таблица 3-30
' Обозначение на схеме рис. 3-81 Технические данные
«я 4X1100* (ПЭВ-2/0,31)
И>п 2X435* (ПЭТВ-0,41)
TH аУ1=800*, отводы от 80, 160, 240, 320, 400, 480, 560, 640, 720*, ги2=76* (ПЭВ-2/0,64), отвода от 4, 8, 12, 28, 44 и 66 витков
TPi /ном = 5 А, а)1 = а)2:=10* (ПБД-1,56), От- вод от 5 витков 1яом = 1 А, а), = а)2=50* (ПЭВ-2/0,93), от- вод от 25 витков Шз=400* (ПЭВ-2/0,64), отводы от 100, 200, 300 витков
ТР2 /ном=5 A, aui = a)2=20* (ПБД-1,56), от вод от 10 витков 7ном=1 A, а)1 = а)2=100* (ПЭВ-2/0,93), отвод от 50 витков, 0)3=560* (ПЭВ-2/0,38), и>4= 160* (ПЭВ-2/0,51)
Ci Конденсатор МБГЧ-1—10 мкФ — 250 В 4 Шт. параллельно
Cs Конденсатор МБГЧ-1 — 1 мкФ — 250 В и МБГЧ-1 — 4 мкФ — 250 В, парал- лельно
Р1‘ Резистор ПЭВ-15 — 51 Ом
«2 Резисторы регулируемые 9, 30 и 130 Ом
* Число витков. В скобках марка провода*
228
Таблица 3-31
Обозначение по схеме рис. 3-61 Технические данные
TPt /ном =5 A, Wi = 10*, отвод от 5 витков, ш2=8* отвод от 4 витков (ПБД-1,56) /ном = 1 А, о)|=50*, отвод от 25 витков, ш2=42*, отвод от 21 витка (ПЭВ-2/0,93)
ТР2 /ном =5 А, =20*. отвод от 10 витков вг>2=16*, отвод от 8 витков (ПБД-1,56) /ном = 1 A, Wi = 100*, отвод от 50 витков, ш2=84*, отвод от 42 витков (ПЭВ-2/0,93)
* Число витков. В скобках марка провода.
Сердечники трансреакторов собраны из пластин Ш-16, толщина
набора 32 мм, воздушный зазор 4 мм. Сердечник автотрансформа-
тора напряжения собран из пластин Ш-20, толщина набора 40 мм
Выбор уставок и проверка производятся так же. как у реле
КРС-131. Регулировка электрических параметров реле производит-
ся в следующей последовательности:
проверяется напряжение компенсации трансреакторов при
уставке сопротивления срабатывания 2—2, снятой перемычке 8—10
и вынутых штекерах уставок смещения и <рм ч, на зажимы 14—15 и
13—16 поочередно подается ток, равный номинальному, и измеря-
ется э. д. с. на всех витках вторичных обмоток каждого из транс-
реакторов. Отношение э д. с., полученной при прохождении тока
через зажимы 13—16, к э д. с. этого же трансреактора, полученной
при прохождении тока через зажимы 14—15. должно быть равно
коэффициенту компенсации;
штекер уставок <рм ч устанавливается в гнездо 75°. При уставке
сопротивления срабатывания 2—2, снятой перемычке 8—10, зако-
роченных зажимах 13—14 и токе через зажимы 15—16, равном но-
минальному, подбирается положение магнитного шунта и значение
сопротивления шунтирующего резистора Ra таким образом, чтобы
напряжение компенсации трансреактора ТР2 опережало первичный
ток на угол 75° и было равно-
i/K = (1 -f- Л) густ/р.
Значения густ приведены в табл. 3-28;
при закороченных зажимах 8—12, уставке трансреактора TPt,
равной 0%, уставке <рмч=75° и токах через зажимы 15—16 (при
закороченных зажимах 13—14), равных 2/ном, поворотом сердечни-
ка индукционной системы устраняется самоход в сторону замыка-
ния контактов. Самоход в сторону размыкания контактов допу-
скается, если он может быть скомпенсирован закручиванием про-
тиводействующей пружины на угол 15°;
229
угол закручивания противодействующей пружины устанавлива-
ется равным 5° в сторону размыкания контактов. При уставке TH,
равной 99,5%, уставках трансреакторов ТР\ и ТР2 0%, 75° и 2—2,
на зажимы 6—12 через фазорегулятор подается напряжение около
15 В На зажимы 15—16 (при закороченных зажимах 13—14) По-
дается ток, равный номинальному С помощью фазорегулятора по
фазометру определяются углы, при которых происходит замыкание
контактов реле Полусумма этих углов равна <рмч;
установив угол между током и напряжением, подаваемым иа
реле, равным срм ч, определяют сопротивление срабатывания при
плавном понижении напряжения с 30 В. Значение его определяется
из выражения
£7р.сраб
гс₽аб ~ (1 + k) 7Р
и должна соответствовать данным табл. 3-28. В случае несоответст-
вия производится дополнительная регулировка магнитного шунта и
сопротивления резистора /%";
в диапазоне от тока начала точной работы до 6/Ном проверя-
ется значение сопротивления срабатывания. Разница между наи-
большим и наименьшим значениями тока срабатывания, %, должна
удовлетворять неравенству
гсраб макс 2сраб мин -цу
2сраб макс
Если указанная разница значительно меньше 10%, то рекомен-
дуется увеличить угол закручивания противодействующей пружины;
после этого поочередно устанавливаются уставки угла макси-
мальной чувствительности 65 и 85°, сопротивлениями и 7?3 со-
ответственно регулируются угол максимальной чувствительности и
проверяется сопротивление срабатывания при фр = фнч Получен-
ные величины должны соответствовать приведенным выше;
при уставке TH, равной 99 5%, уставках трансреакторов 75° и
2—2, при толе через зажимы 15—16 (зажимы 13—14 закорочены),
равном номинальному, проверяется смещение в I и III квадрант
комплексной плоскости Смещение в I и III квадрант определяется
при углах фмч и фмч+180° плавным уменьшением напряжения.
Значение смещения, %, от уставки сопротивления срабатывания оп-
ределяется из выражения
А = —^Сраб-------.100,
(1 т k) ZyCI /р
Регулировка сопротивления смещения производится магнитным
шунтом трансрсактора TPi;
при отсутствии смещения, одновременном сбросе напряжения с
57 В до нуля и подаче тока, равного 2 /т р, проверяется работа ре-
ле в мертвой зоне (уставка TH 99,5%, фр = фмч). Контакты реле
должны замыкаться на время, достаточное для срабатывания реле
РП-23, включенного по схеме с самоудерживанием при номиналь-
ном напряжении постоянного тока. При сбросе напряжения с 57 В
до нуля и разомкнутых токовых цепях подвижный контакт не дол-
жен отходить от упора.
230
3-13. РЕЛЕ РАЗНОСТИ ЧАСТОТ ИРЧ-01А
Реле разности частот ИРЧ-01А применяется в схе-
мах автоматической, полуавтоматической и ручной са-
мосинхронизации синхронных генераторов и компенса-
торов.
Реле выполнено на четырехполюсной системе с за-
зором 2 мм. Обмотка, расположенная на ярме магнито-
провода, предназначе-
на для подключения к
напряжению сети пере-
менного тока Uc. Об-
мотка, расположенная
на полюсах, предназна-
чена для включения на
остаточное напряжение
синхронизируемого ге-
нератора ит, которое
наводится в статорной
обмотке генератора
благодаря остаточному
потоку в стальных час-
Рис. 3-63. Схема внутренних со-
единений реле ИРЧ-01А.
тях ротора генерато-
ра. Включение обмотки полюсов производится через
регулируемое добавочное сопротивление ВС-242/2, необ-
ходимое для установки нужного значения тока через
обмотку. Схема расположения обмоток и внутренних
соединений реле приведена на рис. 3-63.
На входы реле подаются напряжения, мгновенные
значения которых равны:
«к.я = с sin юс t’, «к.п = г sin (<вг/ 4- Т).
Мгновенное значение вращающего момента на под-
вижной системе реле из (3-3) будет равно:
. = kUm с Um , sin sin (<в/ + ¥),
или
— cos!(d)c+<i)r)/ +(3-152)
Таким, образом, момент на подвижной системе реле
состоит из двух переменных составляющих, одна из ко-
торых определяется разностью угловых частот сети и
231
генератора, а другая — нх суммой. К моменту срабаты-
вания реле частота сети равна 50 Гц, а частота синхро-
низируемого генератора должна быть близкой к ней,
поэтому сумма их близка к 100 Гц, а разность очень ма-
ла. Ввиду своей инерционности подвижная система не
реагирует на составляющую момента с частотой 100 Гц,
а составляющая момента, определяемая разностью час-
тот, вызывает колебательное движение подвижной
системы.
В начальном положении реле его подвижная система,
имеющая частоту собственных колебаний около 1 Гц,
удерживается в среднем положении с помощью спи-
ральной противодействующей пружины. Два параллель-
но соединенных неподвижных контакта реле установле-
ны симметрично относительно среднего положения непод-
вижного контакта. При включении реле на напряжения
с неодинаковой частотой подвижная система прихо-
дит в колебательное движение. По мере сближения
частот сети и синхронизируемого генератора амплитуда
колебаний системы все увеличивается и при разности
частот около 1 Гц начинает происходить кратковремен-
ное замыкание контактов. Конструкция контактов обес-
печивает хорошее проскальзывание, и времени замыка-
ния контактов достаточно для срабатывания промежу-
точного реле РП-23, включенного по схеме с самоудер-
живанием. Шкалы уставок реле не имеет.
Технические данные
Номинальное напряжение сети 100 В с частотой 50 Гц.
Номинальный ток обмотки полюсов, включаемой иа остаточное
напряжение генератора, 55±15 мА.
Длительность включения обмотки ярма при напряжении 110%
1/ном не более 15 мин.
Диапазон частот надежной работы реле составляет 40—60 Гц.
Разность частот срабатывания реле при номинальных токе и
напряжении 1 Гц.
Разность частот срабатывания при изменении напряжения сети
от 50 до 120 В и тока в обмотке полюсов от 45 до 100 мА может
находиться в пределах от 2 до 0,35 Гц.
Мощность, потребляемая обмоткой ярма при номинальном на- . г
пряжении, не более 35 В - А. ’с '
Коммутационная способность контактов в цепи постоянного :
ка при постоянной времени нагрузки не более 0,005 с, напряжении»И
постоянного тока до 250 В и токе до 2 А не менее 50 Вт.
Диапазон рабочих температур составляет —20ч-+40°С.
Масса реле около 5 кг.
Габариты реле приведены на рис, П1-8.
232
Таблица 3-32
Разность частот сраба- тывания реле, Гц 0 0,5 0,7 1 1,5
Допустимая скорость из- менения разности ча- стот, Гц/с 0,08 0,5 0,98 2 4,5
Предельно допустимые скорости изменения частоты
генератора, при которых надежно срабатывает реле,
приведены в табл. 3-32.
Реле обеспечивает надежное включение генератора
в сеть со скольжением не более 3—4% при колебании
напряжения сети и остаточного напряжения генератора
Рис. 3-64. Зависимость
разности частот срабатыва-
ния от напряжения сети,
а —/р~100 мА; б — /р“35 мА.
Рис. 3-65. Схема проверки реле
ИРЧ-01А.
±50%. Примерная зависимость разности частот сраба-
тывания от величины напряжения сети и тока через об-
мотку полюсов приведена на рис. 3-64. Температурная
погрешность реле невелика и составляет около 4,5Х
Х10-3 Гц/°, с увеличением температуры разность частот
Уменьшается. Обмоточные данные реле приведены
в табл. 3-33.
233
Таблица 3-33
Обмотки Число витков Провод
Обмотка ярма Обмотки полюсов 4X1100 2X30 ПЭВ-2/0,31 ПБД-1,45
В комплект реле входят добавочное сопротивление
ВС-242/2, регулируемое в пределах 0—120+25 Ом, и
промежуточное реле РП-23. Реле РП-23 при срабатыва-
нии одним из своих контактов должно разрывать цепь
обмотки полюсов, предохраняя ее от повреждений после
подключения генератора к сети.
Проверяется исправность реле, в случае необходимости произ-
водится регулировка. При наклоне реле на 10“ в любую сторону
отклонение подвижной системы от нейтрального положения не
должно превышать половины хода подвижных контактов. При
больших отклонениях подбирается положение балансировочных
грузиков. Частота собственных колебаний подвижной системы у
обесточенного реле должна находиться в пределах 0,5—0,6 Гц.
Для проверки нужно снять плату с неподвижными контактами,
повернуть подвижную систему на угол около 180°, опустить и се-
кундомером измерить длительность нескольких полных колебаний
подвижной системы. Большая частота собственных колебаний ука-
зывает на излишнюю жесткость возвратной пружины, и наоборот,
быстрое затухание — на наличие затираний в подшипниках или
зазоре. При подаче на обмотку ярма напряжения до 120 В при зам-
кнутой или разомкнутой токовой обмотке подвижная система не
должна отклоняться от нейтрального положения (вследствие са-
мохода) более чем на половину хода подвижного контакта.
Настройка реле на заданную разность частот срабатывания
производится по схеме рис. 3-65 и заключается в регулировании
положения колодок неподвижных контактов. Бронзовые пластин-
ки неподвижных контактов должны быть возможно более эластич-
ными и при касании подвижного контакта должны изгибаться у са-
мого основания. Их начальное положение регулируется винтами на
колодках таким образом, чтобы между ними и передней плоскостью
ограничивающей вилки был чуть заметный зазор или происходило
касание без напряжения пружины. Угол встречи подвижного кон-
такта с неподвижным должен быть возможно меньшим, а точка ка-
сания возможно ближе к концу неподвижных контактов. При но-
минальном напряжении сети определяется ток в токовой обмотке,
при которой разность частот срабатывания будет равна 1 Гц. Зна-
чение тока должна находиться в пределах от 40 до 70 мА. Разность
частот срабатывания фиксируется по срабатыванию реле РП-23.
Разность частот при срабатывании правого и левого контактов не
должна отличаться более чем на 0,1 Гц. При невыполнении этого
требования нужно изменить положение колодок неподвижных
контактов на плате. После этого нужно убедиться, что при измене-
нии напряжения сети от 50 до 100 В, номинальном напряжении по-
234
стоянного тока и токе в токовой обмотке 100 мА реле срабатывает
при разности частот менее 1,8 Гц. В том же диапазоне напряжений,
при напряжении постоянного тока 0,85 номинального и токе 35 мА
разность частот срабатывания должна быть больше 0,35 Гц.
3-14. РЕЛЕ ПОНИЖЕНИЯ ЧАСТОТЫ ИВЧ-3
Реле понижения частоты ИВЧ-3 предназначено для
использования в качестве органа, контролирующего час-
тоту переменного тока, в
схемах автоматической
частотной разгрузки
(АЧР).
Реле выполнено на че-
тырехполюсной системе с
зазором 1 мм. Схема
внутренних соединений
реле приведена на рис.
3-66. Обмотки реле входят
в два параллельных кон-,
тура, подключенных к на-
пряжению контролируе-
мой сети переменного то-
ка. Один из конту-
оов обпазован обмот-
Рис. 3-66. Схема внутренних со-
единений реле понижения часто-
ты ИВЧ-3.
кой ярма и включенным последовательно с ней
конденсатором, второй — обмоткой полюсов и вклю-
---2
Рис. 3-67. Векторные диаграммы контуров обмоток ярма и полюсов
при частоте 45 и 50 Гц на уставке 49 Гц.
1 — 50 Гц; 2 — 45 Гц.
235
ченными последовательно с ней тремя добавочными
сопротивлениями. Векторная диаграмма токов и напря-
жения в контуре ярма приведена на рис. 3-67. Падение
напряжения на активной составляющей полного сопро-
тивления обмотки ярма гя/ч совпадает по фазе с током
в обмотке /я, падение напряжения на индуктивной со-
ставляющей ;ыЬч!,г опережает ток в контуре на 90°. На-
пряжение на конденсаторе — jln/aC отстает от тока на
90° и отложено от конца вектора jaLnln в противополож-
ную ему сторону. Геометрическая сумма этих напряже-
ний равна напряжению на реле Пр.
Падение напряжения на добавочном сопротивлении
«д/п и на активной составляющей полного сопротивле-
ния обмотки полюсов гп1а совпадает по фазе с током
в контуре 1П, падение напряжения на индуктивной со-
ставляющей опережает ток на 90°. Их геометрическая
сумма тоже равна напряжению на реле Пр.
Векторы Un и Uu — напряжения непосредственно на
обмотках реле.
Углы между токами в обмотках и напряжением на
реле определяются выражениями:
₽к.я = arctg ( - -М; (3-153)
\ га &гя С)
Рк.п = arctg. (3-154)
ГП “Г
Момент на подвижной системе реле определяется
уравнением
2
= k Mw„ sin(pK п_рк я)1 (3.155)
гк.я ZK.n
где &м=0,5-10~7 со, А-см/А2.
Принцип действия реле основан на неодинаковой ско-
рости изменения угла сдвига фаз токов в обмотках реле
относительно напряжения на реле, в чем можно убе-
диться, сравнив уравнения (3-153) и (3-154). Зависи-
мость этих углов от частоты приведена на рис. 3-68. При
нормальной частоте ток в контуре обмотки ярма Ih от-
стает от тока /п, разность углов ₽к.п—₽кя отрицательна
и на подвижную систему действует момент, прижимаю-
щий ее к начальному упору. По мере понижения часто-
ты вектор /ч начинает догонять вектор /ц. В момент их
236
совпадения разность fJH.n—рк.я, а следовательно, и мо-
мент Мр становятся равными нулю. При дальнейшем
понижении частоты вектор /я начинает опережать 1а,
момент на подвижной системе меняет свой знак и начи-
нает действовать в сторону срабатывания реле.
Плавная регулировка частоты срабатывания произ-
водится изменением величины добавочного резистора 7?'д
в контуре обмотки полюсов. Чем больше величина ак-
Рис. 3-68. Зависимость фазы
токов в контурах реле ИВЧ-3
от частоты.
1 — контур обмотки ярма; 2 — кон-
тур обмотки полюсов при уставке
49 Гц; 3 — контур обмотки полюсов
при уставке 45 Гц.
тивного сопротивления в контуре, тем ниже частота сра-
батывания. Уставки частоты срабатывания разбиты на
два диапазона, переход с одного диапазона на другой
осуществляется закорачиванием резистора 7?" наклад-
кой на зажимах 5 и 7. Резисторы Я"я и 7?” подстроечные,
диапазон больших уставок подстраивается резистором
Я", диапазон меньших — резистором 7?” .
Момент на подвижной системе индукционных реле
не зависит от угла ее поворота. При частотах, близких
к частоте срабатывания, давление подвижного контакта
на неподвижный мало, поэтому замыкание контактов
может происходить с вибрацией и искрением, так как
снижение частоты происходит не мгновенно, а с относи-
тельно небольшой скоростью. Для надежного замыкания
контактов в этих условиях часть противодействующего
момента создается постоянным магнитом, взаимодейст-
вующим со стальным якорем-противовесом, укреплен-
ным на свободном конце контактодержателя подвижно-
го контакта. При срабатывании якорь отходит от посто-
янного магнита, сила их взаимодействия уменьшается и
на подвижной системе появляется избыточный момент,
237
явного магнита зависит
Рис 3-69. Зависимость ча-
стоты срабатывания реле
ИВЧ-3 от напряжения.
обеспечивающий надежное замыкание контакта. Проти-
водействующая пружина обеспечивает требуемую раз-
рывную мощность контактов и надежный возврат в ис-
ходное положение.
От соотношения между моментами пружины и посто-
коэффициент возврата реле.
Чем сильнее взаимодействие
между магнитом и якорем,
тем больше разница между
частотами срабатывания и
возврата. Сила взаимодейст-
вия регулируется изменени-
ем начального расстояния
между якорем и магнитом.
Частота срабатывания,
как и частота возврата, уве-
личивается при уменьшении
добавочного сопротивления
в контуре обмотки полюсов.
На этом основана возмож-
ность автоматического уве-
личения частоты возврата
реле путем закорачивания
какими-либо контактами за-
жимов 5—6 или 6—7. Зажим 6 соединен с подвижным
хомутиком на резисторе R'r, передвижением которого
можно установить требуемую частоту возврата реле.
Важным параметром является зависимость частоты
срабатывания от величины напряжения на реле. Погреш-
ность частоты срабатывания от изменения напряжения
зависит в основном от величины противодействующего
момента. На рис. 3-69 приведена зависимость частоты
срабатывания от напряжения на реле, снятая на одном
из реле с заводской регулировкой. На этом же рисунке
пунктиром показана аналогичная зависимость при снЯ’
тых пружине и постоянном магните. Уменьшение маг-
нитной проницаемости и потерь при снижении напря-
жения в некоторой степени стабилизируют частоту сра-
батывания.
Другим важным параметром реле является его тем-
пературная погрешность. Основным влияющим факто-
ром в этом случае является температурная погрешность
конденсатора, так как изменение активных сопротивле-
ний от температуры действует однозначно в обоих кон-
238
турах. Для уменьшения температурной погрешности в
реле ИВЧ-3 использованы высокостабильные слюдяные
конденсаторы типа КСГ. В этом единственное отличие
реле ИВЧ-3 от реле ИВЧ-ОНА, где использовались два
металлобумажных конденсатора с противоположными
по знаку, взаимно компенсирующимися температурными
погрешностями.
Реле имеет один замыкающий контакт, для обеспече-
ния требуемой разрывной способности контакт выпол-
нен мостиковым с двумя последовательными разрывами
цепи.
Технические данные
Номинальное напряжение реле 100 В, 50 Гц
Реле имеет два диапазона уставок 45—46,5 Гц и 46,5—49 Гц
(при закороченных зажимах 5 и 7) Деления на шкалах нанесены
через каждые 0,5 Гц, регулировка частоты срабатывания плавная.
Отклонение частоты срабатывания от уставки не превышает
0,2 Гц при номинальном напряжении и нормальной температуре.
Минимальная разность частот срабатывания и возврата на
любой уставке не превышает 0,1 Гц. Предусмотрена возможность
автоматического увеличения частоты возврата до 50 Гц включи-
тельно.
Разность минимальной и максимальной частот срабатывания
при изменении напряжения на реле от 60 до 125 В иа любой устав-
ке не превышает 0,2 Гц.
Разность максимальной и минимальной частот срабатывания
при номинальном напряжении и изменении температуры окружаю-
щей среды от —10 до -)-40° С на любой уставке не превышает
0,25 Гц
Мощность, потребляемая реле при номинальных напряжении и
частоте, не превышает 10 В-А.
Реле длительно выдерживает напряжение, равное 110% 1/Яо«.
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с ин-
дуктивной нагрузкой (постоянная времени ие более 0,005 с) не
менее 50 Вт при напряжении до 250 В и токе до 2 А.
Масса реле превышает 5,5 кг.
Габариты реле приведены иа рис. П1-8.
Обмотошые данные реле приведены в табл. 3-34, значение со-
противлений резисторов и емкость конденсатора — в табл. 3-35.
Таблица 3-34
Обмотки Число витков 1 Провод
Обмотка ярма Обмотки полюсов 4X3550 2 X 2300 ПЭВ-2/0,21 ПЭВ-2/0,2
239'
Таблица 3-35
Обозначение на схеме рис. 3-66 Емкость, мкФ к Сопротивление, Ом
с 1 —
к Ц —— 0—1000
fc а —* 0—1250
в а — 0—1250
Вследствие относительно высоких чувствительности
и точности реле изменение магнитных потоков рассеяния
за счет влияния стального кожуха и нагрев обмоток
реле приводят к изменению частоты срабатывания реле.
Поэтому параметры реле гарантируются при надетом
кожухе после предварительного прогрева в течение од-
ного часа при номинальных напряжении и частоте.
Различный характер переходных процессов в конту-
рах реле приводит к кратковременному срабатыванию
реле при подключении реле к источнику напряжения и
при резких колебаниях напряжения. Для предотвраще-
ния неправильной работы рекомендуется применение
промежуточных реле с временем срабатывания не менее
0,3 с.
Особое внимание обращается на регулировку контактов реле.
Подвижный контакт должен одновременно касаться обоих непод-
вижных. Кратчайшее расстояние между подвижным и неподвижным
контактами должно быть в пределах 2—2,5 мм, скольжение под-
вижного контакта по неподвижному — около 1,5—2 мм.
Проверка электрических параметров реле и в случае необходи-
мости их корректировка производятся от источника синусоидально-
го напряжения, обеспечивающего регулировку напряжения от 55 до
130 В и частоты от 44 до 50 Гц. Измерение частоты рекомендуется
производить стрелочным частотомером ие хуже класса 0,5, на его
входных зажимах должно поддерживаться номинальное напряжение.
В качестве индикатора срабатывания лучше использовать неоновую
лампу. Все измерения следует производить при надетом кожухе
после предварительного прогрева при номинальных напряжении и
частоте в течение одного часа. Порядок проверки рекомендуется
следующий:
при частоте 50 Гц ток в обмотке ярма должен отставать от
напряжения на реле на угол 35—39°, измерения можно произво-
дить любым способом. Корректировка производится подбором ве-
личины емкости конденсатора;
240
противодействующая пружина должна быть затянута на угол
40—50°, расстояние между постоянным магнитом и стальным яко-
рем 5—6 ММ;
положение хомутика на сопротивлении подбирается при на-
пряжении 100 В и закороченных зажимах 5—7 таким образом, что-
бы при крайнем правом положении указателя шкалы частота сра-
батывания была не менее 49 Гц, а при крайнем левом — не более
46,5 Гц;
в этих же условиях при указателе шкалы, установленном в
положении, соответствующем частоте срабатывания 49 Гц, угол за-
кручивания противодействующей пружины и положение постоянно-
го магнита подбираются такими, чтобы при изменении напряжения
от 65 до 125 В частота срабатывания изменялась не более чем на
0,2 Гц, а разность частот срабатывания и возврата при напряже-
нии 100 В не превышала 0,1 Гц;
при напряжении 100 В и закороченных зажимах 5—7 подби-
раются положения указателя шкалы, соответствующие срабатыва-
нию реле при частотах от 46,5 до 49 Гц (через каждые 0,5 Гц), и
иа шкале против указателя наносятся цветной эмалью точки;
таким же образом при разомкнутых зажимах 5—7 наносятся на
шкале точки для диапазона уставок 45—46,5 Гц
3-15. РЕЛЕ ПОВЫШЕНИЯ ЧАСТОТЫ ИВЧ-15
Реле повышения частоты ИВЧ-15 предназначено для
использования в качестве органа, реагирующего на по-
вышение частоты, в схемах автоматики.
Реле повышения ча-
стоты получается из
реле понижения часто-
ты путем изменения по-
лярности включения
одной из обмоток реле;
все соотношения, при-
веденные для реле
ИВЧ-3, остаются спра-
ведливыми. Однако для
обеспечения стабиль-
ности частоты сраба-
тывания в заданном
диапазоне изменения
Рис. 3-70. Схема внутренних со-
единений реле ИВЧ-15.
напряжения на реле и
температуры окружающей среды потребовалось введение
ряда изменений в контурах реле.
Схема внутренних соединений реле приведена на
рис. 3-70, диаграммы токов и сопротивлений в контурах
обмоток (до срабатывания) приведены на рис. 3-71.
16—505
241
Действие реле тоже основано на том, что с повышением
частоты угол полного сопротивления контура LC увели-
чивается быстрее, чем угол контура LR. Направление
поворота векторов полного сопротивления контуров при
изменении частоты в сторону срабатывания показано на
Рис 3-71. Векторные диаграммы токов и напряжений до сра-
батывания реле понижения частоты (а) и реле повышения
частоты (б).
диаграммах сплошными стрелками. При повышении на-
пряжения вращающий момент на подвижной системе
реле должен увеличиваться пропорционально квадрату
напряжения. В момент срабатывания для преодоления
противодействующих сил вектор контура LC при номи-
нальном напряжении должен обогнать вектор контура
LR на угол порядка двух градусов. Вследствие повыше-
ния напряжения этот угол будет иметь меньшую величи-
ну и срабатывание произойдет при меньшей частоте. При
242
Рис 3-72 ЗависимостьMt=F(Uv)
при неизменной частоте.
а _ для реле понижения частоты; б —
для реле повышения частоты; в*—
изменении напряжения вследствие нелинейности кривой
намагничивания стали будет меньться и индуктивность
обмоток. Индукция в стали магнитопровода реле не пре-
вышает 0,2—0,3 Т, при таких индукциях магнитная про-
ницаемость (индуктивность) меняется однозначно с на-
пряженностью поля (напряжением на реле). Из вектор-
ных диаграмм сопротивлений рис. 3-71 следует, что при
одинаковом относительном изменении индуктивностей
обмоток вектор полно-
го сопротивления кон-
тура LC повернется на
больший угол Направ-
ление поворота векто-
ров полных сопротив-
лений и токов контуров
за счет увеличения ин-
дуктивности при повы-
шении напряжения по-
казано на диаграммах
пунктирной стрелкой.
Из сравнения направ-
ления вращения векто-
ров при изменении час-
тоты в сторону сраба-
тывания и при повыше-
нии напряжения видно,
что у реле повышения
частоты увеличение ин-
дуктивности усиливает
влияние повышения на-
пряжения на вращаю-
щий момент, а у реле понижения частоты — наоборот.
На рис 3-72 приведена зависимость вращающего момен-
та в сторону замыкания контакта от напряжения на ре-
ле Кривые снимались на одном и том же реле при раз-
личной полярности включения одной из обмоток и неиз-
менной частоте, отличающейся от частоты срабатывания
на 0,25 Гц Нижняя кривая соответствует реле пониже-
ния частоты, верхняя — реле повышения частоты, сред-
няя— расчетной зависимости Mv=kU^.
Таким образом, реле повышения частоты, получен-
ное из реле понижения частоты путем изменения поляр-
ности включения одной из обмоток, довольно чувстви-
тельно к изменениям напряжения.
16* 243
Относительно малая зависимость частоты срабатыва-
ния от напряжения достигается путем уменьшения угла,
на который должны разойтись векторы при срабатыва-
нии, за счет увеличения м. д. с. обмоток (потребления
реле) и несколько меньшего угла закручивания противо-
действующей пружины. В этих условиях реле становится
более чувствительным к изменениям температуры. С
целью температурной компенсации в реле применены
конденсаторы КБГ-МН, у которых с понижением темпе-
ратуры на 30° С емкость уменьшается в среднем на 1%,
а в качестве добавочного сопротивления используется
резистор ВС-2 с отрицательным температурным коэффи-
циентом сопротивления.
Реле имеет один диапазон уставок. Во всем осталь-
ном реле ИВЧ-15 аналогично реле ИВЧ-3.
Технические данные
Номинальное напряжение реле 100 В с частотой 50 Гц.
Частота срабатывания плавно регулируется от 50,5 до 53 Гц,
деления на шкале нанесены через каждые 0,5 Гц.
Погрешность реле при номинальном напряжении и нормальной
температуре не превышает 0,2 Гц на любой уставке.
Разность максимальной и минимальной частот срабатывания
при изменении напряжения иа реле от 80 до ПО В не превышает
0,2 Гц на любой уставке.
Разность максимальной и минимальной частот срабатывания
при номинальном напряжении и изменении температуры окружаю-
щей среды от —10 до +45° С не более 0,4 Гц.
Мощность, потребляемая реле при номинальных напряжении и'
частоте, не более 16 В-А.
Реле длительно выдерживает напряжение, равное 110% номи-
нального.
В остальном реле ИВЧ-15 аналогичны реле ИВЧ-3. Обмоточные
данные реле приведены в табл. 3-36.
Таблица 3-36
Обмотки Число витков Провод
Обмотка ярма Обмотки полюсов 4X4200 2X1270 ПЭВ-2/0,18 ПЭВ -2/0,27
Конденсатор, установленный в реле, имеет емкость 0,5 мкФ.,
Сопротивление резистора для регулировки уставок имеет макси-
мальное значение 1000 Ом. Добавочный резистор состоит из
параллельно соединенных резисторов ВС-5 по 1000 Ом и включен -
244.
кого последовательно с ними регулируемого резистора ПЭВР-20
390 Ом. Специального сопротивления для изменения частоты воз-
врата у реле не предусмотрено. В случае необходимости между
зажимами 3 и 5 можно подключить регулируемое сопротивление
1200 Ом, шунтируемое в нормальном режиме контактами какого-
либо промежуточного реле. Напряжение в этом случае подается на
зажимы 5—6. Проверка регулировки производится так же, как и
у реле ИВЧ-3. Проверка электрических параметров производится
от источника синусоидального напряжения, обеспечивающего регу-
лировку напряжения от 70 до 120 В и частоты от 50 до 54 Гц. Ре-
гулировку электрических параметров производят в следующем по-
рядке:
угол предварительного закручивания противодействующей пру-
жины устанавливается около 30°;
с помощью магазина емкостей подбирается величина емкости
конденсатора таким образом, чтобы диапазон уставок от 50,5 до
53 Гц укладывался в пределах шкалы реле. Одновременно подби-
рается значение сопротивления подбором положения хомутика на
резисторе ПЭВР-20. В реле точное значение емкости устанавли-
вается путем параллельного подключения к основному конденсато-
ру КБГ-МН добавочных конденсаторов КБГ-И емкостью 0,1; 0,2
и 0,3 мкФ на напряжение 400 В,
подбирается положение постоянного магнита таким образом,
чтобы разность частот срабатывания и возврата реле не превышала
2 Гц;
подбирается положение указателя шкалы для каждой из уста-
вок и на шкале реле против указателя цветной нитроэмалью ста-
вится точка.
.___________ГЛАВА ЧЕТВЕРТА Я
РЕЛЕ ТОКА С НАСЫЩАЮЩИМИСЯ
ТРАНСФОРМАТОРАМИ ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ
ЗАЩИТ
4-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Дифференциальные токовые защиты и требования
к реле тока. Основной защитой генераторов, силовых
трансформаторов (автотрансформаторов) и сборных
шин является дифференциальная токовая защита, вы-
полненная по схеме с циркулирующими токами. При
этом вторичные обмотки трансформаторов тока, уста-
новленных по концам защищаемого объекта, соединя-
ются так, чтобы в нормальном режиме и при внешних
к. з. (рис. 4-1, а) проходящая через реле разность токов
Ip=ii—12=1н5, т. е. ток небаланса, была близка к нулю.
245
Рис 4-1 Принцип действия диф-
ференциальной токовой защиты.
а — внешнее к з ; б-к з. в зоне.
большой диапазон изменения
Тогда при к. з. в защищаемой зоне (рис. 4-1, б) ток в
реле будет равен сумме вторичных токов трансформато-
ров тока 7р=/1+/2 и реле сработает.
Так как вторичные токи трансформаторов тока Л и
j2 в нормальном режиме обычно не равны между собой,
то для компенсации этого неравенства реле тока должно
содержать элемент, выравнивающий магнитодвижущие
силы (м. д. с.) от этих
токов. Таким элемен-
том является специаль-
ный промежуточный
трансформатор тока,
во вторичную цепь ко-
торого включается ис-
полнительный орган
(реле тока РТ-40). При
этом неравенство токов
плеч 71 и /2 компенси-
руется с помощью от-
водов от первичных об-
моток этого трансфор-
матора тока.
Ввиду большого
разнообразия парамет-
ров защищаемых объ-
ектов и измерительных
трансформаторов тока
реле должно иметь
токов срабатывания. При
наличии в реле промежуточного трансформатора тока это
требование также обеспечивается с помощью отводов
первичных обмоток этого трансформатора.
Кроме сведения к минимуму тока небаланса в уста-
новившемся режиме (нормальном или при внешнем
к. з.) реле должно быть отстроено от тока небаланса в
переходных режимах, а именно от апериодической со-
ставляющей. Апериодическая составляющая в диффе-
ренциальной цепи появляется либо в результате разли-
чия тока намагничивания трансформаторов тока защиты
при внешних к. з., либо от броска тока намагничивания
силовых трансформаторов (автотрансформаторов) при
включении их под напряжение. Эти броски намагничш
вающего тока, превышающие в несколько раз номиналь-
246
ное значение тока, воспринимаются защитой как к. з. в
трансформаторе. Поэтому в реле промежуточный транс-
форматор тока выполняется быстронасыщающимся, что
позволяет автоматически загрублять реле при наличии
в токе апериодической составляющей. Апериодическая
составляющая насыщает сердечник этого промежуточ-
ного насыщающегося трансформатора тока (НТТ) и
уменьшает трансформацию переменного тока во вторич-
ную цепь, где установлен исполнительный орган. В ре-
зультате для срабатывания исполнительного органа тре-
буется больший первичный переменный ток НТТ.
Таким образом, применение в реле НТТ направлено
на обеспечение специфических требований, предъявляе-
мых к реле тока для дифференциальных защит. С по-
мощью него компенсируется неравенство токов плеч
защиты в установившемся режиме, в широких пределах
регулируется ток срабатывания реле и осуществляется
отстройка от апериодической составляющей тока.
Выбор индукции НТТ. Максимальное значение индук-
ции сердечника НТТ в условиях срабатывания ВСРаб
без апериодической составляющей входного тока являет-
ся определяющим параметром реле. С точки зрения от-
стройки от апериодической составляющей эту индукцию
желательно иметь большей, чтобы насыщение НТТ про-
исходило при меньшем токе. Но тогда при к. з. в защи-
щаемой зоне при большой кратности входного тока реле
кратность тока в исполнительном органе по отношению
к току срабатывания будет мала, что снижает надеж-
ность срабатывания реле. Отношение тока в исполни-
тельном органе к току его срабатывания при кратности
входного тока реле по отношению к току его срабатыва-
ния, равной 2 или 5, является важным параметром реле,
который принято называть коэффициентом надежности.
Точные расчетные соотношения элементов реле с
НТТ и апериодической составляющей входного тока
сложны Поэтому так же, как в [28, 29], ограничимся
приближенным анализом, считая, что исполнительный
орган реагирует на среднее значение напряжения за пе-
риод, которое пропорционально арифметической сумме
изменения индукции сердечника НТТ за каждый из пер-
вых двух полупериодов
(4-1)
247
На рис. 4-2 показано изменение индукции АВ" за >.
каждый полупериод при синусоидальном токе с ампли-
тудой 1т без апериодической составляющей и АВ' при
наличии апериодической составляющей 1а=1т. Очевид-
। но, что апериодическая состав-
^i г® ляющая резко уменьшает зна-
чение изменения индукции
должно выполняться неравенство Всраб>0,5 Bs. Приняв
для стали Э-330 В«=2Т, получим, что для надежной от-
стройки от апериодической составляющей максимальное
значение индукции НТТ в условиях срабатывания без
апериодической составляющей Всраб должно быть не
менее 1 Т. У выпускаемых реле эта индукция равна
1,35 Т. При этом коэффициент надежности при двукоат-
чии апериодической составляющей. При увеличении ра-
бочей индукции трансформатора ТТ2 насыщение его
наступает при меньшем значении апериодической со-
ставляющей. Из-за насыщения уменьшаются ток /к и
влияние короткозамкнутой обмотки. Изменяя значение
рабочей индукции трансформатора ТТ2 с помощью ре-
гулируемого резистора Як.з, можно изменять степень от-
Рис. 4-5. Характеристика от-
стройки от апериодической со-
ставляющей e,=f(k) реле
РНТ-565, РНТ-566, РНТ-566/2,
РНТ-567, РНТ-567/2.
1 — Лкз=0; 2—Як.3=10 Ом
Рис. 4-6. Упрощенная схема реле
ДЗТ.
стройки реле от апериодической составляющей, которая
задается кривыми e=f(&) (рис. 4-5), представляющими
собой зависимость отношения синусоидального тока сра-
батывания реле при наличии постоянной составляющей
тока к синусоидальному току срабатывания реле при
отсутствии постоянной составляющей тока (е) от отно-
шения постоянной составляющей тока к синусоидально-
му току срабатывания при наличии постоянной состав-
ляющей тока (fe).
При малом значении апериодической составляющей
(малом k) кривые на рис. 4-5 при 7?кз=0 и /?кз=10Ом
совпадают, так как RK3 не влияет на ток 1К. При боль-
шем значении апериодической составляющей (при боль-
шем k) индукция в трансформаторе ТТ2 увеличивается
и изменение RK,3 приводит к изменению величины тока
252
1К и его фазы относительно тока Л и степень отстройки
реле от апериодической составляющей оказывается за-
висимой ОТ 7?к.з-
В связи с этим интересно отметить, что применение
короткозамкнутой обмотки только на одном двухстерж-
невом сердечнике, например, при закорачивании обмот-
ки w'K3 трансформатора ТТ1 на резистор /?кз при отсут-
ствии трансформатора ТТ2 на рис. 4-4 не улучшает от-
стройку реле от апериодической составляющей входного
тока, а только увеличивает первичный ток срабатыва-
ния реле.
Реле с магнитным торможением серии ДЗТ. В ряде
случаев ток небаланса при внешних к. з. может дости-
гать больших значений, вызывая срабатывание реле.
Это Может быть при неполном выравнивании из-за не-
возможности установки на реле расчетного числа витков,
различной токовой погрешности трансформаторов тока
разных плеч защиты или при регулировке напряжения
силового трансформатора под нагрузкой изменением
его коэффициента трансформации, приводящей к разба-
лансировке защиты. Для исключения ложной работы
защиты в этих случаях применяют реле серии ДЗТ, ко-
торые благодаря тормозным обмоткам автоматически
загрубляются токами внешних к. з. Эти реле включа-
ются так, чтобы при внешних к. з. хотя бы одна обмотка
торможения обтекалась этим током. В реле ДЗТ отсут-
ствует короткозамкнутая обмотка и отстройка от апе-
риодической составляющей входного тока осуществляет-
ся только благодаря насыщению трансформатора НТТ.
Поэтому реле ДЗТ хуже отстроены от переходных токов
небаланса (апериодической составляющей), чем реле
РНТ, но лучше отстроены от установившихся токов не-
баланса.
Упрощенная схема реле ДЗТ показана на рис. 4-6.
Сердечник насыщающегося трансформатора реле ДЗТ
такой же, как у реле РНТ. Первичные обмотки (рабочие
и уравнительные) &ур расположены на среднем стержне.
Вторичная обмотка состоит из двух одинаковых секций
w'2 и w"2 , которые расположены на крайних стержнях.
Реле тока РТ подключено к части витков вторичной об-
мотки, а резистор Rm для плавной подрегулировки тока
срабатывания подключен к полному числу витков этой
обмотки. Тормозная обмотка также состоит из двух оди-
наковых секций w' и О’’, расположенных на крайних
253
стержнях. На регулировочной колодке реле выбито чис-
ло витков отводов одной секции тормозной обмотки,
которое при определении всех характеристик реле ус-
ловно считается числом витков всей тормозной обмотки.
Это принято для удобства выбора числа витков рабочей
(уравнительной) и тормозной обмоток при эксплуата-
ции реле, так как сечение крайних стержней трансфор-
матора НТТ в 2 раза меньше среднего и при приведении
тормозной обмотки к среднему стержню, на котором
расположена обмотка дар, число витков тормозной обмот-
ки оказывается равным числу витков ее одной секции
ау'(да").
Тормозной ток /т создает в трансформаторе НТТ тор-
мозной поток Фт, который замыкается только по край-
ним стержням. Магнитные потоки от секций тормозных;
обмоток да' и да" в среднем стержне взаимно компен-
сируются и магнитная связь между обмотками дат и дар
отсутствует. Тормозной поток Фт наводит в секциях вто-
ричной обмотки w'2 и да2 одинаковые по абсолютным
значениям, но противоположные по фазе э. д. с. В ре-
зультате суммарная э. д. с. на вторичной обмотке равна
нулю и ток в реле РТ от тормозного тока отсутствует.
Назначение тормозной обмотки заключается в насыще-
нии и увеличении магнитного сопротивления крайних
стержней магнитопровода НТТ.
Рабочий ток /р создает в среднем стержне рабочий
поток Фр, замыкающийся по крайним стержням магни-
топровода. Пропорционально этому потоку в секциях
вторичной обмотки w2 и да2 наводятся одинаковые по
абсолютным значениям и совпадающие по фазе э. д. с.,
а их суммарная э. д. с. вызывает ток в реле РТ. Значе-
ние рабочего потока в крайних стержнях определяется
значениями м. д. с. рабочей обмотки и магнитного со-
противления сердечника
Поток Фт, создаваемый тормозным током 1Т, увели-
чивает магнитное сопротивление крайних стержней
магнитопровода, тем самым уменьшая значение рабоче-
го потока при данной м. д. с. рабочей обмотки. Этим
достигается автоматическое загрубление реле при внеш-
них к. з. Это загрубление оценивается коэффициентом
торможения
254
где /т — тормозной ток; /Ср.о — ток срабатывания при
отсутствии тормозного тока; /ср — ток срабатывания при
наличии тормозного тока.
Коэффициент торможения зависит от тормозного то-
ка. При большом тормозном токе (IСр^> 7ср о) коэффи-
циент торможения &т=/ср//т. Коэффициент торможения
задается при определенной м. д. с. тормозной обмотки
по тормозной характеристике FCp=f(FT). Изменяя соот-
ношение между витками тормозной и рабочей обмотки,
можно изменять kT.
Тормозная характеристика определяется для различ-
ных углов между тормозным и рабочим токами, так как
этот угол зависит от видов . токов небаланса и может
быть любым. При неполном выравнивании токов плеч
защиты ток небаланса, являющийся рабочим током, сов-
падает по фазе с током внешнего к. з., являющимся
тормозным током. Ток небаланса из-за различия токов
намагничивания трансформаторов тока сдвинут по от-
ношению к току внешнего к. з. на угол, близкий к 90°.
Поэтому тормозные характеристики задаются двумя
кривыми. Нижняя кривая определяет зону обязательно-
го торможения, верхняя — зону обязательного срабаты-
вания, а между ними реле может сработать или не сра-
ботать в зависимости от угла между тормозным и рабо-
чим током. В [29] показано, что зона срабатывания или
несрабатывания в зависимости от угла между тормоз-
ным и рабочим токами минимальна при индукции сер-
дечника в условиях срабатывания, равной примерно
1,4 Т. В реле ДЗТ эта индукция, выбранная из условия
надежной работы при к. з. в зоне и отстройки от аперио-
дической составляющей при внешних к. з. составляет
1,35 Т.
Коэффициент надежности реле и времена срабатыва-
ния зависят от коэффициента торможения, и эти вели-
чины у реле ДЗТ гарантируются при коэффициенте тор-
можения, равном 0,35.
4-2. РЕЛЕ С УЛУЧШЕННОЙ ОТСТРОЙКОЙ
ОТ АПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СЕРИИ РНТ-560
В эту серию входят реле РНТ-565, РНТ-566,
РНТ-566/2, РНТ-567 и РНТ-567/2. Реле РНТ-565 (рис.
4-7) предназначено для дифференциальной защиты од-
255
ной фазы силовых трансформаторов или генераторов.
Реле РНТ-566 (рис. 4-8) и РНТ-566/2 (рис. 4-9) пред-
назначены для дифференциальной защиты одной фазы
силовых трансформаторов при применении в плечах за-
Рис. 4-7. Принципиальная схе-
ма и схема включения реле
РНТ-565.
Рис. 4-8 Принципиальная схема
н схема включения реле РНТ-566.
щиты трансформаторов тока с разными номинальными
значениями вторичного тока. Реле РНТ-567 (рис. 4-10)
и РНТ-567/2 предназначены для дифференциальной за-
щиты шин. Принципиальная схема реле РНТ-567/2 отли-
чается от схемы реле РНТ-567 только тем, что число
витков каждого отвода, приведенного на рис. 4-10, в
5 раз больше. Область применения отдельных типов ре-
ле ограничена диапазоном регулировки тока срабатыва-
ния, термической стойкостью и способностью выравни-
вать м. д. с. в плечах защиты.
256
Реле серии РНТ-560 состоят из одного насыщающего-
ся трансформатора тока (НТТ), исполнительного органа
(реле РТ-40), резистора /?ш для подрегулировки тока
срабатывания и резистора /?к.з для плавной регулировки
отстройки от апериодической составляющей. Исполни-
тельный орган, резисторы
Rm и /?к.3, вторичная и корот-
козамкнутая обмотка, маг-
нитопроводы НТТ у всех ре-
Рис. 4-9. Принципиальная схема и
схема включения реле РНТ-566/2.
Рис. 4-10. Принципиальная схе-
ма и схема включения реле
РНТ-567.
ле серии РНТ-560 одинаковы. Реле отличаются друг от
друга только количеством рабочих и уравнительных об-
моток и их обмоточными данными.
Реле РНТ-565 имеет одну рабочую и две уравни-
тельные обмотки, реле РНТ-566 — три независимые ра-
бочие обмотки, реле РНТ-566/2, РНТ-567 и РНТ-567/2—
по две независимые рабочие обмотки. Рабочие и урав-
нительные обмотки реле имеют большое количество от-
водов,. которые выведены на переключающие колодки.
17—505
257
Это позволяет через малые интервалы ступенчато изме-
нять ток срабатывания реле и выравнивать м. д. с. плеч
защиты, добиваясь минимального тока небаланса. Ко-
личество включенных витков рабочих и уравнительных
обмоток равно сумме чисел, выбитых у гнезд, в которые
ввернуты штепсельные винты. У реле РНТ-565 уравни-
тельные обмотки, если не требуется выравнивание
м. д. с. плеч защиты, могут использоваться в качестве
рабочих. Ток срабатывания и диапазон изменения его
рассчитываются по числу витков, обтекаемых рабочим
током, исходя из того, что м. д. с. срабатывания реле
равна 100 А.
Технические данные
Магнитодвижущая сила срабатывания составляет 100±5 А.
Номинальная частота 50 Гц.
Время срабатывания при трехкратном токе срабатывания не
превышает 40 мс.
Коэффипиент надежности не менее 1,2 при двукратном токе и
1,35 при пятикратном токе.
Таблица 4-1
Реле Обмотки Ток, А
РНТ-565 Wp, ^1ур» ^2УР 10
Wfp
1,5
. а'зр 7
РНТ-566 1,8
W2p 3,6
Шзр 7
РНТ-566/2 Ш1р 2
®2P 15
РНТ-567 ®1р, ®2Р 20
РНТ-567/2 ®ii>, ®2р 4
* Витки из провода большого диаметра.
258
Степень отстройки от неустановившихся переходных токов
g=f(&) соответствует рис. 4-5 с отклонением, не превышающим
±20%.
Коммутационная способность контактов в индуктивной цепи
постоянного тока с постоянной времени 5 мс составляет ие менее
60 Вт при напряжении 24—250 В и токе до 2 А.
Реле выдерживают 5000 срабатываний, из них 500 срабатыва-
ний с нагруженными контактами.
Допустимые значения токов и число витков обмоток, по кото-
рым одновременно могут проходить токи в нормальном режиме,
указаны в табл. 4-1.
При изменении температуры окружающего воздуха от —20 до
4-40° С м д. с. срабатывания реле отличается от измеренной при
-j-20±5°C не более чем на ±15%.
Масса реле не превышает 4 кг.
Габариты реле приведены на рис. П1-8.
Зависимость мощности, потребляемой обмотками
с полным числом витков в аварийном режиме, от м. д. с.
обмоток приведена на рис. 4-11, 4-12 На рис. 4-11 кри-
вая 1 относится к обмотке кд, реле РНТ-566/2, кривая
2— к Wip или да2р РНТ-567 и РНТ-567/2, кривая 3 — к по-
следовательно соединенным обмоткам wv и wlyp(w2yp)
реле РНТ-565, кривая 4 — к wlp РНТ-566/2. На рис. 4-12
Рис. 4-11. Характеристика мощ-
ности, потребляемой реле РНТ
в аварийном режиме.
1 — обмотка w2p реле РНТ 566/2;
2 — обмотка Ш1Р (®2p) Роле РНТ 567
и РНТ-567/2; 3 — последовательное
соединение обмоток гг>р я щ ; ур
(а'2ур) реле РНТ-565; 4 — обмотка
®1р реле РНТ-566/2.
Рис 4-12. Характеристики
мощности, потребляемой реле
РНТ-566 в аварийном режиме.
1 — обмотка г»зр; 2 — обмотка »2p
3 — обмотка «ijp.
17*
255
кривая 1 дана для обмотки ®3р, кривая 2 — для ®2р и
кривая 3 — для ®1Р реле РНТ-566. Значения токов могут
быть получены делением м. д. с. на полное число витков
указанных обмоток
Элементы реле приведены в табл. 4-2.
Таблица 4-2
Реле Элемент Технические данные
Реле всех типов £ 4 и? В В Реле РТ-40, ш =2 X 750* (ПЭВ-2/0,2) Резистор ПЭВР-20 — 39 Ом Резистор ПЭВР-20— 10 Ом 130* (ПС Д-0,8) 90* (ПЭТВ-0,8) 180* (ПСД-0,8)
РНТ-565 Шр ®1ур> Ш2ур 35* (ПСД-1,56) 34* (ПСД-1,56)
РНТ-566 а>ц> Шар +р 35+ 50* (ПЭТВ-0,8) и 210* (ПЭТВ-0,59) 24+531 (ПЭТВ-0,93) и 84* (ПЭТВ-0,59) 39* (ПСД-1,08)
РНТ-566/2 ®1Р 295* (ПЭТВ-0,86) 23* (ПСД-1,68)
РНТ-567 ®1р, ®2р 19* (ПСД-2,26)
РНТ-567/2 - »ip, ®2p 95* (ПСД-1)
* Число витков В скобках указана марка провода
Число витков отводов рабочих и уравнительных об-
моток указаны на рис 4-7—4-10 Масса магнитопровода
НТТ, выполненного из стали Э-330, равна 360+8 г.
4-3. РЕЛЕ С МАГНИТНЫМ ТОРМОЖЕНИЕМ СЕРИЙ
ДЗТ-10 И МЗТ-11
В серию ДЗТ-10 входят реле типов ДЗТ-11, ДЗТ-11/2,
ДЗТ-П/З, ДЗТ-11/4, ДЗТ-11/5, ДЗТ-13, ДЗТ-13/2,
260
ДЗТ-13/3, ДЗТ-13/4, ДЗТ-14. Реле МЗТ-11 лучше рас-
сматривать совместно с реле серии ДЗТ-10, так как оно
конструктивно и по характеристикам аналогично реле
ДЗТ-11—ДЗТ-11/5 и отличается тем, что при отсутствии
Рис. 4 13. Принципиаль-
ная схема и схема вклю-
чения реле МЗТ-11.
Рис. 4-14. Принципналь-
ная схема и схема вклю-
чения реле ДЗТ-11/5.
уравнительных обмоток имеет только одну рабочую об-
мотку. Это объясняется тем, что рабочая обмотка реле
МЗТ-11 обтекается током только одного трансформато-
ра тока, а не разностью (или суммой) токов трансфор-
маторов тока, установленных по концам защищаемого
объекта.
261
Рис. 4-15 Принципиальная схе-
ма и схема включения реле
Д31.-11.
Рис 4-16. Принципиальная схема
и схема включения реле ДЗТ-11/2.
Рис 4 17 Принципиальная схема
и схема включения ДЗТ-П/З.
Рис. 4-18. Принципиальная схема
и схема .включения реле ДЗТ-13/2.
w
Рис 4-19 Принципиальная схема
и схема включения реле ДЗТ-13/3.
Рис 4-20 Принципиальная схема
и схема включения реле ДЗТ-14.
Реле МЗТ-11 (рис. 4-13) предназначено для макси-
мальной токовой защиты одной фазы регулировочных
автотрансформаторов и соединительной проводки между
автотрансформатором и последовательным трансформа-
тором. Реле ДЗТ-11/5 (рис. 4-14) предназначено для
дифференциальной защиты одной фазы генераторов.
Реле ДЗТ-11 (рис. 4-15), ДЗТ-11/2 (рис. 4-16),
ДЗТ-П/З (рис. 4-17), ДЗТ-11/4, ДЗТ-13, ДЗТ-13/2 (рис.
4-18), ДЗТ 13/3 (рис. 4-19), ДЗТ-14 (рис. 4-20) предназ-
начены для дифференциальной защиты одной фазы
силовых трансформаторов. Принципиальная схема реле
ДЗТ-11/4 подобна схеме реле ДЗТ-П/З, приведенной на
рис. 4-17, только тормозная обмотка этого реле, имею-
щая отводы от 0, 10, 20, 30, 25, 65, 105 и 145 витков,
включена последовательно не с обмоткой ш3р, а с обмот-
кой де1р. Устранением на рис. 4-20 обмотки Ш4т можно
получить принципиальную схему реле ДЗТ-13. Принци-
пиальная схема реле ДЗТ-13/4 отличается от схемы ре-
ле ДЗТ-13/3 (рис. 4-19) только числом витков обмотки
®зр. У реле ДЗТ-13/4 эта обмотка имеет отводы от 0, 1,
2, 3, 4, 20, 25, 30, 35 и 40 витков.
Реле ДЗТ-11—ДЗТ-11/5 и МЗТ-11 обеспечивают по-
лучение тормозных характеристик от одной группы из-
мерительных трансформаторов тока. Они имеют по
одному трансформатору НТТ с одной тормозной обмот-
кой и отличаются числом витков и количеством рабочих
и уравнительных обмоток. Реле ДЗТ-11 и ДЗТ-11/2
имеют одну рабочую и две уравнительные обмотки,
ДЗТ-И/З и ДЗТ-11/4 имеют три рабочие обмотки,
ДЗТ-11/5 и МЗТ-11 имеют одну рабочую обмотку. Рабо-
чая обмотка реле ДЗТ-11/5 имеет один отвод от полови-
ны числа витков. Рабочие обмотки других реле, а также
уравнительные и тормозные обмотки имеют большое ко-
личество отводов, с помощью которых ступенчато, через
небольшие интервалы, можно изменять ток срабатыва-
ния и коэффициент торможения. Количество включен-
ных витков рабочих, уравнительных и тормозных обмо-
ток определяется сложением чисел, выбитых у гнезд
регулировочной колодки, в которые ввернуты винты.
Тормозные /характеристики реле ДЗТ-11—гДЗТ-11/5 и
МЗТ-11 показаны на рис. 4-21
Реле ДЗТ-13, ДЗТ-13/2, ДЗТ-13/3, ДЗТ-13/4, ДЗТ-14
предназначены для токовой дифференциальной защиты
одной фазы силовых трехобмоточных трансформаторов.
264
Реле ДЗТ-13—ДЗТ-13/4 обеспечивают торможение от
трех групп; а реле ДЗТ-14 —от четырех групп измери-
тельных трансформаторов тока. Они имеют три или со-
ответственно четыре
тормозные обмотки.
Реле ДЗТ-13 —
ДЗТ-13/4 состоят из
трех, а реле ДЗТ-14 —
из четырех одинаковых
НТТ, магнитопроводы
которых точно такие
же, как у реле ДЗТ-11.
Средние стержни всех
НТТ охватываются од-
ной общей катушкой,
содержащей рабочие
обмотки. Каждый из
НТТ аналогично реле
ДЗТ-11 (рис. 4-6) име-
Рис. 4-21. Тормозные характерис-
тики реле ДЗТ-11, ДЗТ-11/2,
ДЗТ-Н/З, ДЗТ-11/4, ДЗТ-11/5 и
, МЗТ-11.
ет вторичные и тормоз-
ные обмотки. Каждая вторичная обмотка шунтируется
регулируемым резистором /?ш, а к одинаковым частям
вторичных обмоток, соединенных параллельно, включен
один исполнительный орган (реле тока РТ-40).
Зона срабатывания или несрабатывания тормозных
характеристик этих реле зависит не только от угла меж-
Рис. 4-22. Тормозные характерис-
тики реле ДЗТ-13, ДЗТ-13/2,
ДЗТ-13/3, ДЗТ-13/4.
Рис. 4-23. Тормозные характе-
ристики реле ДЗТ-14.
265
ду тормозным и рабочим током, но и от -схемы пита-
ния тормозных обмоток. Тормозные характеристики реле
ДЗТ-13—ДЗТ-13/4 показаны на рис. 4-22, а для реле
ДЗТ-14 — на рис. 4-23. При определении этих характе-
ристик приняты три схемы соединения тормозных обмо-
ток, по которым пропускается тормозной ток:
последовательное соединение двух обмоток;
последовательное соединение двух параллельно
включенных обмоток с третьей;
последовательное соединение трех параллельйб
включенных обмоток с четвертой.
При этом у всех тормозных обмоток число включен-
ных витков одинаковое. Поэтому для всех трех схе?л
соединения м. д. с. тормозных обмоток равна удвоенно-
му произведению величины тормозного тока на число
витков одной тормозной обмотки. Первая схема соеди-
нения применяется для всех этих типов реле, вторая —
только для реле ДЗТ-13 и третья — для реле ДЗТ-14.
При одном и том же значении м. д. с. тормозных обмо-
ток тормозной эффект при соединении обмоток по пер-
вой схеме сильнее, чем при соединении по второй или
третьей схеме.
При прохождении тормозного тока по двум после-
довательно соединенным обмоткам у этих двух
НТТ ухудшается трансформация между рабочей и вто-
ричной обмоткой. У других НТТ этого ухудшения
трансформации нет, но вторичные обмотки этих НТТ, не
имеющих торможения, оказываются зашунтированными
параллельно включенными вторичными обмотками НТТ
с торможением, индуктивное сопротивление которых
из-за тормозного тока резко уменьшается. В результате
доля тока вторичных обмоток НТТ без торможения, про-
ходящая по исполнительному органу, уменьшается и
происходит торможение реле в целом. При распределе-
нии тормозного тока по нескольким параллельно вклю-
ченным тормозным обмоткам степень насыщения каж-
дого НТТ уменьшается и общий тормозной эффект сни-
жается.
Коэффициент торможения реле ДЗТ-11—ДЗТ-11/5 и
МЗТ-11 определяется при м. д. с. тормозных обмоток,
равной 300 А. При этом по нижней кривой тормозной
характеристики (рис. 4-21) определяем £р=240 А. В за-
висимости от числа включенных витков тормозной (шт)
и рабочей (а»р) обмотки коэффициент торможения
266
равен
^== 240 w1==0i8aij
300 ш>р a»p
Для остальных типов реле коэффициент торможения
вычисляется по кривым, приведенным на рис. 4-22, 4-23.
При м. д. с. тормозных обмоток, равной 600 А, по ниж-
ней кривой тормозной характеристики определяется
м. д. с. рабочих обмоток. Для реле ДЗТ-13, например,
fp —180 А. Ввиду того что м. д с. тормозных обмоток
на этих рисунках равно удвоенному произведению тор-
мозного тока на число витков одной тормозной обмотки,
коэффициент торможения равен:
&т = 180-2 да,. =0!6-^l.
600 а»р Шр
Величина тока срабатывания и диапазон изменения
тока срабатывания при отсутствии торможения реле
ДЗТ и МЗТ рассчитывается по числу витков рабочих об-
моток, обтекаемых током, исходя из того, что м. д. с. сра-
батывания равна 100 А.
Технические данные
Магнитодвижущая сила срабатывания при отсутствии торможе-
ния равна 100±5 А.
Номинальная частота 50 ГцГ
Время срабатывания реле при трехкратном токе срабатывания
не превышает 40 мс.
Коэффициент надежности составляет не менее 1,2 при двукрат-
ном токе срабатывания и 1,35 при пятикратном токе срабатывания.
При любом угле сдвига фаз между тормозным и рабочим током
и при различных схемах питания тормозных обмоток зависимость
Ap=f(FT) не выходит за пределы, приведенные на рис. 4-21—4-23.
Коммутационная способность контактов в индуктивной цепи
постоянного тока с постоянной времени 5 мс составляет ие менее
60 Вт при напряжении 24—250 В и токе до 2 А.
Реле выдерживает 5000 срабатываний, из них 500 срабатыва-
ний с нагруженными контактами.
Допустимые значения токов и число витков обмоток, по кото-
рым одновременно могут проходить токи в нормальном режиме,
указаны в табл. 4-3.
Если обмотки выполнены из провода разного диаметра, то для
режима 2 витки должны быть выбраны с большим диаметром Про-
вода.
При изменении температуры окружающего воздуха от —20 до
+40° С м. д. с. срабатывания реле отличается от измеренной при
+20+5° С не более чем на ±15%.
Масса реле ДЗТ-11—ДЗТ-11/5 и МЗТ-11 не превышает'4 кг,
а Реле ДЗТ-13—ДЗТ-13/4 и ДЗТ-14 — 10,5 кг.
Таблица 4-3
Реле Обмотки Режим
1 2
Число витков Ток, А Число витков Ток, А
ДЗТ-11 Юр, ш1ур. ®«ур. “’т Полное 10 —
ДЗТ-11/2 ШР Полное 1 85 1,8
В 1 Полное 1,8
“Ъур i “'аур в 8 8
ДЗТ-11/3 иЧр Полное 1 85 1,8
&гр В 2 77 3,5
» 8 Полное 8
ДЗТ-11/4 Ш1р Полное 1 85 1,8
™2р В 2 77 3,5
®Sp в 8 Полное 8
шт в 1 1,8
ДЗТ-11/5 ttfp, WT Полное 5,5 — —
МЗТ-11 Шр Полное 10 Полное 10
» 3,5 28 9
ДЗТ-13 ^£>» д» ^1т, йУ^т» ^&т Полное 10 — —
ДЗТ-14 Дор, И)рд, И11т, О12т, ^ЗТ> ^4Т Полное' 10 — —
ДЗТ-13/2 ®1р Полное 0,7 90 L5
®2р » 1,2 49 1,5
®3р 10 Полное 10
Ш1т » 0,7 » 1,5
» 1,2 » 2,5
шзт в 10 » 10
ДЗТ-13/3 параллельно с Ww Полное 0,7 Полное 1,5
Wip В 0,7 90 1,5
» 1,2 Полное 2,5
“ар в 1,2 49 2,5
®зр в 10 Полное 10
263
Продолжение табл. 4-3
4 Реле Обмотки Режим
1 2
Число витков Ток, А Число Ви тков Ток, А
ДЗТ-13/4 1 w1T параллельно с аг2Т ^ip 8^3Т ^2Р ^зр Полное » » » 0,7 0,7 1,2 1,2 8 Полное 90 Полное 49 - Полное 1,5 1,5 2,5 2,5 8
Габариты реле ДЗТ-11 н МЗТ-11 приведены на рис. П1-8, а ре-
ле ДЗТ-13 и ДЗТ-14 — на рис. П1-13.
Значение мощности, потребляемой обмотками реле с
полным числом витков, при различных м. д с обмоток
не превышает значений, приведенных на рис. 4-24 — 4-29.
150 300 450 ООО 750 900 1050 А
Рис. 4-24. Характеристики мощ-
ности, потребляемой реле
ДЗТ-11 и МЗТ-11.
1 — обмотка шт реле ДЗТ 11 в нор-
мальном режиме, 2 — обмотка
реле МЗТ И в нормальном режиме;
3 — обмотка Wp реле МЗТ 11 в ава-
рийном режиме при одностороннем
питании, 4— последовательное сое-
динение обмоток шт» ш1ур (^2ур)
и wp в аварийном режиме реле
ДЗТ 11; 5—обмотка &р реле
МЗТ-П в аварийном режиме при
двустороннем питании.
Рис 4 25 Характеристики мощ-
ности, потребляемой реле
ДЗТ-11/2 и ДЗТ-11/5
/*—обмотка wT реле ДЗТ 11/5 в
нормальном режиме; 2— обмотка
^lyp ^гур) реле ДЗТ-11/2 в ава-
рийном режиме; 3 — обмотка ат
реле ДЗТ 11/2 в нормальном режи-
ме; 4 — последовательное соедине-
ние обмоток wT и ®р реле ДЗТ-11/5
в аварийном режиме; 5 — последо-
вательное соединение обмоток
и Wp реле ДЗТ 11/2 в аварийном
режиме.
269
Таблица 4-1
Реле Элемент Технические данные
Реле всех типов РТ Ri.1 Д* ®2, ^22> »32> И>42 Реле РТ-40, w=2 X 750* (ПЭВ-2/02) Резисторы ПЭВР-20 — 20 Ом 200* (ПСД-0,8 или ПЭТВ-0,8 или ПЭВ-2/0,8) с отводами от 38 и 162 витков
ДЗТ-11 ^lyp f WT 35* (ПСД-1,81) 34* (ПСД-1,81) 24* (ПСД-1,81)
ДЗТ-11/2 ffi'p B-'lyp, ®2Ур WT 295* (ПЭТВ-0,8) 39* (ПСД-1,81) 175* (ПСД-0,86)
ДЗТ-П/З ДЗТ-11/4 ш1р ®2p ®ар 295* (ПЭТВ-0,8) (24+53) ПЭТВ-0,93, 84* (ПЭТВ 0,8) 39* (ПСД-1,08)
ДЗТ-П/З- 24* (ПСД-1,81)
ДЗТ-11/4 175* (ПСД-0,86)
ДЗТ-11/5 ZE?p 144* (ПСД-1,45) ' ’ 36* (ПСД-1,45)
МЗТ-11 ©р WT 75* (ПСД-1,81) 28* (ПСД-1,35), 48* (ПСД-1), 69* (ПСД-0,86)
ДЗТ-13 ДЗТ-14 Wp J " r W ^р.Д. “W ^р.д Wjj , 2^2 г» ^зт > ^4Т 41* (ПСД-1,81) 4* (ПСД-1,81) 33* (ПСД-1,81)
ДЗТ-13/2 ДЗТ-13/3 ДЗТ-13/4 ИТр Игр (40+50) - (ПЭТВ-0,8) 200* (ПЭ1 В-0,64) (24+25)* (ПСД-1) 120* (ПЭТВ-0 64) 175* (ПСД-0,86)
ДЗТ-13/2 ДЗТ-13/3 270 г^зр | 27* (ПСД-1,68)
Продолжение табл. 4-4
Реле Элемент Технические данные
ДЗТ-13/4 ®3р 44* (ПСД-1,25)
ДЗТ-13/2 ®2Г ®ЗТ 118* (ПСД-1) 27(ПСД-1,81)
ДЗТ-13/3 ^2Т 175* (ПСД-0.86)
ДЗТ-13/4 118* (ПСД-1)
* Число гитков В скобках указана марка провода.
Величины токов, при которых определяется мощность,
могут быть получены делением м. д. с. на полное число
витков указанных обмоток
Технические данные элементов реле приведены в
табл. 4-4.
Рис. 4-26. Характеристики мощ-
ности, потребляемой реле
ДЗТ-11/3
1 — обмотка в нормальном ре-
жиме; 2 — обмотка a’jp в аварий-
ном режиме, 3— обмотка w 2р ®
аварийном режиме; 4 — последова-
тельное соединение обмоток аУ3р и
в аварийном режиме.
Рис. 4-27. Характеристики мощ-
ности, потребляемой реле
ДЗТ-11/4
1 — обмотка w т в нормальном ре-
жиме, 2 — обмотка ui ip в аварий-
ном режиме, 3 — обмотка w 2р 8
аварийном режиме; 4 — последова-
тельное соединение обмоток Wjp и
в аварийном рел^име.
271
Рис. 4-28. Характеристики мощности, потребляемой реле ДЗТ-13,
ДЗТ-13/2, ДЗТ-13/3, ДЗТ-13/4, ДЗТ-14 в нормальном режиме.
1 — обмотка w 1Т (®2Т, шдт) реле ДЗТ-13/3 и ДЗТ-13/4; 2 —обмотка шзт реле
ДЗТ-13/2; 3 — обмотка “'1т^и,2Г и,зт’ “'«Р Реле ДЗТ-13 и ДЗТ-14, w,iT реле
ДЗТ-13/2; 4 —обмотка ш1т реле ДЗТ-13/2.
Рис. 4-29. Характеристики мощности, потребляемой реле ДЗТ-13,
ДЗТ-13/2, ДЗТ-13/3, ДЗТ-13/4, ДЗТ-14 в аварийном режиме.
1 — обмотка г»3р реле ДЗТ-13/4; 2 —обмотка ш3р реле ДЗТ-13/3; 3 —последо-
вательное соединение обмоток Шр и t01T (к>2т, u>.jT, сг,4т) реле ДЗТ-14; 4 —
последовательное соединение обмоток ге>1т и к^р (ш2т и K>jp, шдт и ®2р)
реле ДЗТ-13/3, ДЗТ-13/4; 5 — последовательное соединение обмоток Шр и
(W2T' W3T^ Реле ДЗТ-13; 6 — последовательное соединение обмоток ш2т и ш2р
(н>зт и ®3р) реле ДЗТ-13/2; 7 — последовательное соединение t»1T и tfjp реле
ДЗТ-13/2.
Число отводов рабочих, уравнительных и тормозных
обмоток показано на рис. 4-13 — 4-20. Масса каждого
магнитопровода НТТ, выполненного из стали Э-330, рав-
на 360±8 г.
4-4. ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВКА РЕЛЕ
Реле содержит много винтовых соединений в цепях
обмоток реле. Поэтому прежде всего проверяется затяж-
ка всех винтовых соединений реле.
Реле ДЗТ, РНТ, МЗТ являются токовыми реле, ха-
рактеристики которых гарантируются при синусоидаль-
ном токе. Так как реле представляет собой нелинейное
сопротивление, то при испытаниях для получения тока
от источника напряжения последовательно с реле вклю*
272
чается такой линейный резистор, падение'напряжения на
котором примерно в 10 раз превышает падение напря-
жения на входных зажимах реле При испытаниях реле
устанавливается в вертикальной плоскости с откло-
нением не более чем на ±5°, так как ток срабатыва-
ния исполнительного органа изменяется при откло-
нении реле от вертикали. Исполнительный орган (реле
тока РТ-40) одинаков для всех типов реле РНТ, ДЗТ,
МЗТ, и калибровка и регулировка его также одинаковы.
Регулировка исполнительного органа отличается от ре-
гулировки обычного реле РТ-40 только малым зазором
(0,3 — 0,4 мм) между полкой якоря в притянутом поло-
жении и полюсами сердечника. Уменьшение этого зазо-
ра в реле РТ-40 приводит к уменьшению коэффициента
возврата. Но реле РНТ, ДЗТ и МЗТ применяются в схе-
мах защит без выдержки времени, поэтому жестких тре-
бований к их коэффициенту возврата нет. Исполнитель-
ный орган калибруется отдельно от схемы реле. Указа-
тель реле должен находиться на риске шкалы.
Исполнительный орган должен срабатывать при синусо-
идальном токе 0,16—0,17 А. Напряжение на его обмот-
ке в момент срабатывания должно быть равным 3,5—
3,6 В. Напряжение срабатывания исполнительного орга-
на определяет индукцию в сердечнике НТТ, а следова-
тельно, и его отстройку от апериодической составляющей
тока и тормозные характеристики. Изменение тока сра-
батывания исполнительного органа при калибровке
производится изменением натяжения возвратной пружи-
ны, а изменение напряжения срабатывания — изменени-
ем начального положения якоря. В начальном и в ко-
нечном положении якоря после срабатывания между
упорными винтами и якорем должен быть небольшой
(не более 1 мм) зазор. При такой регулировке благода-
ря упругости неподвижных размыкающих и замыкаю-
щих контактов уменьшается вибрация подвижной систе-
мы реле, вызванная переменной составляющей электро-
магнитного момента. Срабатывание реле должно проис-
ходить четко, без вибрации контактов
Проверка м. д. с. срабатывания реле производится в
полной схеме реле подачей тока на рабочие или уравни-
тельные обмотки при отсутствии тока в тормозных об-
мотках реке ДЗТ и МЗТ и при замкнутой цепи коротко-
замкнутой обмотки реле РНТ. Для всех реле м. д. с. сра-
батывания должна быть равной 100+5 А. При откалиб-
18—505 273
рованном исполнительном органе подрегулировка м. д. с.
срабатывания производится изменением значения сопро-
тивления резисторов, включенных во вторичную обмотку
НТТ. Изменение м. д. с. срабатывания изменением ка-
либровки исполнительного органа недопустимо, так как
это приведет к изменению тормозных характеристик и
характеристик отстройки от апериодической составляю-
щей. Магнитодвижущая сила срабатывания реле
ДЗТ-13, ДЗТ-13/2, ДЗТ-13/3, ДЗТ-13/4, ДТЗ-14 регули-
руется отдельно для каждого НТТ. Исполнительный ор-
ган поочередно подключается к каждой вторичной об-
мотке. Сопротивление соответствующего резистора сле-
дует изменить так, чтобы м. д. с. срабатывания реле
равнялась 107±5 А. Тогда при параллельном соедине-
нии всех вторичных обмоток НТТ м. д. с. срабатывания
реле в целом равна 100±5 А.
Характеристика отстройки от апериодической состав-
ляющей реле РНТ определяется при пропускании по
одинаковому числу витков разных первичных обмоток
постоянного и синусоидального тока. Для переменного
тока обмотка реле, по которой пропускается постоянный
ток, представляет собой цепь, замкнутую через источник
постоянного тока. Поэтому для исключения размагничи-
вающего действия цепи постоянного тока напряжение
источника постоянного тока должно быть не менее
220 В с тем, чтобы сопротивление реостатов в этой цепи
было достаточно большим. Для определенных значений
постоянного тока определяется синусоидальный ток сра-
батывания. Загрубление реле е вычисляется как отноше-
ние синусоидального тока срабатывания при наличии
постоянного тока к синусоидальному току срабатывания
без постоянного тока. Величина смещения синусоидаль-
ного тока относительно нулевой линии k определяется
как отношение величины постоянного тока к величине
синусоидального тока срабатывания при наличии посто-
янного тока.
Проверка тормозных характеристик реле ДЗТ и МЗТ
производится при подаче одного тока в рабочую или
уравнительную обмотку и другого тока — в тормозные
обмотки. Для заданных значений тормозного тока опре-
деляется значение рабочего тока, при котором реле сра-
батывает. Для изменения угла сдвига фаз между рабо-
чим и тормозным током применяют либо фазорегулятор,
либо подключение одной цепи тока к различным линей-
274
ным или фазным напряжениям сети переменного тока.
Наибольшее торможение получается при углах сдвига
фаз токов близких к нулю, а наименьшее торможе-
ние — при углах, близких к 90°.
При проверке коэффициента надежности отключают
исполнительный орган от схемы реле и измеряют ток его
срабатывания при питании от источника синусоидально-
го тока (/'0). После этого исполнительный орган под-
ключают к реле и определяют первичный ток срабаты-
вания /Ср при питании рабочей или уравнительной об-
мотки у реле РНТ и последовательно соединенных
рабочей и тормозной обмоток у реле ДЗТ и МЗТ. В по-
следнем случае число витков обмоток выбирается так,
чтобы коэффициент торможения равнялся 0,35. Затем
по этим же обмоткам пропускают ток, в 2 или 5 раз
превышающий ток срабатывания /ср. Указатель на шка-
ле исполнительного органа ставится в такое положение,
чтобы срабатывание реле происходило точно при токе
2/ср или 5/ср. После этого исполнительный орган снова
отключают от схемы реле и, не изменяя положения указа-
теля шкалы, определяют ток срабатывания /" . Коэффи-
циент надежности рассчитывается по выражению kH—
=1 epl !'с$-
В случае необходимости проверка правильности вы-
полнения отводов рабочей и уравнительной обмоток про-
изводится по неизменности м. д. с. срабатывания опре-
делением тока срабатывания при различных числах вит-
ков. Проверку правильности выполнения отводов
тормозных обмоток, а также рабочих и уравнительных
обмоток можно производить измерением падения напря-
жения на отводах обмотки при пропускании тока через
эту обмотку. Падение напряжения на отводах пропор-
ционально числу витков отводов. Так как при пропуска-
нии тока через обмотки НТТ этот трансформатор может
насыщаться, то для измерения падения напряжения на
отводах должны использоваться приборы, пригодные
для измерения несинусоидальных величин. Например,
широко распространенные приборы выпрямительной си-
стемы не пригодны для этих измерений.
У реле ДЗТ и МЗТ тормозные обмотки включены
так, что от тока, протекающего по этим обмоткам, э. д. с.
во вторичной обмотке НТТ, а следовательно, и в рабо-
чей и уравнительной обмотках не наводится. Для про-
18*
275
верки отсутствия взаимоиндукции между тормозной и
вторичной обмотками пропускают через тормозную об-
мотку ток такой величины, чтобы м. д. с. тормозных
обмоток была равна примерно 150 А. При этом величи-
на напряжения, измеренная на обмотке исполнительного
органа на пределе измерения вольтметра примерно 5 В,
должна практически равняться нулю.
В нормальном режиме, несмотря на то что рабочие и
уравнительные обмотки обтекаются током, суммарный
магнитный поток в сердечнике НТТ равен нулю. Поэто-
му в лабораторных условиях при проверке на нагрева-
ние согласно табл. 4-1 и 4-3 по рабочим и уравнительным
обмоткам пропускается постоянный ток.
------------- ГЛАВА ПЯТАЯ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ РЕЛЕ ЧАСТОТЫ
5-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Реле частоты являются основными элементами уст-
ройств противоаварийной автоматики энергосистем: ав-
томатической частотной разгрузки (АЧР), частотного
Рис. 5-1. Структурная схема реле частоты.
автоматического повторного включения (ЧАПВ), авто-
матики аварийной мобилизации гидростанции при сни-
жении частоты, делительных защит по частоте и других
устройств. В связи с этим к реле частоты предъявляют-
ся высокие требования как по точности работы в широ-
ком диапазоне изменения напряжения контролируемой
276
сети, так и влияния внешней среды. По сравнению с ин-
дукционными реле частоты полупроводниковые реле
имеют значительно большую точность, меньшую темпе-
ратурную погрешность и нечувствительны к резким из-
менениям напряжения на входе реле.
Реле понижения частоты РЧ-1 и повышения частоты
РЧ-2, выпуск которых начат с 1971 г., отвечают совре^
менным требованиям и по своим параметрам находятся
на уровне лучших зару-
бежных образцов.
Структурная схема
реле представлена на
рис. 5-1, время-импульс-
ные диаграммы, поясня-
ющие принцип работы,—
на рис. 5-2.
Напряжение сети и0
через разделительный
трансформатор Т и
фильтр Ф, устраняющий
влияние высших гармо-
ник на работу реле, пода-
ется на фазосдвигающую
схему. Фазосдвигающая
схема состоит из двух ча-
статно-зависимых (изме-
рительных элементов И\ и
Рис-. 5-2 Время-импульсные диаг-
раммы реле частоты.
И2 и активного делителя А.
Цепь через элемент И\ служит для задания уставки ре-
ле по частоте срабатывания, а через элемент И2— по ча-
стоте возврата (при автоматическом регулировании ча-
стоты возврата, когда схемой АЧР замыкается контакт
К). Активный делитель служит для создания опорного
напряжения ы2, относительно которого производится из-
мерение углов сдвига фаз токов цепей Иг или И2, зави-
сящих от частоты сети на входе реле. Фазочувствитель-
ная схема реле состоит из двух идентичных формирова-
телей импульсов Ф] и Ф2, дифференцирующего элемента
Д и логического элемента Л, выполняющего опера-
цию «Запрет». Формирователи импульсов преобразуют
синусоидальное напряжение в импульсы Иф1 и «ф2 пря-
моугольной формы с длительностью, близкой к полупе-
риоду. Положение импульсов относительно друг друга
во времени определяется соотношением между частотой
уставки реле и частотой сети. Дифференцирующий эле-
277
мент Д формирует короткий импулье ид, соответствую-
щий переднему фронту для реле РЧ-1 и заднему для ре-
ле РЧ-2 прямоугольного импульса и$2- Импульсы от
элементов Ф[ и Д поступают на логический элемент
«Запрет», представляющий собой схему несовпадения.
Прохождение импульса ид через схему несовпадения
возможно только при условии отсутствия на входе этой
же схемы импульса пф1. Наличие на входе элемента Л
импульса «ф1 блокирует прохождение импульса ид. Та-
ким образом, в реле используется схема сравнения по
фазе путем определения знака одной из величин в мо-
мент импульса, полученного от другой [30], которая
обеспечивает минимальные погрешности при изменении
температуры окружающей среды. Импульсы КдС выхо-
да логического элемента Л длительностью 25—30 мкс
(в момент срабатывания реле) и частотой следования,
равной частоте сети, поступают на вход расширителя
импульсов РИ Расширитель импульсов служит для пре-
образования последовательности входных импульсов и
одновременно выполняет функции инвертора и элемен-
та выдержки времени для создания задержки на сраба-
тывание реле. При исчезновении импульсов на входе
РИ на его выходе появляется (с выдержкой времени)
сигнал постоянного тока, который через усилитель У вы-
зывает срабатывания исполнительного органа ИО. Для
исключения ложного срабатывания реле при исчезнове-
нии напряжения сети, а вместе с ним и импульсов на
входе РИ в схему введен пусковой орган И, который
пускает РИ только при наличии переменного напряже-
ния на входе реле. Такое выполнение схемы позволяет
несколько повысить помехоустойчивость реле.
В качестве измерительных элементов И\ и И2, пре-
образующих изменение частоты в изменение угла сдви-
га фаз, используется последовательный резонансный
контур и активный делитель, схема и векторная диа-
грамма которых представлены на рис 5-3. На векторной
диаграмме падение напряжения UR на активном сопро-
тивлении дросселя и резисторе R$ совпадает по фазе с
током через резонансный контур, образованный дроссе-
лем Др и конденсаторами 4С и 5С Падение напряжения
UL на индуктивном сопротивлении дросселя опережает
ток /к на 90°, а падение напряжения Ue на конденсаторе
отстает от этого тока на 90°. Сумма этих напряжений
278
равна подаваемому иа контур напряжению сети Uc. При
понижении частоты в контуре преобладает емкостное
сопротивление и вектор тока /к поворачивается против
часовой стрелки, при повышении частоты — по часовой
стрелке. Напряжение Uy, снимаемое с резистора R3, сов-
падает по фазе с током /к и сравнивается по фазе с не-
подвижным (относительно Uc) вектором напряжения
U2, снимаемым с активного делителя RaR3. Схема реле
Рис. 5-3. Схема и векторная диаграмма измерительной части
реле
(5-1)
построена таким образом, что срабатывание происходит
при условиях, близких к резонансу.
Для угла сдвига фазы цепи RLC можно записать:
, 1 г 1
сой------g>L —----------
х < аС соС
tg Ф = Y = 7?лр = ~R
Полное изменение tg ф б>дет характеризоваться следующим
выражением:
(6.2)
ди> дС dL dR
Рассмотрим влияние каждой составляющей. Дифференцируя
выражение (5-1) по со, получаем:
tg q> , 1 (, , 1
—-— dco = — ( L 4- -----
ды R \ со2С
(5-3)
279
Для упрощения записи введем обозначение
д tg ф
—йсо = (41ёф)и, , (5-4)
(5-5)
(5-6)
тогда выражение (5-3) может быть записано следующим образом:
а коэффициент крутизны преобразования для данной схемы, опре-
(а tg <р).,
деляемый как отношение ------—, будет равен:
da
Кпр==т(£ + ^с
Параметры элементов схемы реле позволяют получить значение
Кпр = 0,011, что обеспечивает при изменении-частоты на 0,1 Гц из-
менение <р на 0,4° или сдвиг фронтов импульсов «Ф1 и Нд во вре-
мени на 22 мкс.
Переписав соотношение (5-5) следующим образом:
J (й*8ф)а
dco =-------------
— (l +—
R \ со2С
получим выражение, позволяющее по известному приращению
(d tg ф)ш определить соответствующее ему изменение частоты кон-
тура.
Проведя аналогичные, рассмотренные ранее преобразования
для второго члена выражения (5-2), получим:
(dtg<P)c = ^dC-
(5-7)
(5-8)
Подставив в выражение (5-7) вместо (dtg<p)ffl значение
(d tg ф) с, из соотношения (5-8) получим:
r со dC
с ®2£С +1 С
а деля обе части (5-9) на со, получим:
daC 1 dC
а> ~ a2LC + 1 С
Обозначив отношение со/соо через Х(со0— резонансная частота
контура со0— 1/У ГС ), имеем co=X/VЬС . Соотношение (5-10)
запишется следующим образом:
1 dC
со ~ X? + 1 С
(5-9)
(5-10)
(5-11)
280
Для третьего и четвертого члена суммы выражения (5-2) после
аналогичных преобразований можно записать:
V dL
О ~ 1 4-х2 (5-12)
Лод 1 — X2 dR
(0 ~ 1 4-Х2 (5-13)
Рассмотренные выражения характеризуют зависимость между
изменениями параметров элементов фазосдвигающей схемы и угла
сдвига фаз, которая выражается в относительном изменении часто-
ты входного напряжения, и определяют погрешность преобразова-
ния фазосдвигающей схемы, а следовательно, и стабильность уста-
вок реле при изменении параметров его от воздействия температуры
окружающей среды и напряжения сети При применении высоко-
стабильных конденсаторов с незначительным ТКЕ и дросселя с воз-
душным зазором и при Х=1 погрешность фазосдвигающей схемы
от изменения параметров сведена до минимума. Наличие высших
гармоник вносит определенные погрешности в работу реле Напря-
жение сети в общем виде может быть представлено следующим
образом:
“ = Ulm sin со/ 4- 2 Ukm sin (kat 4- <pjfc), (5-14)
k=2
где J7KT — амплитуда напряжения k-ft гармоники.
Можно показать, что наибольшее влияние гармоники будут
оказывать при угле сдвига фаз я/2. При <рь = л/2 уравнение (5-14)
запишется (если учитывать только k-ю гармонику) следующим об-
разом:
“ = Uim s*n + Ukm sin (kat 4" nJ 2)
или
« — Uim. sin ± Ukm cos kat. (5-15)
Если допустить, что формирование переднего фронта импуль-
сов на выходе формирователей происходит при и=0, то
Ulm sin at ± Ukm cos со/ = 0, (5-16)
Разложив bin at и cos at в степенной ряд и ограничившись первыми
членами разложения, получим:
Uim at ± Ukm = 0, (5-17)
откуда
/ = ± l/(Ulma/Ukm). (5-18)
Из выражения (5-18) можно сделать вывод о том, что погреш-
ность реле из-за влияния высших гармоник зависит от отношения
Ui!Uk и не зависит от порядкового номера гармоники.
281
Для уменьшении влияния высших гармоник на работу реле
предусмотрен фильтр
Приближенно изменение частоты срабатывания реле А/ при на-
личии в кривой напряжения с частотой f и амплитудой первой гар-
моники Ulm гармонической составляющей с амплитудой Ukm и
<рь = л/2 определяется следующим выражением, Гц,
AF =
2л
А ’
UK)
(5-19)
где кф—коэффициент передачи фильтра для й-й гармоники, рав-
ный отношению напряжения гармоники на выходе к ее напряжению
на входе.
5-2. РЕЛЕ ПОНИЖЕНИЯ ЧАСТОТЫ РЧ-1
Реле (рис. 5-4) работает следующим образом. Реле
включается в сеть через разделительный трансформатор
Тр. Дроссель ЗД и конденсатор 1С образуют фильтр выс-
ших гармонических Ф. Дроссель 1Д, конденсаторы 4С и
282
5С, а также резистор R3 образуют фазосдвигающую цепь
частотно-зависимого элемента, а резисторы R4 и R5 —
активный делитель фазосдвигающей схемы.
Частота срабатывания реле устанавливается ступен-
чато, через 1 Гц, переключением числа витков дроссепя
1Д и плавно, в пределах 1 Гц, резистором 1R. Разница
между частотой срабатывания и возврата рете не превы-
шает 0,1 Гц. Однако в ряде случаев, например при вто-
рой очереди АЧР, частота возврата должна отличаться
более значительно. Для этого в схему реле введен вто-
рой частотно-зависимый элемент, фазосдвигающая цепь
которого образована дросселем 2Д, конденсаторами 2С
и ЗС и резистором R2. Цепь также выведена на зажимы
реле 5—6 и может быть включена внешним контактом
устройства АЧР.
При замыкании цепи зажимов реле 5—6 возврат ре-
ле происходит при резонансной частоте того контура, у
которого она выше. Установка частоты возврата произ-
альная схема реле РЧ-1.
283
водится ступенчато переключением витков дросселя 2Д
и плавно резистором 2R.
Оба частотно-зависимых элемента включены к фор-
мирователям прямоугольных импульсов через раздели-
тельные диоды Д4 и Д5.
Формирователи прямоугольных импульсов выполне-
ны на транзисторах Т1 и Т2 и ряде диодов.
Работа схемы формирователя импульсов может быть
показана на примере работы части схемы (например,
транзистора Т1). При отсутствии сигнала транзистор от-
перт, так как токи в схеме выбраны таким образом, что
ток через резисторы R7 и R* больше тока через резис-
тор R9. Разность этих токов проходит через базу триода,
отпирая его, и через диод Д9 (обратный ток диода).
При подведении ко входу отрицательного входного
сигнала диод Д5 заперт и через него идет ток, опреде-
ляемый его обратным сопротивлением, который еще
больше отпирает отпертый транзистор. Значение этого
тока мало и для транзистора не опасно. При подаче поло-
жительного входного сигнала диод Д5 отпирается, а ди-
од Д7 запирается. Ток через резистор R9 разветвляется
между прямым сопротивлением диода Д9 и базой тран-
зистора. Ток в базе транзистора является запирающим
и транзистор полностью заперт на время подачи сигна-
ла положительной полярности. Транзистор Т2 работает
аналогичным образом. Запирание транзисторов проис-
ходит при напряжениях на базе, равных долям вольта,
что позволяет формировать напряжение прямоугольной
формы между эмиттером и коллектором транзистора в
течение времени, близкого полупериоду входного сиг-
нала.
Роль логического элемента Л выполняет транзистор
ТЗ. При отпертом транзисторе Т1 делитель R12—R13 од-
ним концом через переход эмиттер — коллектор этого
транзистора подключен к нулю источника питания, дру-
гим к напряжению плюс 6 В. Транзистор ТЗ заперт по-
ложительным потенциалом на его базе. При запертом
транзисторе Т1 делитель R12R13 через резистор R11
подключается к минусу источника питания, происходит
перераспределение потенциалов на делителе и возника-
ющий ток базы транзистора ТЗ отпирает последний.
При запирании транзистора Т2 происходит заряд
конденсатора С2 через резистор R10 и сопротивление пе-
рехода эмиттер — коллектор транзистора ТЗ или сопро-
284
тивление перехода эмиттер — база транзистора Т4, что
зависит От состояния транзистора Т1. При отпертом
транзисторе Т1 транзистор ТЗ, как было показано ра-
нее, заперт и зарядный импульс проходит по цепи эмит-
тер—база транзистора Т4. При запирании транзистора
Т1 транзистор ТЗ отперт и конденсатор заряжается по
цепи эмиттер — коллектор этого транзистора. Парамет-.
ры конденсатора С2 выбраны такими, что время его за-
ряда значительно меньше времени запертого состояния
транзистора Т2, что и позволяет получить на конденса-
торе кратковременный зарядный импульс, начало кото-
рого совпадает с началом запирания транзистора Т2.
Транзистор Т4, выполняющий роль предварительного
усилителя, при отсутствии импульсов может быть от-
перт током через резистор R14, однако этого не происхо-
дит, так как выпрямленное напряжение пускового орга-
на, собранного на диодах Д1, Д2, резисторе R1 и кон-
денсаторе С1, запирает диод Д10 и транзистор Т4 заперт
прямым падением напряжения на диоде Д12. Запертое
состояние транзистора Т5 определяет соотношение со-
противлений в делителях R17—R18 и R22—R23. Послед-
нее выбрано таким, что диоды Д14 и Д15 отперты. Па-
дение напряжения на диоде Д15 и определяет потенциал
базы транзистора Тб, обеспечивающий его запертое со-
стояние. Транзистор Тб также заперт падением напря-
жения на отпертом диоде Д16, ток через который опре-
деляется, в частности, сопротивлением резистора R20.
При отпирании импульсом транзистора Т4 отпирает-
ся диод Д13, в связи с чем диоды Д14 и Д15 запирают-
ся, а вместе с этим отпирается транзистор Тб, так как
потенциал его базы, подключенной через резистор R17 к
нулю схемы, оказывается выше потенциала эмиттера, по-
тенциал которого определяется параметрами делителя
R22—R23. Отпирание транзистора Тб приводит к пере-
распределению потенциалов в цепи R19—R20, что и обе-
спечивает отпирание транзистора Тб. В этом случае кон-
денсатор СЗ, заряженный до потенциала, определяемо-
го соотношением сопротивлений делителя R18—R19,
практически мгновенного разряжается через отпертые
транзисторы Т4 и Тб. По прекращению импульса тран-
зистор Т4 запирается и начинается процесс заряда кон-
денсатора СЗ. До заряда конденсатора транзисторы Тб
и Тб остаются отпертыми. Таким образом, при наличии
импульсов на входе первой ступени расширителя им-
285
пульсов транзистор Тб периодически отпирается. Расши-
ренный и инвертированный импульс длительностью 1 мс
поступает далее на вторую ступень расширителя им-
пульсов, выполненную на транзисторах Т7 и Т8.
Транзистор Т7 может быть заперт падением напря-
жения на отпертом диоде Д19, ток через который опре-
деляется параметрами делителей R24—R25 и R29—R30.
Однако при отпертом транзисторе Тб (при наличии им-
пульсов на входе расширителя импульсов) конденсато-
ры 6С, 7С, 8С, заряженные через резистор R24, разря-
жаются в течение короткого времени. Напряжение на
конденсаторах запирает диод Д18, при этом отперт
транзистор Т7, чем обеспечивается прохождение тока ба-
зы транзистора Т8 через резисторы R26—R29 и переход
эмиттер — коллектор транзистора Т7, а значит, отпира-
ние транзистора Т8. Через отпертый транзистор Т8 база
транзистора T9, на котором выполнен усилитель, под-
ключена к нулю схемы. Транзистор T9 заперт, и ток че-
рез обмотку выходного реле РП, в качестве которого
применяется электромеханическое реле типа РП-220, не
проходит. При исчезновении импульсов на входе РИ
конденсаторы 6С, 7С, 8С заряжаются. При определен-
ном напряжении на этих конденсаторах диод Д18 отпи-
рается, а вместе с этим происходит запирание транзис-
торов Т7 и Т8 и отпирание транзистора T9. Таким обра-
зом время срабатывания реле определяется емкостью
конденсаторов 6С, 7С и 8С, изменением которой можно
менять и время срабатывания реле.
Реле выполнено на цоколе и в габаритах реле ИВЧ-3;
расположение выводов такое же, как у реле ИВЧ-3. По-
стоянный ток выведен на зажимы 1, 3.
Основные элементы реле монтируются на силумино-
вом цоколе и промежуточной стальной плите. Последняя
выполнена откидывающейся, что открывает доступ к
элементам, смонтированным на цоколе.
Выходное промежуточное реле для удобства провер-
ки и калибровки установлено на штепсельном разъеме.
Плата с элементами радиоэлектроники на печатном мон-
таже также имеет штепсельный разъем и для надежно-
сти крепится дополнительным винтом к одной из стоек.
На лицевой плате имеются два переключателя и две
ручки уставок по частоте срабатывания и возврата ре-
ле, а также уставки на время срабатывания. На лице-
вой плате установлена кнопка Л, которая позволяет
286
проверять работоспособность реле без изменения часто-
ты напряжения, подводимого к реле.
Через специальное устройство типа ВУ-3 реле может
включаться в цепь переменного тока. Переключение ре-
жима питания реле производится с помощью специаль-
ной штепсельной колодки 1 К, расположенной на цоколе
реле.
Технические данные
Номинальное напряжение контролируемой сети переменного
тока равно 100 В.
Номинальное напряжение оперативного постоянного тока равно
ПО, 220 В.
Диапазон уставок срабатывания составляет 45—50 Гц, уставок
возврата — 46—51 Гц.
Минимальная разность между частотой срабатывания и возвра-
та не превышает 0,1 Гц.
Изменение частоты срабатывания не превышает 0,2 Гц при из-
менении напряжения в сети от 0,4 до 1,3 £/вом и 0,3 Гц при (0,2—
1,3) бЛюм. 4
Изменение частоты срабатывания в интервале температур
окружающей среды соответственно —20 4- +40° С не превышает
0,25 Гц, — 404-4-40° С — 0,35 Гц
Уставки по времени срабатывания составляют 0,15, 0,3 и 0,5 с.
Потребление цепей переменного тока не превышает 10 В-А.
Таблица 5-1
Обозначение по схеме Технические данные
РЧ-1 | РЧ-2
т 04=3000* (ПЭВ-2/0,15), гс'2 =1500* (ПЭВ-2/0,08) ш2=1500* (ПЭВ-2/0,23), сердечник III12X24
1Д; 2Д и»=12000* (ПЭВ-2/0,1), отводы от 300; 11 020; 11 250; 11 490; 11740 витков, сердечник III12X24, зазор 2 мм - а> = 1050* (ПЭВ-2/0,1), отводы от 232; 9732; 9912; 10 100; 10 296 вит- ков, сердечник II112X Х24, зазор 2 мм
зд аа = 3300* (ПЭВ-2/0,21), сердечник Ш12Х24, за- зор 2 мм
. 4Д w = 1250" (ПЭВ-2/0,21), сердечник Ш7Х10, зазор 0,5 мм
РП да=9000* (ПЭВ-2Д),1'2), R = 1400 Ом
* Число витков. В скобках указана марка провода.
287
Таблица 5-2
Обозначение по схеме Технические данные
Резисторы
1R; 2R ППЗ-41 — 1 кОм±5%
3R; 4R ПЭВ-25— 1,3 кОм±Ю%’
Rl; R19; R21; R26 МЛ Т-0,5— 10 кОм±Ю%
R2; R3; R4; R5 МЛТ-0,5 — 5,6 кОм±5%
R6; R7; R8; R9; R13 МЛТ-0,5 —39 кОм ± 10%'
R* МЛТ-0,5 — 20—330 кОм±Ю% (под-
R10; R11 бирается при калибровке)
МЛТ-0,5 — 18 кОм±Ю%
R12 МЛТ-0,5 — 12 кОм±Ю%
R14; R15 МЛТ-0,5 —36 кОм±Ю%
R16 МЛТ-0,5 —22 кОм±Ю%
R17; R25 МЛТ-0,5 —62 кОм±5%
R18; R20; R24; R27 МЛТ-0,5 — 33 к0м4-Ю%
R22; R23; R29; R30 МЛТ-0,5— 1,2 кОм±5%
R28 МЛТ-0,5 —2,7 кОм±Ю%
R31 МЛТ-0,5 — 680 кОм ±10 %’
R32 МЛТ-0,5 — 3,3 кОм±Ю%
Конденсаторы
1С
2С; ЗС; 4С; 5С
6С; 8С
7С
Cl; С4
С2; СЗ
С5; Св
МБГЧ-1-2А —250±10%
КСГ-2Г — 0,1 мкФ — 500 В
МБГО-2 — 4 мкФ — 160 В
МБ ГО-2 — 4 мкФ — 160 В
МБМ — 0,5 мкФ — 160 В
МБМ — 0,05 мкФ — 160 В
К-50-3 — 100 мкФ — 50 В
Диоды
/Д; Д1; Д2
ДЗ; Д4; Д5; Д8; Д21
Д6; Д7
Д226Б
Д223Б
Д9Ж
Стабилитроны
СТ1
СТ2
Tl; Т2; ТЗ
Т4; Тб; Т8
Т5; Т7
T9
Д816А
Д815А
Транзисторы
МП-42Б
МП-113А
МП-26Б
288
Потребление цепей постоянного тока при напряжении ПО В не
превышает 10 Вт, при напряжении 220 В — 20 Вт. Цепи напряже-
ния переменного и постоянного тока допускают длительную работу
реле при 110% номинальных значений.
Обмоточные данные катушек и номинальные величины комплеж- ,
тующих изделий приведены в табл. 5-1 и 5-2.
В правильно откалиброванных реле, если это не оговорено осо-
бо, должны выполняться следующие требования-
1. При номинальном напряжении постоянного тока напряжение
между точками схемы 0—1 должно быть в пределах 4,8—6,4 В,
между точками 0—2 в пределах 18,7—24,3 В и между точками 0 и
3 в пределах 11,5—12,5 В; последнее напряжение при необходи-
мости выставляется резистором R33. Основные точки для измерения
напряжений указаны на печатной плате со стороны фольги.
2. Напряжение между эмиттером и коллектором для транзис-
торов в зависимости от режима работы реле должно примерно со-
ответствовать данным табл. 5-3.
Таблица 5-3
3 При напряжении на зажимах реле 7—8 переменного тока
100 В, 50 Гц ток холостого хода трансформатора Т не должен пре-
вышать 4 мА, а напряжение между точками 4—5 и 5—6 должно
быть в пределах 45—52 В.
4. Полное сопротивление дросселя ЗД при напряжении на его
зажимах 100 В, 50 Гц должно быть в пределах 1150—1400 Ом.
5. Напряжение на отпайках дросселей 1Д и 2Д при подаче на
всю обмотку дросселя 100 В, 50 Гц и отсоединенных резисторах
1R и 2R при полностью выведенном магнитном шунте должно со-
ответствовать табл. 5-4. Номера отпаек в таблице отсчитываются
от начала обмотки.
6. Промежуточное реле РП, выполненное на базе реле типа
РП-220. дтлжно иметь напряжение срабатывания на постоянном
токе 12,5—14 В, напряжение возврата не менее 1,5 В и время сра-
батывания при напряжении 23 В не более 30 мс. Остальные данные
такие же, как у реле РП-220 (за исключением контактной систе-
мы). Контактная система имеет два замыкающихся контакта, со-
19—505 289
Таблица 5-4
0—1 0—2 2—3 2—4 ' 2—5 2—6
Напряжение, В 2,4—2,5 92 1,В—2.0 3,8—4,2 5,8—6,4 8,0-8,5
единенных для увеличения коммутационной способности последо-
вательно
7 Уставки по частоте срабатывания н возврата проверяются
при номинальных напряжениях переменного и опеоативного посто-
янного тока Проверку начинают с минимальной л ставки Измене-
нием положения шунта дросселя 1Д добиваются необходимой час-
тоты срабатывания реле, после чего, закоротив заличы реле 5—6,
регулировкой шхнта дросселя 2Д устанавливают необходимую час-
тоту возврата Поворотом осей резисторов 1R и 2R вправо прове-
ряют частоту срабатывания и возврата, которая должна отличать-
ся не менее чем на 1 Гц для крайних положении ручки рйистора.
8 Регулировка зависимости частоты срабатывания и возврата
реле от напряжения переменного тока осуществляется с помощью
подстроечного резистора R*, который с помощью специальных ле-
пестков на обратной стороне платы печатного монтажа может под-
паиваться параллельно резистору R6 или R7 Характер зависимости
частоты срабатывания реле от напряжения переменного тока при
различных значениях сопротивления резистора R* для уставки иа
реле 47,2 Гц приведен на рис. 5-5
Из графика видно, что подбором сопротивления резистора мо-
же1 быть получена необходимая зависимость в широком диапазоне
напряжений. При калибровке реле значение сопротивления резисто-
ра /?• лежит обычно в пределах 20—300 кОм Указанная зависи-
мость объясняется тем, что разница в режимах работы транзисто-
ров 77 и Т2, вносимая резистором R*, начинает сказываться только
при низких значениях напряжения, что и позволяет компенсировать
нелинейность индуктивного сопротивления дросселя при изменении
напряжения
9 Время срабатывания реле определяется с момента подачи
на реле номинального значения напряжения переменного тока
с частотой, отличной не менее чем на 0,1 Гц от частоты уставки ре-
реле, до момента замыкания цепи на зажимах реле 2—4
10. Время возврата реле определяется с момента сброса (резко
до нуля) напряжения переменного тока до момента разрыва цепи
на зажимах реле 2—4. Время возврата не должно превышать
0,15 с При проверках реле следует иметь в виду, что из-за высоко-
го коэффициента возврата реле при частоте сети, близкой к частоте
уставки реле, возможны периодические срабатывания реле вслед-
ствие возможных колебаний частоты сети
•5-3. РЕЛЕ ПОВЫШЕНИЯ ЧАСТОТЫ РЧ-2
Схема реле в основном аналогична схеме реле пони-
жения частоты Отличие состоит в фазочувствительной
схеме (рис. 5-6). Последнее вызвано тем, что схема ра-
290
Рис 5-5. Зависимость частоты сраба-
тывания от напряжения при различ-
ных значениях резисторов R*.
Рис 5-6. Принципиальная схема
реле РЧ-2.
ботает на задних фронтах импульсов В связи с этим
конденсатор С2 перенесен в цепь коллектора транзисто-
ра Т1, а база транзистора ТЗ включена на делитель, об-
разованный резисторами R13 и R34. В реле отсутствуют
уставки по времени срабатывания, поэтому вместо трех
емкостей установлена одна 6С. Дроссели 1Д и 2Д так-
же имеют отличные обмоточные данные. В остальном
реле идентичны.
Технические данные
Диапазон уставок срабатывания и возврата составляет 50—
55 Гц.
Изменение частоты срабатывания не превышает 0,2 Гц при из-
менении напряжения в контролируемой сети от 0,6 до 1,5 Uma и
не более 0,4 Гц для 0,2—1,5 Usoa
Время срабатывания не превышает 0,12 с
Остальные технические данные аналогичны реле РЧ-1.
Проверка и калибровка реле аналогична реле РЧ-1
и отличается следующим.
при напряжении на выводах реле 7—8 переменного
тока 100 В напряжение между точками 4—5 и 5—6 дол-
жно быть в пределах 30—35 В;
19* 291
Таблица 5*5
Отпайки 0—1 0—2 2—3 2—4 2—5 2—6
Напряжение, В 2,2—2,3 92,5 1,7—1,9 3,5—3,9 5,3—5,9 7,3—7,8
напряжение на отпайках дросселей 1Д и 2Д при по-
даче на всю обмотку дросселя 100 В, 50 Гц и отсоеди-
ненных резисторах 1R и 2R при полностью выведенном
магнитном шунте должно соответствовать табл. 5-5.
Проверка времени срабатывания реле имеет свои
особенности, заключающиеся в следующем. К конденса-
торам С4 и С5 на время проверки подключается через
ключ дополнительный конденсатор такой емкости, что-
бы частота срабатывания реле была на 0,3 Гц ниже ча-
стоты соответствующей уставки реле. При разомкнутом
ключе на реле подается частота на 0,1 Гц ниже частоты
срабатывания реле, после чего ключом подключа-
ется дополнительная емкость. Время с момента замыка-
ния ключа до момента замыкания цепи на зажимах ре-
ле 2—4 и определяет время работы реле.
5-4. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВУ-3
Вспомогательное устройство типа ВУ-3 предназначе-
но для питания реле типов РЧ-1 и РЧ-2 от цепей напря-
жения переменного тока и обеспечивает нормальную ра-
боту реле при глубоких посадках напряжения. Вспомо-
гательное устройство типа ВУ-3 (рис. 5-7) состоит из
трансформатора напряжения ТН, первичная обмотка ко-
торого имеет ряд отводов для включения на различное
Рис. 5-7. Принципиальная схема и габаритные размеры
устройства ВУ-3.
292
напряжение переменного тока. Вторичная обмотка тран-
сформатора через конденсатор С и дроссель Др подклю-
чена к выпрямителю В. Полное сопротивление дросселя
и емкостное сопротивление конденсатора представляют
собой балластное сопротивление, которое меняется в за-
висимости от режима работы. Для этого параметры
дросселя и конденсатора выбраны так, чтобы при мини-
мальном значении напряжения (35—40 В) и частоте
47,5 Гц соблюдалось условие XL—XC- В этом случае
значение сопротивления балластного резистора будет
минимальным и равным активному сопротивлению дрос-
селя. С ростом напряжения в связи с насыщением стали
сердечника дросселя условия резонанса нарушаются,
балластное сопротивление растет, приобретая емкостный
характер.
Обмоточные данные и номинальные величины комплектующих
изделий приведены в табл. 5-6.
Таблица 5-6
Обозначение по схеме на рис. 5-7 Технические данные
Др w — 1100* (ПЭВ-2/0,29), сердечник Ш9Х18
тн №1=650* (ПЭВ-2/0,35) №2=1400* (ПЭВ-2/0,35); отводы от 650 и 800 вит- ков, сердечник Ш16Х38
с МБГЧ-1-2А — 250 В —2 мкФ
в КЦ402Ж J
* Число витков. В скобках указана марка провода.
Технические данные
Напряжение переменного тока равно 100; 127; 220 В.
Напряжение выпрямленного тока при номинальном напряжении
переменного тока равно 100±4 В.
Диапазон напряжений, в котором обеспечивается нормальная
работа реле, составляет 0,4—1,3 {7НОМ
Потребление в цепи переменного тока при номинальном напря-
жении переменного тока и включенном реле частоты не превышает
15 В А.
Сопротивление изоляции не менее 50 МОм.
293
ГЛАВА ШЕСТАЯ
РЕЛЕ СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ
6-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
К реле симметричных coci являющих отнесены реле,
в преобразующую часть которых входят фильтры сим-
метричных составляющих реле прямой и обратной по-
следовательности [26], а также реле, предназначенные
для включения в нулевой провод соединенных в звезду
трансформаторов тока или для подключения к соеди-
ненным в разомкнутый треугольник обмоткам трансфор-
матора напряжения (реле нулевой последовательности).
Под фильтром симметричных составляющих понимается
устройство, на выходных выводах которого получаются
ток или напряжение, пропорциональные соответствую-
щим симметричным составляющим входных величин
Фильтры напряжения прямой и обратной последова-
тельности могут быть включены как на фазные, так и на
линейные напряжения. В последнем случае отсутствуют
симметричные составляющие напря/кения нулевой по-
следовательности и нет необходимости их компенсации,
поэтому применяемые в реле фильтры напряжения, как
правило, предназначены для подключения к трехфазной
сети без использования нулевого провода или, что тоже,
для подключения к двум линейным напряжениям (рис.
6-1,а). Основные эксплуатационные параметры фильт-
ров напряжения — отношение холостого хода &ф.и, рав-
Фильтр
<0
Рис. 6-1, Схема замещения цепей напряжения ФНОП (а} и схема за-
мещения ФНОП (й).
294
ное отношению э.д. с. на выходе фильтра при отсутствии
нагрузки- к напряжению соответствующей последо-
вательности t/i или на входе, и внутреннее сопротив-
ление фильтра, равное сопротивлению между выходны-
ми зажимами фильтра тип при закороченных входных
зажимах фильтра. Схема замещения фильтра напряже-
ния приведена на рис. 6-1,6. Ток через нагрузку фильт-
ра и напряжение на ней определяются из выражений:
г __________£ф.н _____ ^ф н 62 -
ваг₽ 2ф.н -р 2наГр 2ф.ц~Ь 2нагр
(64)
I) =1 7
^нагр *нагр ‘'натр'
Рис. 6-2. Схема замещения трехфазной цепи тока и ФТОП, 1
Для обеспечения наибольшей мощности, отдаваемой
фильтром в нагрузку, внутреннее сопротивление фильт-
ра и сопротивление нагрузки должны быть комплексны-
ми, сопряженными [30].
Фильтры тока прямой и обратной последовательности
включаются либо на фазные токи, либо на разность то-
ков двух фаз, например 1а—1ь и 1ь—1С (рис. 6-2, о, б).
В первом случае фильтр должен иметь устройство для
компенсации токов нулевой последовательности, во вто-
ром случае этого не требуется. Схема замещения фильт-
ра может быть изображена двумя способами, приведен-
ными на рис. 6-2, в, г. Независимо от примененной схе-
мы замещения напряжение и ток нагрузки фильтра оп-
ределяются уравнениями:
г ______ ^К-3 ф ^ф.т — £ф т
нагР ф- 2иагр 2ф.т ф- ZHarp
(6-3)
295
^нагр ’ Лигр -^нагр> {6-4)
где 1к.з.ф=кф Т1 — ток в выходной цепи фильтра при за-
короченных выходных зажимах т и п и симметричном
токе соответствующей последовательности на входе;
2ф.т — внутреннее сопротивление фильтра, измеренное
со стороны выходных зажимов при разомкнутых входных
зажимах; Еф т=Аф т2ф.т/— э. д. с. на выходе фильтра
при отсутствии нагрузки и прохождении по входным це-
пям симметричного тока соответствующей последова-
тельности; &фТ — отношение к. з., равное отношению то-
ка к. з. фильтра /к.з.ф к симметричному току соответству-
ющей последовательности на входе фильтра.
Условия отдачи фильтром тока максимальной мощ-
ности в нагрузку те же, что и для фильтров напряжения.
Фильтры тока и напряжения нулевой последователь-
ности в реле, как правило, не встраиваются. Для получе-
ния напряжения нулевой последовательности использу-
ются вторичные обмотки трансформаторов напряжения,
соединенные в разомкнутый треугольник. Для получе-
ния тока нулевой последовательности используется ну-
левой провод соединенных в звезду трансформаторов
тока. В обоих случаях на вход реле подается непосред-
ственно утроенное значение составляющей нулевой по-
следовательности 3 Uo или 3 /о, тогда как у фильтров
симметричных составляющих прямой и обратной после-
довательности выходное напряжение или ток только
пропорциональны соответственной составляющей и сдви-
нуты по фазе на некоторый угол.
Реле мощности обратной последовательности подклю-
чается к фильтрам тока и напряжения обратной после-
довательности. Ток в токовой обмотке реле мощности
определяется уравнением
’’ _ ^к.з.ф ^ф.т
₽,т 2ф.т + 2р.т
(6-5)
где 7р,т — ток в токовой обмотке реле мощности; ZP.T—
сопротивление токовой обмотки реле мощности.
После подстановки выражений:
^к.з.ф ^2ф.т Ла ^2ф.тЛд^' ^’т» (6’6)
^Ф.т = (6-7)
Zp.T = (6-8)
296
где Тф.т —угол между током к. з. фильтра и током об-
ратной последовательности фазы А, получим:'
/ ______ ^гфт ^га '
;---------------------
”1 / “Г----Е 2 —— cos (фф.т — фр.г) + 1
4,т гФ-
х е’ (^Ф-т+^Ф-т-^), (6-9)
, 2ф.'г 51П ф(Ь.т I ‘-О-т SIH (Рп.т
где ат = arctg —------Е—угол полного со-
Т COS <Рф т “р ^р.т COS фр,т
противления последовательно соединенных внутренне-
го сопротивления фильтра и сопротивления токовой об-
мотки реле мощности.
Аналогично получим выражение для тока в обмотке
напряжения реле мощности:
г : . &2ф-н Ujg X
2 р Н 1-----------------------------------
/ г2 г
2ф-Н "1 / 9 + 2 COS (фф.н фр.н) 4" 1
У гф.н гФ'н
X еИ^ф.н^н); (6-10)
б^р.н ^р.н^р.н»
(6-11)
где /р.н — ток в обмотке напряжения реле мощности;’
Zp.H, Фр н—абсолютное значение и угол сопротивления
обмотки напряжения реле мощности; Чгф.н — угол
между э. д. с. фильтра напряжения и напряжени-
ем обратной последовательности фазы А; ан=
, 2ф.н sin фф.н + Zp.H sin фр.н
= arctg----------5----------— угол сопротивления по-
& гф.н cos фф.н + гр.и cos фр.и - r
следовательно соединенных внутреннего сопротивления
фильтра напряжения и сопротивления обмотки напря-
жения реле мощности.
Если ток обратной последовательности отстает от на-
пряжения обратной последовательности той же фазы на
угол фр, то угол р между векторами токов в обмотках
реле мощности будет равен:
₽ = ФР + СРф.н—аи) — (^ф.т + Фф.т — ат). (6-12)
297
Момент- на подвижной системе индукционного реде
мощности определяется! выражением:
мр = kK wn w-Jp.T Zp.„ sin р. (6-13)
В момент срабатывания- электромеханический мо-
мент на подвижной системе реле должен быть равен мо-
менту противодействующих сил (пружины, трения по-
коя и др.), взятому с обратным знаком:
Мр = -МПр. (6-14)
Подставив в (6-13) выражения (6-9)^ (6-10) и (6-14),
после соответствующих преобразований получим выра-
жение для мощности срабатывания обратной последо-
вательности:
______ г тт Л1яр |2ф.т + Zp.T| |2ф.н-|-Zp.Hl /д 1 г;\
2сраб_. о »-
Щ Щф-н Щф-т ’Щ 2ф.т 5Ш р
где kM — коэффициент пропорциональности между вра-
щающим моментом на подвижной системе индукционно-
го реле и м.д. с. его обмоток; wT, wH — число витков об-
моток тока и напряжения реле мощности.
Мощность срабатывания обратной последовательно-
сти будет наименьшей при (3=90°. Отсюда для индукци-
онного реле мощности обратной последовательности
‘ Фр.м.ч=-90о + (ЧГф.т + (рф.1-а1)-(¥ф.н-ан). (6-16)
Параметры реле мощности других систем определя-
ются аналогично.
Напряжение небаланса фильтров. При подаче на простой фильтр
какой-то последовательности симметричной системы величин другой
последовательности напряжение на его выходных зажимах, как
правило, бывает отлично от нуля. Это напряжение, измеряемое обыч-
но при отсутствии нагрузки, принято называть напряжением неба-
ланса. Появление напряжения небаланса объясняется несоответстви-
ем параметров элементов фильтра их расчетным значениям или на-
личием высших гармонических составляющих в подаваемых на
фильтр токах или напряжениях. Причины несоответствия парамет-
ров элементов фильтров их расчетным значениям включают в себя:
неточность изготовления отдельных элементов фильтра;
изменение параметров отдельных элементов фильтра при изме-
нении температуры окружающей среды или при изменении напряже-
ния и частоты питающей сети;
потери в стали трансформаторов и диэлектрике конденсаторов.
Для устранения первой причины в фильтрах, как правило, пре-
дусматриваются элементы с регулируемыми параметрами, позволя-
ющие компенсировать неточности изготовления как своих, так и других
элементов. Для уменьшения зависимости от окружающей тем-
пературы резисторы выполняются из материалов с. малым темпера-
298
турным 'коэффициентом :(«оистантан и apj). Влиянию напряжения
подвержены в основном индуктивности со стальным сердечником
вследствие нелинейности характеристик последних. Уменьшение
влияния напряжения производится подбором обмоточных данных и
габаритов сердечников, а также введением воздушных зазоров. Влия-
нию частоты подвержены индуктивные и емкостные сопротивления
фильтров; уменьшить это влияние можно только подбором соответ-
ствующего типа фильтра с частотной компенсацией.
Напряжение небаланса ограничивает применение чувствительных
реле на выходе фильтра При напряжении небаланса, соизмеримом
с напряжением срабатывания реле, последнее может сработать в
нормальном режиме; при напряжении небаланса, соизмеримом с на-
пряжением возврата, — не вернуться в исходное положение при ис-
чезновении несимметрии в сети после срабатывания реле. Таким об-
разом напряжение возврата реле, подключенного к фильтру, должно
быть больше напряжения небаланса.
Некоторую отстройку от напряжения небаланса дает примене-
ние схем выпрямления на выходе фильтра. При малых уровнях не-
баланса диоды выпрямителя заперты, при больших отперты и умень-
шают напряжение небаланса на величину прямого падения напряже-
ния на них. Применение выпрямления позволяет также снизить
потребление и габариты реле
Определение напряжения небаланса фильтра, как правило, про-
изводится при подаче на вход фильтра строго симметричной системы
токов или напряжений. Следует иметь в виду, что в питающей сети
обычно содержатся составляющие высших гармоник, свободно про-
ходящие сквозь фильтр и увеличивающие напряжение небаланса.
Если в системе фильтр — реле не предусмотрен фильтр высших гар-
моник, то для точного определения значения напряжения небаланса
следует применять селективный вольтметр настроенный на частоту
50 Гц. Для точной настройки фильтра можно использовать электрон-
но-лучевой осциллограф. Для этого длительность временной разверт-
ки осциллографа следует установить такой, чтобы на экране ясно
была видна огибающая частоты 50 Гц на фоне гармоники. Регули-
ровку фильтра производят до исчезновения огибающей.
Получение строго симметричной трехфазной системы токов или
напряжений зачастую бывает затруднительным. В этом случае поль-
зуются упрощенным способом получения заданных значении симмет-
ричных составляющих на входе фильтра.
В случае фильтра напряжения два входных зажима фильтра
закорачиваются, между ними и третьим входным зажимом подклю-
чается источник напряжения (на рис. 6-3 напряжение £Ль, что соот-
ветствует к. з. фаз b и с). Такое включение эквивалентно металли-
ческому к. з. в месте установки защиты. Векторная диаграмма
напряжений такого к. з. и разложение их на симметричные составля-
ющие прямой и обратной последовательности показаны на рис. 6-3.
Линейные напряжения прямой и обратной последовательности будут
равны:
й1аЬ = -7=^е/30°; (6-17)
Уз
-~=йаЬе-'300. (6-18)
Уз
289
Фазные напряжения прямой и обратной последовательности оп-
ределяются из уравнений:
01а — Ощ Uab№-
(6-19)
В фильтре тока через два любых входных зажима пропускается ток.
На рис. 6-4 ток 1ьс=1ь—1с соответствует к. з. фаз бис. Там же при-
ведены соответствующие векторные диаграммы. Симметричные со-
Рис. 6-3. Получение симметричных составляющих напряжения.
I be
Рис. 6-4. Получение симметричных составляющих токов.
300
ставляющие определяются из выражений:
/1а = -^90°; (6-20)
/з
(6-21)
Уз
hab = fbeil20°; (6-22)
= lb е~,120°. (6-23)
Для определения напряжения небаланса фильтра данный метод
получения симметричных составляющих тока и напряжения непри-
годен.
6-2. РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ ОБРАТНОЙ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РНФ-1М
'Реле максимального напряжения обратной последо-
вательности РНФ-1М предназначено для использования
в схемах защиты в качестве органа, реагирующего на-
напряжение обратной
последовательности
при возникновении не-
симметричных к. з. На
напряжения прямой и
нулевой последователь-
ности оно не реагирует.
Реле состоит из
двухплечевого активно-
емкостного фильтра на-
пряжения обратной по-
следовательности
(ФНОП), выпрямите-
ля и исполнительного
органа. Введение в схе-
му реле выпрямителя
произведено с целью
снижения вибраций подвижной системы исполнительно-
го органа и уменьшения мощности, потребляемой реле
в целом. В качестве исполнительного органа применено
реле серии РН-50 с одним размыкающим и одним замы-
кающим контактами. Для устранения влияния напряже-
ния нулевой последовательности реле подключается к
двум линейным напряжениям трехфазной сети перемен-
ного тока. Схема внутренних соединений приведена на
рис. 6-5. На рис. 6-6, а приведена векторная диаграмма
301.
ФНОП при подаче на его вход симметричного напряже-
ния прямой последовательности Выходные зажимы
фильтра имеют одинаковый потенциал (точки тип),
подключение к ним нагрузки изменений в режим схемы
не внесет, ток через нагрузку будет равен нулю. Так как
падения напряжения на сопротивлениях резисторов филь-
тра пропорциональны этим сопротивлениям, то из век-
Рис 6-6. Векторная диаграмма ФНОП реле РНФ-1М.
а — при подаче напряжения прямой последовательности, б— при подаче на-
пряжения обратной последовательности
торной диаграммы можем найти необходимое соотноше-
ние сопротивлений плеч ФНОП:
^/x^-x^^/S. (6-24)
Напряжения плеч ФНОП в симметричном режиме
равны:
(6-25)
(6-26)
Соответственно токи плеч ФНОП определятся урав-
нениями:
/а = ил/2хС11 (6-27)
^R2= (6-28)
302
Ток в фазе В равен геометрической сумме токов Ici
и Irz'.
+ (S-29)
или
где
пн = CJC> = X(*Jxcr (6-30)
Для определения потребления фильтра, В-А/фазу,
при симметричном режиме прямой последовательности
достаточно ток соответствующей фазы умножить на
1/л/У 3\
Рассмотрим векторную диаграмму ненагруженного
ФНОП при подаче на его вход симметричного напряже-
ния обратной последовательности Для этого на сторо-
нах и2аь и U2bc треугольника линейных напряжений об-
ратной последовательности построим треугольники на-
пряжений плеч фильтра (рис 6 6,6) Электродвижущая
сила на выходных зажимах ФНОП £фН — определяется
отрезком тп— основанием равнобедренного треуголь-
ника с боковыми сторонами UR1 и UC2 и утлом при вер-
шине 120°. В соответствии с (6-25) найдем:
£Ф.н=1Жл- (6-31)
Электродвижущая сила на выходе фильтра опережа-
ет по фазе линейное напряжение U2ab на 60°
Нагрузкой ФНОП является обмотка исполнительно-
го органа w, подключенная к фильтру через выпрями-
тельный мост Д1—Д4 Ток через нагрузку определяется
внутренним сопротивлением фильтра 2фн и сопротивле-
нием нагрузки Внутреннее сопротивтение фильтра, со-
противление между выходными зажимами фильтра при
закороченных входных определяются выражениями:
24>н = V + ЗхС1 хС2 4- х2с2 ; (6-32)
ф», = - arctg + . (МЗ)
И 3 (хС1 +
хсз)
303
При введении коэффициента па выражения упро-
стятся:
2фн = 0,5хС11/3 + Зпй + «<; (6-34)
фф.н = — arctg —. (6-35)
Из (14-Пн)
С некоторым приближением за сопротивление на-
грузки можно принять сопротивление обмотки исполни-
тельного органа постоянному току Rw Обратным сопро-
тивлением диодов моста можно пренебречь, а прямое
сопротивление диодов заменить их прямым напряжени-
ем ил С принятыми допущениями ток через обмотку ис-
полнительного органа равен:
/нагр =—(1,5 ^2-—2иЛ;
Звых \ /
где &ф — коэффициент формы;
(6-36)
V\RW + гфн cos н)2 + г® н sin2 <рфн
— геометрическая сумма внутреннего сопротивления
ФНОП и сопротивления обмотки исполнительного орга-
на постоянному току.
Отсюда напряжение срабатывания обратной последо-
вательности будет равно:
Uал.сраб “Г" 2вых (Лмгр.сраб 4* ) - (6-37)
•э \ ^вых /
Прямое напряжение диода определяется из вольт-
амперной характеристики последнего по известному то-
ку срабатывания исполнительного органа.
Технические данные
Номинальное напряжение равно 100 В, частота 50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —20-^4-40° С.
Напряжение небаланса ненагруженного фильтра при подаче на
его вход номинального напряжения прямой последовательности не
превышает 1 В основной гармоники.
Диапазон регулировки уставок составляет 6—12 В линейного
напряжения обратной последовательности.
Отклонение напряжения срабатывания от уставки не превы-
шает 8%.
304
Таблица 6-1
Обозначение на схеме на рис 6-5 Технические данные
МБГЧ-1-1 — 250 В, 4 мкФ±10%, 2 шт. парал- лельно
«т ПЭВ-20 —300 Ом±Ю% и ПЭВР-20 — 390 Ом± ±10% последовательно
сг МБГЧ-1-1 — 250 В —4 мкФ±10% и МБГЧ-1-1 — 250 В —2 мкФ ± 10%, параллельно
«2 ПЭВ-20— 100 Ом±Ю% и регулируемый резистор 0—240 Ом, последовательно
Л1—: Диоды кремниевые Д226Б, 4 шт.
W 2X7700 витков ПЭВ-2/0,11, две параллельные об- мотки. Сопротивление постоянному току 940 Ом каждой
Разброс напряжения срабатывания на любой уставке ие превы-
шает 5%. Под разбросом понимается выраженное в процентах от-
ношение наибольшей разности измеренных величин к полусумме этих
величин
Коэффициент возврата реле не менее 0,75
Время срабатывания реле при двукратном напряжении сраба-
тывания не превышает 0,04 с.
При изменении температуры окружающей среды от —20 до
+40’С отклонение напряжения срабатывания ие превышает 10% на-
пряжения срабатывания при 20“ С.
При изменении частоты от 47 до 53 Гц отклонение напряжения
срабатывания ие превышает 7% напряжения срабатывания при ча-
стоте 50 Гц.
Мощность, потребляемая реле, не превышает 15 В-А/фазу
Реле длительно выдерживает 110% номинального напряжения
прямой последовательности в симметричном режиме и при обрыве
одной из фаз
Разрывная мощность контактов реле в цепи постоянного тока с
индуктивной нагрузкой (постоянная времени не более 5-Ю-3 с) не
более 60 Вт при напряжении до 250 В и токе до 2 А.
Габариты реле приведены на рис. П1-8.
Масса реле примерно равна 4 кг
Обмоточные данные и номинальные величины комплектующих
изделий приведены в табл. 6-1.
Проверка электрических параметров производится при подаче на
реле регулируемого симметричного трехфазного напряжения нужной
последовательности. При отсутствии последнего можно воспользо-
ваться методом, приведенным в § 6-1. В последнем случае линейное
20—505
305
напряжение обратной последовательности при срабатывании реле оп-
ределяется ио формуле:
U зл-сраб — исраб//з , <6-38)
где Uс раб — напряжение, подаваемое на вход реле.
Напряжение срабатывания определяется при плавном повыше-
нии напряжения от нуля до срабатывания реле, напряжение возвра-
та — при плавном снижении напряжения от номинального зиач§ния
до возврата Напряжение, подаваемое на вход реле, должно быть
практически синусоидальным
Регулировка электрических параметров реле производится сле-
дующим образом.
Производится настройка ФНОП при снятой перемычке 11—12 и
номинальном симметричном напряжении прямой последовательности
на зажимах 2, 4 и 6 Изменением сопротивлений резисторов R\ и Иг
добиваются того, чтобы напряжение небаланса на зажимах 9—12 не
превышало 1 В. Измерение напряжения небаланса производится лю-
бым вольтметром с большим внутренним сопротивлением. Невозмож-
ность получения напряжения небаланса менее 1 В обычно обуслов-
лена наличием в напряжении сети высших i армоник. В этом случае
точную настройку можно производить с помощью осциллографа или
селективного вольтметра (§ 6-1).
Допускается другой способ настройки ФНОП. На зажимах 2 и
6 при снятой перемычке 10—И подается напряжение около 100 В.
Изменением сопротивлений резисторов Ал и R2 добиваются выпол-
нения соотношения
У^1/УС1 = uC2iuR2 = уТ. (6-39)
Этот способ менее точен и не гарантирует «ребуемого значения
напряжения небаланса Источником погрешностей в этом случае яв-
ляются потребление вольтметра и наличие в напряжении сети выс-
ших гармоник Для токов высших гармоник сопротивление конденса-
торов будет незначительным, напряжение гармоник 5\дет падать в
основном на активных сопротивлениях плеч фитыр? поэтому нап-
ряжение на последних будет завышено В связи с этим напряжение,
подаваемое на реле, должно быть строго синусоидальным, а внут-
реннее сопротивление вольтметра — возможно большим.
Для того чтобы убедиться в правильности настройки фильтра,
производят проверку напряжения срабатывания реле при поочеред-
ной подаче напряжения на зажимы 2—4, 4—6, 2—6 и соединении
свободного зажима с одним из тех, на которые поданы напряжения
(см § 6-1). Напряжения срабатывания во всех случаях должны
быть одинаковы ли Выравнивание произве дится резисторами Ri и R2.
Производится настройка исполнительного органа ре те Путем ре-
гулировки натяжения пружины, а также положения упоров и кон-
тактов добиваются соответствия напряжения срабатывания уставкам
на крайних точках шкалы и четкой, без отбросов, работы контак-
тов Методика регулировки такая же, как в реле PH 50 Отклонения
напряжения срабатывания от уставки не должны превышать ±8%
при установке указателя на любом делении шкалы. Коэффициент
возврата должен быть не ниже 0,75.
306
6-3. РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРЯМОЙ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РНФ-2
Реле минимального напряжения прямой последова-
тельности РНФ-2 предназначено для применения в схе-
мах форсировки возбуждения синхронных генераторов
и срабатывает при уменьшении напряжения прямой по-
следовательности ниже допустимого значения, на состав-
Рис. 6-7. Схема внутренних соединений реле
РНФ-2.
ляющие обратной и нулевой последовательности не реа-
гирует.
Реле состоит из двухплечевого фильтра напряжения
прямой последовательности (ФНПП), согласующих ре-
зисторов, выпрямительного моста и исполнительного ор-
гана. Схема внутренних соединений реле приведена на
рис. 6-7. Введение в схему реле выпрямления произве-
дено с целью снижения вибраций подвижной системы
исполнительного органа и уменьшения мощности, по-
требляемой реле в целом. В качестве исполнительного
органа применено реле минимального напряжения
РН-54/160 без добавочных резисторов с одним размыка-
ющим и одним замыкающим контактами. Реле имеет
два диапазона уставок напряжения срабатывания Пере-
ход от одного диапазона к другому осуществляется
20*
307
параллельным или последовательным соединением обмо-
ток исполнительного органа и установкой на соответст-
вующее деление ручки добавочного переменного резис-
тора У?3. Введение добавочных резисторов /?3 и /?4 необ-
ходимо для согласования сопротивления нагрузки с
ФНПП при пересоединении обмоток исполнительного
органа. Диапазону больших напряжений соответствует
параллельное соединение обмоток.
Рис. 6-8. Векторные диаграммы ФНПП реле РНФ-2.
а — при подаче напряжения обратной последовательности; б — при
подаче напряжения прямой последовательности.
Определение соотношения элементов плеч ФНПП
производится так же, как у ФНОП реле РНФ-1М. Для
того чтобы при подаче на вход ФНПП симметричного
трехфазного напряжения обратной последовательности
напряжение на выходе фильтра равнялось нулю, напря-
жения на конденсаторе С] и сопротивлении /?2 должны
быть равны по значениям и сдвинуты по фазе на 180°.
Исходя из этого соотношение сопротивлений элементов
плеч ФНПП определяется пропорцией:
Xc-JR\ ~ • (6-40)
Векторные диаграммы ненагруженного ФНПП при
подаче на его входные зажимы симметричных напряже-
ний обратной и прямой последовательности приведены
на рис. 6-8.
.308
Из векторной диаграммы рис. 6-8, б следует, что
э. д. с. на’выходе ФНПП
^ф.н=1,5(/1д (6-41)
и отстает по фазе от линейного напряжения прямой по-
следовательности Uiab на угол 60°.
Внутреннее сопротивление ФНПП с учетом соотно-
шения (6-40) и его угол равны:
2ф.н = О-5 + (6-42)
<Рф.и = - arctg Х^ЗХа........ (6-43)
У 3 (хС1 + хс2)
При введении коэффициента
Мн = С^/С2 — xcJxcl. (6-44)
Выражения упростятся и примут вид:
2ф.н = о,5хс1 |Л1+Зпн+3^; (6-45)
Фф.н = — arctg —L+3ziH • (6-46)
у 3 (1 + пи)
Нагрузкой ФНПП являются согласующие резисторы
и R4 и обмотка исполнительного органа. Электродви-
жущая сила на выходе ФНПП при срабатывании имеет
большое значение, поэтому прямым напряжением дио-
дов и их обратным сопротивлением можно пренебречь.
За сопротивление обмотки исполнительного органа без
особых погрешностей можно принять ее сопротивление
постоянному току. Ток нагрузки (ток через обмотку ис-
полнительного органа)
4 = -_____1 . ... 1 • (6-47)
V («3 + R4 + Rw + 2ф н cos <рф11)2 + z| н sin2 фф„
Отсюда линейное напряжение прямой последователь-
ности при срабатывании реле
п _ 2 г
СТл.сраб ' з 'w сраб X
X ]/" (/?3 + Я4 + Rw + 2ф н cos фф я)2 + г2ф „ sin2 н. (6-48)
309
Технические данные
Номинальное линейное напряжение равно 100/200 В, частота
50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —204-4-40° С.
Напряжение небаланса ненагруженного фильтра при напряже-
нии обратной последовательности 200 В не превышает 5 В.
Диапазоны регулировки уставок составляют 40—80 и 80—160 В
линейного напряжения прямой последовательности.
Отклонения напряжения срабатывания от уставки не превыша-
ют ±8%.
Разброс напряжения срабатывания на любой уставке не превы-
шает 5%. Под разбросом понимается выраженное в процентах отно-
шение наибольшей разности измеренных величин к среднеарифмети-
ческому значению этих величин
Коэффициент возврата реле не превышает 1,25
При изменении температуры окружающей среды от —20 до
+40° С отклонение напряжения срабатывания не превышает ±8%
напряжения срабатывания при температуре 20° С.
При изменении частоты от 47 до 53 Гц отклонение напряжения
срабатывания не превышает ±7% напряжения срабатывания при
50 Гц.
Время срабатывания от момента снижения напряжения (до 0,8
напряжения уставки) до момента замыкания размыкающих контак-
тов не превышает 0 1 с.
Мощность, потребляемая реле при номинальном напряжении
100 В, не превышает 2 В-А/фазу; при номинальном напряжении
200 В — 8 В’А/фазу.
Реле длительно выдерживает напряжение, равное 110% номи-
нального.
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с ин-
дуктивной нагрузкой (постоянная времени не более 5-10-3 с) со-
ставляет 60 Вт при напряжении до 250 В и токе до 2 А. Минималь-
ное напряжение в цепи контактов — 24 В.
Габариты реле приведены на рис. П1-5.
Таблица 6-2
Обсзздгзезте
в сх«йе
«а
Технические данные
Rt
R't
Ra
Ra
Ci', ся
Д1—Kt
Потенциометр ППЗ-43 — 2,5 кОм
Резистор ПЭВ-10 — 2,7 кОм
Потенциометр ППЗ-43 — 6,8 кОм
Резистор ПЭВ-10 — 8,2 кОм
Резистор МЛ Т-2 — 4,7 кОм
Потенциометр ППЗ-41 —5,1 кОм
Конденсатор МБГЧ-1-1 — 0,5 мкФ — 250 В
Кремниевые диоды Д226Б
2 X 6500 витков провода ПЭВ-2/0,12—1260 Ом
310
Масса реле равна примерно 1,5 кг.
Обмоточные данные и параметры комплектующих изделий при-
ведены в табл 6 2.
Регулировка электрических параметров реле производится в
следующем порядке-
устраняется напряжение небаланса у ненагруженного ФНПП.
Для этого снимается перемычка 15—16, к зажимам 3 и 15 подклю-
чается вольтметр, на входные зажимы реле 5, 7 и 9 подается сим-
метричное трехфазное линейное напряжение обратной последова-
тельности 200 В. Регулировкой сопротивлений резисторов Ri и Ri
напряжение небаланса сводится к минимуму Допускается более про-
стой метод настройки. На зажимы 5 и 9 (при снятой перемычке
15—16) подается напряжение около 200 В. Регулировкой сопротив-
лений резисторов Ri и R% по вольтметру с большим внутренним со-
противлением устанавливаются напряжения на элементах плеч
ФНПП в соответствии с выражением
&ci I~ • (6-49)
После этого следует закрепить контргайками оси резисторов Ri
и Rz и повторить измерения вновь.
Регулируется исполнительный орган в диапазоне уставок от 40
до 80 В. Для этого устанавливаются зазоры, положение контактов н
натяжение пружины в соответствии с указаниями по регулировке
реле РН-54. Закорачиваются зажимы 6—8, 7—9 и 15—16. Указа-
тель шкалы исполнительного органа ставится на уставку 60. На
зажимы 5—7 подается от регулируемого источника напряжения на-
пряжение 104 В, находится положение регулируемого резистора Д-,,
при котором происходит срабатывание реле Ослабляется стопорный
винт ручки резистора Rt, устанавливается указатель ручки на сере-
дине дуги, соответствующей номинальному напряжению 100 Б. и
снова затягивается винт. После этого регулируется исполнительный
орган по напряжению срабатывания и коэффициенту возврата на
крайних точках шкалы (аналогично реле РН-54) и отмечается на
шкале цветной эмалью положение ручки потенциометра Ri. В слу-
чае вялой работы реле уменьшают немного сопротивление резисто-
ра Rt и повторяют регулировку снова. Линейное напряжение пря-
мой последовательности при срабатывании реле определяется по
формуле
Дтл.сраб С7сраб/1*/~3 , (6-50)
где Дсраб — напряжение на входных зажимах при срабатывании
-реле.
Проверяется реле в диапазоне уставок 80—160 В Для этого при
закороченных зажимах 4—6. 7—9, 8—10 и 15—16 на зажимы 5 и 7
подается напряжение 208 В, указатель шкалы исполнительного ор-
гана ставится на уставку 60 Подбирается положение ручки рези-
стора Rt, при котором происходит срабатывание реле. Проверяется
напряжение срабатывания реле на крайних уставках исполнительно-
го органа, которое не должно отличаться от уставки более чем на
±8%. В случае выхода напряжения срабатывания за допустимые
пределы более точно подбирается сопротивление резистора R:t и от
мечается цветной эмалью на шкале его положение.
311
6-4. РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ НУЛЕВОЙ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РНН-57
Реле напряжения нулевой последовательности
РНН-57 предназначено для использования в различных
схемах защит в качестве органа, реагирующего на появ-
ление напряжения нулевой последовательности при воз-
никновении несимметричных режимов в защищаемой се-
ти. Реле имеет пониженную чувствительность к напря-
жению третьей гармоники.
В состав реле входят индуктивно-емкостный фильтр
третьей гармоники, выпрямительный мост и исполни-
тельный орган. В качестве исполнительного органа ис-
пользовано реле РН-50 с одним замыкающим и одним
размыкающим контактами и с пружиной уменьшенной
жесткости (100 Г-см на 90°). Схема внутренних соеди-
нений реле приведена на рис. 6-9.
Фильтр третьей гармоники, выполнен в виде парал-
лельного колебательного контура, настроенного на ча-
стоту 150 Гц и включающего в себя дроссель Др и кон-
денсатор С. Соотношение между индуктивным сопротив-
лением дросселя и емкостью конденсатора в фильтре
можно определить из приближенной формулы для резо-
нансной частоты фильтра
Зш = У 1/£дрС, (6-51)
где о — угловая частота основной гармоники. После пре-
образований получим:
1/3(0(7= Зсо£Др
или
1/®С = 9соАдр,
(6-52)
т. е. при частоте основной гармоники сопротивление кон-
денсатора должно быть в 9 раз больше индуктивного
сопротивления дросселя. Полное сопротивление фильт-
ра определяется уравнением
1
соС
гдр + (тУр шС j
(6-53)
Учитывая, что угол сопротивления дросселя близок
к 90°, членами г^р на частоте 50 Гц можно пренебречь.
Параметры фильтра удобнее выражать через сопротив-
312
ление конденсатора и угол сопротивления дросселя, так
как первое является нерегулируемым элементом, а вто-
рой при неизменном объеме меди обмотки не зависит от
числа витков в обмотке. После подстановки (6-52) в
уравнение (6-53) и после соответствующих преобразова-
ний получим выражения для сопротивления фильтра
при частоте основной гармоники z$(5o) и его угла фф(зо)1
гФ(50) = 0Д41хС{50) /с^Тдр(50) Д’ (6-54)
z tg Фф(50) = 0>889 Ч’др(бО)- (6’55>
Рис. 6-9. Схема внутренних со- Рис 6-10 Частотная характе-
единений РНН-57. ристика реле РНН-57.
Отметим, что tg Фдр(5о) является добротностью дроссе-
ля при частоте 50 Гц.
Сопротивление нагрузки фильтра третьей гармоники
(/?нагр) включает в себя активное сопротивление обмот-
ки исполнительного органа и прямое сопротивление двух
диодов выпрямительного моста (обратным сопротивле-
нием диодов можно пренебречь). Ток через нагрузку бу-
дет равен:
= и,,т = (6-ЭД
F ^>( 50) + ^нагр + 2гф(50) ^нагр С0® *Р<Ь50
Напряжение срабатывания реле при частоте основ-
ной гармоники определится выражением
U = ] у
р.сраб(50) *нагр.сраб
Х Р^2ф(50)+^нагр~^2гф(50) ^нагр COS Т*(50) • (8‘^)
313
Для напряжения третьей гармоники сопротивление
фильтра можно считать чисто активным, т. е. мнимая
часть в уравнении (6-53) будет равна нулю. После под-
становки (6-52) в уравнение (6-53), получим:
159) = ®Гдр tg2 %ip(50) • (6-58)
Напряжение третьей гармоники при срабатывании
реле будет равно:
^р.сраб(150) ~ Аигр-сраб (2ф(150) "Ь ^нагр)* (6-59)
Коэффициент загрубления реле по отношению к на-
пряжению третьей гармоники определится выражением
», ^р.сраб(150)
*"загр ,,
“р.сраб(50)
_ j гф(150) ^нагр (6-60)
у/^ф(50) “Ь ^нагр 4* 2гф(50) ^нагр Фф(50)
Зависимость напряжения срабатывания реле от ча-
стоты приведена на рис. 6-10.
Технические данные
Номинальная частота 50 Гц.
Диапазон рабочих температур составляет —20-4-+ 40° С.
Диапазон регулировки усгавок составляет 4—8 В.
Отклонение напряжения срабатывания от уставки не превы-
шает ±5%.
Разброс напряжения срабатывания не превышает 5% на любой
уставке.
Коэффициент возврата реле не меиее 0,8.
При повышении частоты относительно номинальной в 3 раза на-
пряжение срабатывания реле увеличивается не менее чем в 8 раз.
При изменении температуры окружающей среды от —20 до
+40° С с учетом возможного включения на напряжение 190 В в те-
чение 6 с изменение напряжения срабатывания может находиться
в пределах +8-5—12% напряжения срабатывания при температу-
ре 20° С.
Время срабатывания реле при двукратном напряжении сраба-
тывания не превышает 0,04 с. Время размыкания замыкающего кон-
такта при сбросе напряжения кратностью 1,2—4 по отношению к
напряжению срабатывания до нуля не превышает 0,05 с.
Замыкающие контакты замыкаются четко, без вибраций, в диа-
пазоне от 1,1 £7сраб до 190 В. Размыкающие контакты надежно
замыкают цепь (при отсутствии внешних толчков и вибраций) при
314
скачкообразном увеличении напряжения до 0,85 напряжения сра-
батывания.
Реле выдерживает напряжение 190 В в течение 6 с.
Мощность, потребляемая реле при напряжении 100 В, не пре-
вышает 30 В-А.
Комму I анионная способность контактов такая же, как у реле
PH-50.
Габариты реле'приведены на рис. П1-9.
Масса реле примерно равна 2 кг.
Обмоточные данные и параметры комплектующих изделий при-
ведены в табл. 6-3.
Таблица 6-3
Обозначение в схеме на рнс. 6-9 Технические данные
Ц) 2X5600 витков провода ПЭВ-2/0,14, соединены параллельно, суммарное сопротивление 210 Ом
Др 1220 витков провода ПЭВ-2/0,31, сердечник Ш9Х X18, зазор 0,9 мм
с Конденсатор МБГП-2 — 200 В — 2 мкФ ± 5%
Дг-Д< Диоды германиевые Д7Ж
В случае необсодимости регулировка электрических парамет-
ров реле производится в следующем порядке:
проверяется правильность настройки фильтра третьей гармоники.
Для этого на фильтр (выводы конденсатора С) от источника сину-
соидального напряжения с регулируемой частотой через миллиам-
перметр подается напряжение 30—50 В. Изменением частоты доби-
ваются уменьшения тока, проходящего через фильтр, до мйнималь-
ного значения. Частота, соответствующая минимуму тока, должна
находиться в пределах 150±4 Гц. При больших отклонениях из-
менением толщины немагнитной прокладки регулируется зазор у
сердечника дросселя. На заводе-изготовителе в зазоре устанавлива-
ется прокладка толщиной 0,9±0,05 мм. При отсутствии источника
напряжения с регулируемой частотой можно воспользоваться соот-
ношением (6-52);
производится регулировка исполнительного органа по напряже-
нию срабатывания на крайних уставках при частоте 50 Гц {так же
как у реле РН-50);
определяется напряжение срабатывания реле на крайних устав-
ках при частоте 150 Гц. Увеличение напряжения срабатывания по
сравнению с напряжением срабатывания при частоте 50 Гц должно
быть не менее чем в 8 раз. При меньшем загрублении следует более
точно отрегулировать фильтр на частоту 150 Гц и убедиться в си-
нусоидальности напряжения.
315
6-5. РЕЛЕ ТОКА ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РТФ-1М
Реле тока обратной последовательности РТФ-1М
предназначено для использования в схемах защиты в
качестве органа, реагирующего на появление токов об-
ратной последовательности при возникновении несим-
метричных к. з. в защищаемой сети. На токи прямой и
нулевой последовательности реле не реагирует.
Реле состоит из ак-
тивно-трансформатор-
ного фильтра тока об-
ратной последователь-
ности (ФТОП), выпря-
мительного моста и ис-
полнительного органа.
Схема внутренних сое-
динений реле приведе-
на на рис. 6-11. В каче-
стве исполнительного
органа использовано
реле напряжения
РН-50 с одним размы-
кающим и одним замы-
кающим контактом, на
зажимы цоколя выве-
ден только замыкаю-
щий контакт. Реле име-
ет два диапазона уста-
вок. Переход на диапазон больших уставок производится
путем введения, перемычкой 13—14 добавочного резисто-
ра /?3, включенного последовательно с выпрямительным
мостом.
В фильтр тока обратной последовательности входят
трансформатор тока ТТ и трансреактор ТР. Каждый из
трансформаторов имеет по две первичные обмотки,
включаемые для компенсации токов нулевой последова-
тельности на разность токов двух фаз. По первичным
обмоткам ТТ проходит разность токов 1а—1С, по первич-
ным обмоткам ТР — разность 1ь—/с. Вторичная обмот-
ка ТТ закорочена на регулируемый резистор Pi, падение
напряжения на нем пропорционально разности токов
/с—ia и совпадает с ней по фазе:
^ = M4-4)*p (6-61)
316
где ^^т = ш1ТТ/ш2ТТ—коэффициент трансформации
ТТ. Вторичная обмотка ТР также закорочена на регу-
лируемый резистор Т?2- Падение напряжения на нем про-
порционально разности первичных токов и опережает
ее по фазе на некоторый угол.
Трансреакторы были рассмотрены в§ 3-1. Из (3-114),
(3-115) и (3-116) получим:
tj kxwlTPw2Tp{ib~'lc}
U R2~ f1
У (Г2ТР + + ^2 ^2тр
, 2
R,v Шогрр
а=90° — arctg х тР .
г2Тр+^2
(6-62)
(6-63)
Электродвижущая сила фильтра £ф.т равна сумме
падений напряжений на сопротивлениях резисторов Ri
и /?2 ненагруженного фильтра (перемычка 11—12 ра-
зомкнута) . При подаче на вход фильтра симметричной
системы токов прямой последовательности э. д. с. фильт-
ра должна быть равна нулю. Исходя из этого определя-
ются необходимые соотношения между параметрами
элементов фильтра.
Рассмотрим векторную диаграмму, представленную
на рис. 6-12, а. Вектор разности токов Ль—Ле опережа-
ет вектор разности токов Лс—Ila на угол 120°. Напряже-
ние на сопротивлении резистора Ri совпадает по фазе с
вектором /1с—Ла. Очевидно, что, для того чтобы э. д. с.
фильтра была равна нулю, напряжение на сопротивле-
нии резистора R2 должно опережать по фазе вектор
Ль—Ле на угол 60° и по абсолютному значению быть
равным напряжению на сопротивлении резистора Ri.
Подставив полученное значение угла в (6-64), получим:
^®1тр/(г2тр + ^2) = 1/]/”з (6-64)
или
= kx ®2тр (У^ ЧРгтр)» (6-65)
где <р2ТР — угол сопротивления вторичной обмотки
трансреактора, не зависящий от числа витков обмотки
при неизменном объеме меди последней.
317
Приравняв (6-6.1) и (6-63), после подстановки
(6-65) получим второе соотношение
(ш1тт/да2тт) = °>5 (“’itp/^Tp) Ry (&'66)
Векторная диаграмма фильтра при подаче на era
входные зажимы симметричной системы токов обратной
последовательности приведена на рис. 6-12,6. В этом
случае равные значения напряжений на резисторах Ri и
Рис. 6-12. Векторные диаграммы pare РТФ-1М.
й —при подаче тока прямой последовательности; б —при подаче тока обрат-
ной последовательности.
сдвинуты но фазе на угол 60° и определяются выра-
жениями: i
(W)
^2ТТ
~ ^х ®1ТР ®2ТР ^2ф Фгтр) • (6“68)
Сумма их, выраженная через напряжение нр’резисто-
ре Ri, равна:
^.Т = Гз" URl =^RJ^ 1^, (6-69)
Ш2ТТ'
где йф.т — коэффициент фильтра; 72ф— фазный ток об-
ратной последовательности.
Внутреннее сопротивление фильтра (сопротивление
между выходными зажимами 11 и 13 при разомкнутых
318
входных) определяется сопротивлениями резисторов
и Т?2- Параллельно каждому из этих резисторов подклю-
чена вторичная обмотка соответствующего трансформа-
тора. Шунтирующим действием вторичной обмотки транс-
форматора тока можно пренебречь. Угол полного со-
противления вторичной обмотки трансформатора фгтр
близок к 90°, поэтому его можно считать чисто индук-
тивным и равным /гсцу |ТР . С учетом этого полное внут-
реннее сопротивление фильтра в комплексной форме
равно:
_ D I /’хИ’2ТР^2 . . ^xw2TP^2 /с -7Л\
2ф.т=Ri + ~2-/ 2-;-------И ] -- - , • (6-70)
•^2 “Ь W2TP *^2 kx t^2TP
Из уравнения (6-65) при д)2тр='90° следует, что
7?2=|/з^^тр. (6-71)
После подстановки получим:
/Rl + 0,5 R. R2 + 0,25 Rl; (6-72)
i О,433/?0
(6-73)
В диапазоне меньших уставок в сопротивление на-
грузки фильтра 1?нагр входят сопротивление постоянному
току обмотки исполнительного органа и прямое сопро-
тивление двух диодов выпрямительного моста (все со-
противления активные). Ток через нагрузку определится
выражением
1„ягр=-.------------Йф-т/2ф...........(6-74)
V 4 т + ^нагр + 2х ф т ^нагр COS *Рф,т
Фазный ток обратной последовательности при сраба-
тывании реле для диапазона меньших уставок равен:
J _______ Лгагр.сраб v
'аф.сраб . Л
«ф.т _
2(.т Т ^нагр Т 23ф.т ^нагр СО5 <'₽ф.т • (6-75)
Для увеличения уставок в 2 раза в выходную цепь
фильтра вводится добавочный резистор Rs.
319
Технические данные
Реле имеет номинальный ток прямой последовательности 1 или
5 А, частоту —50 Гц
Диапазон рабочих температур составляет —204-+ 40° С.
Ток небаланса на выходе фильтра не превышает 1 мА при токе
прямой последовательности 1,5 /Ном.
Диапазон уставок фазного тока обратной последовательности
составляет 0,3—1,2 А для реле с номинальным током 1 А и 1,5—6 А
для реле с номинальным током 5 А
Отклонение тока срабатывания от уставки не превышает ±8%.
Разброс тока срабатывания не превышает 5% на любой уставке.
Коэффициент возврата не менее 0,75
При изменении температуры окружающей среды от —20 до -
+40° С отклонение тока срабатывания не превышает ±10% тока
срабатывания при 20° С.
При изменении частоты от 47 до 53 Гц отклонение тока сра-
батывания не превышает ±6% тока срабатывания при частоте 50 Гц«
Контакты реле замыкаются четко н без вибраций при токах
1,2 1сраб—20 /ном.
Реле обеспечивает четкий возврат при переходе двухфазного
к. з. в симметричное трехфазное к. з. при токах свыше 3/ном-
Время срабатывания реле при токе 2/Сраб не превышает 0,04 с.
Мощность, потребляемая реле в нормальном режиме при но-
минальном токе, не превышает 5,5 В-А/фазу.
Реле длительно выдерживает прохождение по входным цепям
удвоенного номинального тока прямой последовательности.
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с ин-
дуктивной нагрузкой (постоянная времени не более 0,005 с) не ме-
нее 60 Вт при напряжении до 250 В и токе до 2 А.
Габариты реле приведены на рис. П1-8.
Масса реле равна примерно 5,8 кг.
Обмоточные данные реле и параметры комплектующих изде-
лий приведены в табл 6-4.
Регулировка электрических параметров реле производится в
следующей очередности:
1. Проверяется исполнительный орган в соответствии с указа-
ниями по проверке и регулировке реле РН-50. При подаче сину-
соидального тока через зажимы 11 и 12 срабатывание реле должно
происходить при токе около 0,011 А на первой уставке и 0,022 А на
последней уставке.
2 Проверяется ток небаланса ФТОП. Для этого закорачиваются
зажимы 2, 4 и 6, перемычка 11—12 убирается и вместо нее подклю-
чается миллиамперметр с внутренним сопротивлением не более
400 Ом На зажимы 1, 3 и 5 подается симметричный трехфазныч
ток прямой последовательности 1,5/ЯОм. Ток небаланса при замкну-
тых зажимах 13 и 14 должен быть не более 1 мА. При незначитель-
ном превышении током небаланса допустимого значения уменьше-
ние его производится совместной регулировкой в небольших преде-
лах резисторов Ri и R?. При большом значении тока небаланса
производится настройка фильтра. Настройку фильтра удобнее начи-
нать с трансреактора. Для этого закорачиваются зажимы 4 и 6,
снимается перемычка 11—12, через зажимы 3 и 5 пропускается си-
нусоидальный ток (1 -s-1,3) /яом. Сопротивление резистора Ri подби-
рается таким образом, чтобы напряжение на нем опережало ток
320
Таблица 6-4
Обозначение в схеме рис 6-11 Технические данные
р 2X6500* (ПЭВ-2/0,13), соединены ' параллельно, суммарное сопротивление 300 Ом
тт 7ном = 1 А, ®1 = ш2=65* (ПЭТВ-0,8) 7ном=5 А, Ш! = ш2=13* (ПСД-1,56), w3=550* (ПЭТВ-0,35), сердечник Ш16Х35 мм
ТР 7ном = 1 А, «>1 = ш2=65* (ПЭВ-2/0,8) /иом = 5 А, ш>1 = ш>2 = 13* (ПСД-1,56), а>3=900* (ПЭТВ-0,35), сердечник U116X20 мм, зазор 1 мм
Ri Регулируемый резистор 0—130 Ом
R% Регулируемый резистор 0—600 Ом
Rs ПЭВ-10 430 Ом и ПЭВР-10 — 220 Ом (соединены последовательно)
Д1—Ди Диоды германиевые Д7Ж
* Число витков. В скобках указана марка провода.
через первичные обмотки трансреактора на 60°. После этого ток
подается на зажимы 5 и 6 и так подбирается сопротивление рези-
стора R\, чтобы значения напряжений на резисторах Rt и Rz были
равны. Затем производится окончательная проверка при трехфазном
токе
3. Регулировка уставок исполнительного органа производится
при установленной перемычке 13—14. Зажимы 2 и 4 закорачиваются,
ток подается на зажимы 1 и 3. Ток обратной последовательности при
срабатывании реле определяется из выражения
72ф сраб — Л:раб/ 1^3
(6-76)
На каждой уставке подбирается положение указателя шка-
лы, соответствующее срабатыванию при нужном значении тока. Это
положение фиксируется на шкале цветной нитроэмалью
4. Подбирается значение сопротивления добавочного резистора
R3. Для этого снимается перемычка 13—14 и значение сопротивле-
ния R3 подбирается таким, чтобы ток срабатывания реле увеличил-
ся ровно в 2 раза.
21—505 321
5. Проверяется четкость работы контактор реле в диапазоне то-
ков от 1,2 /сраб до 20 /яом. При нечетной работе контактов следует
воспользоваться указаниями по регулировке контактов реле РТ-40
6-6. РЕЛЕ ТОКА ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РТФ-6М
Реле тока обратной последовательности с интеграль-
но-зависимой выдержкой времени. РТФ-6М. предназна-
чено для защиты мощных синхронных генераторов е
форсированным охлаждением обмоток от повреждений
при перегрузках токами обратной последовательности,
вызванными несимметричной нагрузкой, несимметрич-
ными к. з. или ненормальными режимами работы систе-
мы. Реле может выполнять также функции резервной
защиты генератора от сверхтоков несимметричных к. з.
Фактически реле РТФ-6М представляет собой четы-
рехступенчатую максимальную токовую защиту обрат-
ной последовательности с действием первых двух ступе-
ней на сигнал, а последующих двух — на отключение.
Для согласования защиты с тепловой характеристикой
генератора имеется орган с интегрально-зависимой вы-
держкой времени, определяемой выражением:
*сраб=Л^ (6-77)
где А — постоянная величина, зависящая от типа и
мощности защищаемого генератора, с; /2*=Л/7ном —
кратность тока обратной последовательности по отноше-
нию к номинальному вторичному току генератора.
При изменяющихся во времени токах обратной по-
следовательности на входе реле РТФ-6М характеристи-
ка органа с интегрально-зависимой выдержкой време-
ни приближенно описывается уравнением (6-77), в ко-
тором относительный ток обратной последовательности
заменяется некоторым эквивалентным среднеквадра-
тичным относительным током
/^сраб
-J- f dt. (6-78)
*сраб J
Q
После подстановки (6-78) в (6-77) получим интеграль-
ное уравнение, связывающее выдержку времени со сред-
неквадратичным значением меняющегося во времени то-
ка обратной последовательности на входе реле:
322
^ираб
| (6-79)
b
Приведенное соотношение и объясняет название Ор-
гана с интегрально-зависимой выдержкой времени.
Прн однократном ступенчатом изменении тока вр
время работы реле время срабатывания можно опреде-
лить из уравнения
^сраб + ^сраб-к О АДраб-Л (6-80)
Рис 6-13. Структурная схема реле РТФ-6М.
где /н— длительность подачи тока начальной кратности;
/сраб н — время срабатывания при токе начальной крат-
ности; /Сраб к — время срабатывания при токе конечной
кратности
В структурную схему реле (рис. 6-13) входят следу-
ющие элементы: фильтр тока обратной последовательно-
сти (ФТОП), входное преобразующее устройство
(ВПУ), сигнальный орган (СО), пусковой орган (ПО),
два органа токовой отсечки (отсечка I и отсечка II),
орган с интегрально-зависимой выдержкой времени (В),
блок питания (БП).
21* 323
нальномд и пуокобо- К интеграле -
му органам ному органу
Рис. 6-14. Фильтр тока обратной
последовательности и входное
преобразовательное устройство
реле РТФ-6М.
Фильтр тока обрат*
ной последовательно-
сти с компенсацией не-
баланса при изменении
частоты (рис. 6-14)
включает в себя два
трансформатора тока
ТР\ и ТР3, трансреак-
тор ТР2, сопротивле-
ния /?!3 и /?14 и конден-
саторы Сц и С12. Пер-
вичная обмотка w2
трансформатора ТР<
включена на ток фазы
А; для компенсации то-
ка нулевой последова-
тельности в нулевой
провод включена ком-
пенсирующая обмотка
w3. Первичные обмотки
трансформаторов ТР2
и ТР3 (по две у каждо-
го) включены на раз-
ность токов фаз В и С,
поэтому компенсация
токов нулевой последо-
вательности не требу-
ется. Электродвижу-
щая сила ФТОП скла-
дывается из падения напряжения на подключенных ко
вторичной обмотке ТРХ резисторах Ri3 и Ru, совпадаю-
щего по фазе с током 1а:
^ТР1 — ^ТрУо (*!3 + ^и)» (6-81)
напряжения на вторичной обмотке ТР2
итР2 io) е/90’= - 4 (6-82)
и падения напряжения на подключенных ко вторичной
обмотке ТР3 конденсаторах Сц и Ci2
U = k tib — ic) е ,9°
трз ТРЗ <о(С„ + Си)
^трз У^З /д
® (Сц + Ci2) ’
(6-83)
324
где &ТР)_ и Атрз — коэффициенты трансформации ТР^ и
ГР3; хм и LM — сопротивление взаимоиндукции и взаим-
ная индуктивность обмоток ТР2.
Знак минус в (6-82) обусловлен полярностью вклю-
чения вторичной обмотки ТР2. Векторная диаграмма при
подаче на вход ФТОП симметричного тока прямой по-
Рис. 6-15. Векторные диаграммы ФТОП реле РТФ-6М.
а — при подаче тока прямой последовательности; б — при подаче тока обрат-
ной последовательности.
следовательности приведена на рис. 6-15, а. Условием
равновесия фильтра является равенство
УТР1 = ^тй"Ь ^ТРЗ
или
&ТР1 (#]3 + #14) — )/3
ЙТРЗ
® (Си + С12)
. (6-84)
Настройка ФТОП на минимум небаланса произво-
дится регулировкой резистора Ru. Члены правой части
равенства (6-84) имеют взаимно-обратную зависимость
от частоты. Если при частоте 50 Гц соблюсти условие
хм в ^ТРЗ Х(СП+С,.) или’ чт0 то же> ^ТР, = ^ТР> ’ т0 ча*
стотная зависимость ФТОП будет практически устране-
на, так как напряжение Стр мало зависит от частоты.
Угловые погрешности элементов ФТОП могут быть
скомпенсированы конденсаторами Се, С9 и Сю, которые
325
kR sa
«ВПУ1 ’
Рис. 6-16. Схема отсечки 1, отсечки 2, пускового и сигнального органов реле РТФ-6М.
в любом.сочетании могут Оыть подключены параллель-
но ₽13 и Ян.
Векторная диаграмма токов и напряжений ФТОП
при подаче на его вход симметричного тока обратной
последовательности приведена на рис. 6-15, б. Электро-
движущая сила ФТОП
Дф.т = ^ТР1 "Д ^ТР2 "Ь ^ТРЗ
или
£ф.т = (хм + ^трзх(Сн+еи)) Д'
+ йтр1 (7?13 + Д14)] = Д!Л, Дд> (6-85)
где йф т = (хм + kTP3 x(C<t Cis)) + &TP1 (R13 + R14)
— коэффициент фильтра.
Внутреннее сопротивление ФТОП, если пренебречь
шунтирующим действием трансформаторов тока TPi и
ТР3 и конденсаторов С8, Сэ и Сю, равно:
2ф.т = #13 + #14 + i (хм~ х<с11+см>') • (6-86)
Для согласования уставок реле с номинальным током
генератора на выходе ФТОП включены регулируемые
резисторы /?ю и Ris. Зависимость напряжения, отдавае-
мого ФТОП, от сопротивления резисторов /?ю и /?ю оп-
ределяется уравнением
(«л
2ф т + «15 + Р1в
Входное преобразовательное устройство (рис. 6-14)
включает в себя подключенный к выходу ФТОП согла-
сующий разделительный трансформатор ТР4, выпрями-
тельные мосты ВМ^ и ВМ2, сглаживающие фильтр вто-
рой гармоники Др\—С6 и конденсатор С7, балластные
резисторы Ri7 и R1S, нелинейную цепочку ДЛи и
(рис. 6-16) делитель R22, R23, R29, Rso, Rse, R42, R43. Не-
линейная цепочка необходима для коррекции характе-
ристики органа с зависимой выдержкой времени в обла-
сти больших токов обратной последовательности. Вход-
ное преобразовательное устройство имеет два выхода, на
каждом из которых имеется выпрямленное и сглаженное
327
напряжение, пропорциональное (до открытия ста-
билитрона Д4) току обратной последовательности защи-
щаемого объекта С обмотки шЗТР4 напряжение посту-
пает на сигнальный и пусковой органы и органы отсечки
с обмотки w?TP4 — на орган с зависимой выдерж-
Рис. Ь-17, Упрощенная схема сиг-
нального органа РТФ-6М.
данными:
кой времени
Основные органы за-
щиты, срабатывающие
без выдержки времени
(СО, ПО, отсечка 1 и 2),
имеют одинаковые схемы
(рис. 6-16) и отличаются
лишь величиной некото-
рых сопротивлений. Прин-
цип действия органов рас-
смотрим на упрощенной
схеме сигнального органа
(рис. 6-17). Схема орга-
на представляет собой че-
тырехплечий мост ACDE,
к точкам А и D которого
подводится напряжение
от блока питания, а к точ-
кам В и F — от делителя
ВПУ. В диагональ моста ЕС включено магнитоэлектри-
ческое реле М237/054, характеризующееся следующими
Ток срабатывания, мкА . .................. 6—10
Сопротивление обмотки реле, Ом.................. 1400—2000
Ток термической стойкости обмотки, мА........... 2
Допустимое напряжение на контактах, В .... . 75—125
Обмотка реле зашунтирована успокоительным рези-
стором
Сопротивления плеч моста подобраны таким обра-
зом, чтобы при отсутствии напряжения от делителя ВПУ
по обмотке магнитоэлектрического реле проходил ток в
тормозном направлении. Тормозной ток регулируется с
помощью переменного резистора /?2в в пределах 50—
100 мкА, что обеспечивает относительно надежный раз-
мыкающий момент на подвижной системе магнитоэлек-
трического реле.
Потенциалы точек В и F подобраны таким образом,
что при отсутствии напряжения на выходе ВПУ или до-
328
статочнр малом его значении диод Д5 заперт и ток через
него пренебрежимо мал. Правые плечи моста можно
рассматривать как делитель напряжения, а левые — как
нагрузки на него Так как сопротивления нагрузок на
два порядка больше сопротивлений делителя и обмотки
магнитоэлектрического реле, то нагрузка на режим де-
лителя практически не влияет. Отсюда величина тормоз-
ного тока через обмотку магнитоэлектрического реле,
выраженная через токи левых плеч, с некоторым при-
ближением равна:
терм Д20 J№1 п
UАС UCD _ t/пит {'ДАС^С£>\ (6.88)
R20 Rzi Racd\ ^20 Rit /
При увеличении напряжения, подводимого от обмот-
ки w3 ВПУ, до значения
^ВПУ1 = ВС UСЕ ‘ EF ~ ^пит ^-ВС^АСВ' (6’89)
диод Д5 начинает отпираться, а диод Де запираться.
Ток в диагонали моста ЕС изменит направление и поте-
чет в сторону срабатывания магнитоэлектрического ре-
ле. Приняв напряжение, подводимое от ВПУ, равным:
t/nnv, = k , [Л2> (6-90)
ВПУ1 npl фт ' '
и подставив в (6-89) выражения (6-87) и (6-90), полу-
чим приближенное уравнение для тока срабатывания ор-
гана
^2*сраб
t/пит RBC । । £ф.т4~ Rie
£ф т ^пр /ном RaCD ' ^15
(6-91)
где /г^сраб — относительный ток обратной последователь-
ности при срабатывании органа, выраженный в долях
номинального тока генератора; йпР1 — коэффициент пре-
образования, равный отношению напряжений на входе и
соответствующем выходе делителя ВПУ.
После окончательного запирания диода Д6 плечо мо-
ста ЕС будет фактически отключено и ток через обмот-
ку магнитоэлектрического реле будет определяться па-
дением напряжения на плече CD. Рабочий ток в этом
случае приближенно равен:
= = (6-92>
329
У каждого из органов замыкающий контакт магнито-
электрического реле действует на свое промежуточное
реле типа РМУГ, подключенное к стабилизированному
напряжению постоянного оперативного тока (рис. 6-18).
Кремниевые стабилитроны Д1, Д% и Д3 поддерживают
напряжение на уровне 100 В, обеспечивающем нормаль-
ную работу контактов магнитоэлектрических реле. Каж-
и и о о перегрузке
®—т’гМЭ
Да отключена?
1Г~II вт отсечка!
На отключение
ЧУ“1П1 ЧУ от отсечки U
бзУ-Г-т На включение
лп от интеграм-
H'Js Sfy кого органа
Рис. 6-18 Схема цепей оперативного постоянного тока реле РТФ-6М.
дый контакт снабжен искрогасительным контуром из
последовательно соединенных конденсатора и резистора.
Схема цепей блока питания приведена на рис. 6-19.
Сопротивление Rso предназначено для регулировки на-
пряжения, подаваемого на органы, срабатывающие без
выдержки времени.
Орган с интегрально-зависимой выдержкой времена
(рис 6-20) включает в себя частотно-импульсный моду-
лятор (ЧИМ), интегратор, блокинг-генератор, триггер
и выходное реле.
ЧИМ (транзисторы Л—Т6, блок Б1) предназначен
для преобразования поступающего с обмотки w2TP4 ВПУ
выпрямленного и сглаженного напряжения t/Bny2 в по-
следовательность однополярных импульсов напряжения
330
прямоугольной формы. Амплитуда и продолжительность'
импульсов постоянны, длительность паузы между им-
пульсами обратно пропорциональна поступающему с
ВПУ напряжению. В нормальном режиме цепи питания
интегрального органа разорваны замыкающим ко^Так-
том РП2. Небольшие токи, которые могут появитЪЙя в
выходных цепях моду-
лятора при незначи-
тельной величине тока
обратной последова-
тельности, замыкаются
через диод Дц и отво-
дятся к источнику пи-
тания через размыкаю-
щий контакт РП2. При
появлении тока обрат-
ной последовательно-
+ ZZ08
+ZZO8,
<зе) (w)
Рис. 6 19. Схема цепей питания
реле РТФ-6М.
сти достаточной вели-
чины срабатывает пус-
ковой орган реле РП2
и на модулятор подает-
ся напряжение пита-
ния. Напряжение, по-
ступающее от ВПУ, открывает токостабилизирующий
транзистор Т3, включенный по схеме с общей базой. В це-
пи диод Дю — коллектор транзистора Т3 — диод Д3 появ-
ляется ток /зар1, заряжающий конденсатор Ci блока Б2-.
^зар!
Увпу «3
Rss
(6-93)
Вследствие стабилизации тока заряда транзистором Т3
напряжение на конденсаторе (Д блока Б2 возрастает по
линейному закону и определяется выражением
ис1=ие.М (М4)
В процессе заряда транзисторы Т\, Т2 и Т3 зашунти-
рованы разряжающимся конденсатором, а транзистор
Те насыщен током базы, проходящим по /?п—дели-
-теля напряжения. Диоды Д2, Д4, Д5 заперты, на выходе
модулятора (коллектор Т6) — режим паузы.
В момент, когда потенциал точки а сравняется с по-
тенциалом точки б (превысит его на падение напряже-
йия на переходах Д2 и эмиттер — база транзистора
331
Рис. 6-20. Схема интегрального органа реле РТФ-6М.
через базу Ti начнет проходить возрастающий ток. При
некотором значении этого тока транзисторы 7\, Т2 и Т5
переходят в режим насыщения и конденсатор С\ бЖжа
Б2 начинает разряжаться через диод Д2 и далее йб не-
скольким параллельным цепям. Потенциал точки б от
значения фб снизится до некоторого значения <pg, опре-
деляемого падением напряжения на Д1, Дв и коллектор-
ном переходе транзистора Т\. Все время разряда тран-
зистор Те находится в режиме насыщения, Д3 зацерт,
а диод Де отперт. Ток коллектора транзистора Т3 отао-
дится через насыщенный транзистор Т5 и диод Де к ис-
точнику питания, чем обеспечивается независимость раз-
ряда конденсатора от входного тока. Транзистор Те за-
перт отрицательным напряжением на диоде Д8 от тока,
поступающего через /?ю; в это время на его коллекторе
(точка IV) формируется импульс напряжения, управля-
ющий работой интегратора и блокинг-генератора.
По мере разряда конденсатора ток через диод Д%
уменьшается. В некоторый момент времени ответвляю-
щейся через эмиттер Т\ части тока Д2 становится недо-
статочно для поддержания транзисторов Т\ и Т2 в ре-
жиме насыщения, последние переходят в запертое со-
стояние, потенциал точки б восстанавливается до значе-
ния «pg и цикл повторяется снова.
Длительность импульса на выходе модулятора опре-
деляется параметрами параллельных разрядных цепей и
емкостью заряжаемого конденсатора и примерно равна:
^СхЯэкв^, (6-95)
Фб
длительность паузы
t == ^^ (Фб-Фб). (6-96)
“з ^ВПУ2
Приняв напряжение на выходе ВПУ
^ВПУ2 ~ ^ф т ^пр2 ^2* Атом’ (6-97)
получим:
tn = . (6-98)
^ф-т ^пр2 ^2* IНОМ
333
Скважность импульсов (отношение периода к дли-
тельности импульса)
= 1 -------^эз(фб-Фб)-------= (6-99)
Ъ Ь I Т D 1 фб и 11
«ф.Т «1ф2'2* Лгом “жв 1П
Фб
Принцип действия интегратора основан на заряде ба-
тареи интегрирующих конденсаторов С2—С5 блока Б2
от напряжения Увпу2 через токостабилизирующий тран-
зистор Л, аналогичный Т3, и диодный ключ, состоящий
из коммутирующего диода Дд и разделительного диода
Д1 блока Б2, управляемый выходными импульсами ча-
стотно-импульсного модулятора. Коллекторный ток Т4
(амплитуда импульсов зарядного тока) определяется
уравнением, аналогичным (6-93):
Z3an2=«4 . (6-100)
•* D D \ /
Кэ4 Аэ<
Во время паузы между импульсами, когда транзи-
стор Т6 насыщен, диод Дд отперт, диод Д1 блока Б2 за-
перт и конденсаторы С2—С5 блока Б2 отключены от за-
рядной цепи. Во время импульса, когда транзистор Т6
заперт, запирается диод Д9 и отпирается диод Д1 блока
Б2 и через него током /заР2 заряжаются конденсаторы
С2—С5. Заряд продолжается до тех пор, пока потенциал
точки А не превысит опорного потенциала точки VII
(<pvn), после чего отпираются разделительные диоды
Д2 и Д3 блока Б2. Коммутирующие импульсы, снимае-
мые с часТи выходной обмотки блокинг-генератора на
транзисторе Ту, получают возможность проходить по це-
пи С2—С5 — диоды Д2 блока Б2 и конденсатор С3 блока
БЗ на вход триггера и опрокидывают его. Выходное ре-
ле РП5 срабатывает и самоудерживается.
При возврате пускового органа и реле РП2 конденса-
торы переключаются на разряд через диод Д2, рези-
стор Д] блока Б2 и размыкающие контакты РП2. Раз-
ряд происходит по экспоненциальному закону и имитиру-
ет охлаждение ротора генератора после устранения
несймметричного режима. Разряд конденсаторов проис-
ходит до выравнивания потенциалов точек А и Б дели-
теля Д21—Д24, время разряда находится в пределах 1,5—
2 постоянной времени разрядной цепи.
334
Среднее значение импульсного зарядного тока
конденсаторов С2— С5 блока Б2 равно его амплитудно-
му значению, деленному на скважность импульсов. Вре-
мя заряда конденсаторов до потенциала <pvn (врмея сра-
батывания) определяется уравнением
и,-- '-1 («он
или после подстановки (6-99) и (6-100)
t = Rai С^~5 ^VI1 ~ Фб) + Za* ) = А (6-102)
а4 ^ф.т ^пр2 ^2* ^ном ^2«
где
^4 = Сз—5 (Фуп Фб) ^2*) (6-103)
а4 ^ф-т ^пра Люм
При малых значениях Z2* в числителях полученных вы-
ражений им можно пренебречь. При больших значениях
72* вступает в действие нелинейная цепочка Д4 и Rig в
ВПУ и компенсирует неточность характеристик. Значе-
ние постоянной А регулируется потенциометром Дгз-
. Блокинг-генератор на транзисторе Т7, включенном
по схеме с общей базой, используется в качестве источ-
ника коммутационных импульсов. В режиме паузы мо-
дулятора транзистор Т7 заперт отрицательным смещени-
ем, поданным через цепочку Тд— Д\2 — Rig — w2 и R2g.
В режиме импульса модулятора диод Дщ заперт поло-
жительным потенциалом точки IV, конденсатор С3 за-
ряжается через /?17 и Rig. Когда напряжение на конден-
саторе превысит напряжение на стабилитроне Ди,
транзистор Tg отпирается и за счет положительной об-
ратной связи между цепями эмиттера и коллектора через
импульсный трансформатор TPi блокинг-генератор гене-
рирует импульс. Длительность импульса определяется
временем разряда С3 через R2g и переход эмиттер — база
транзистора Т7, а также индуктивностью обмотки ТР\.
После окончания импульса С3 снова начинает заряжать-
ся через Rn и Rig, цикл повторяется. Длительность паузы
между импульсами блокинг-генератора определяется
временем заряда С3.
Выходной триггер (блок БЗ) собран на транзисторах
Ti и Т2 с коллекторной (Д3) и эмиттерной (Rs) обратной
335
связью. В нормальном режиме транзистор отперт то-
ком смещения, поступающим в его базу по цепи /?3, /?э
и обмотку реле РП5. Через цепь Ri—Д\—R2, база
подключена к коллектору выходного транзистора ЧИМ.
В паузах между импульсами ЧИМ по этой цепи посту-
пает дополнительный ток смещения, насыщающий Т\ и
и загрубляющий триггер. В момент импульса на выходе
ЧИМ дополнительное смещение исчезает, чувствитель-
ность триггера повышается. Если в этот момент с точки
VII опорного делителя интегратора через конденсатор
связи С\ поступит коммутирующий импульс от блокинг-
генератора, способный уменьшить ток базы Т\ до нуля,
то Ti запирается, а Т2 отпирается и будет удерживаться
в этом состоянии током смещения через Re и R?- После
опрокидывания триггера дополнительный ток смещения
в паузах между импульсами ЧИМ отводится от базы 7\
через отпертый диод Д2 и коллекторный переход транзи-
стора Т2. Помехоустойчивость триггера обеспечивается
малой вероятностью совпадения во времени рабочего со-
стояния схемы (во время импульса ЧИМ) с помехой
и шунтированием обмотки выходного реле триггера РП5
конденсатором С3. Так как длительность коммутирую-
щих импульсов блокинг-генератора мала, то для заряда
С3 через Rg и коллектор Т2 требуется три-четыре комму-
тирующих импульса. При кратковременной одиночной
помехе конденсатор С3 не зарядится и триггер не зафик-
сируется в сработавшем состоянии. При срабатывании
реле от интегратора на вход триггера поступает пачка
из 5—10 импульсов, что достаточно для нормальной ра-
боты триггера. Возврат триггера происходит за счет ис-
чезновения напряжения питания при размыкании замы-
кающего контакта пускового реле РП2.
При подаче напряжения питания возникновение от-
пирающего тока в цепи базы Т2 задерживается на вре-
мя заряда конденсатора Ci3 через резистор Rg. Этой за-
держки достаточно для отпирания транзистора 1\ и
установки триггера в начальное положение.
Для компенсации погрешностей интегрального орга-
на при изменении напряжения питания точка VIII опор-
ного делителя интегратора через резисторы Rn и Ri2
соединена с минусом источника питания. С целью защи-
ты от помех точка соединения резисторов через конден-
сатор С3 подключена к точке условного нулевого потен-
циала схемы (зажим 28).
336
элементы органа с интеграйыий«льад^||йрй'вре-
мени размещены на трех блоках, каждый из которых
имеет самостоятельную нумерацию деталей.
Технические данные
Номинальный переменный ток реле равен 5 или 10 А, частота
50 Гц, номинальное напряжение постоянного тока 220 В.
Номинальный вторичный ток генератора может быть в преде-
лах 0,7—1,0 номинального тока реле.
Диапазон рабочих температур составляет —30-?- +45° С.
Небаланс на выходе ФТОП при токе прямой последовательнос-
ти 1,5 /ном не превышает выходной величины при прохождении тока
обратной последовательности 0,015 /Ном.
В зависимости от диапазона регулирования уставок постоян-
ной А реле имеет три исполнения и соответственно по три диапазо-
на уставок сигнального н пускового органов, приведенных в табл. 6-5.
Таблица 6-5
Исполнение Диапазон регу- лировки уста- вок А Диапазон уставок
сигнального органа пускового органа
1 5—10 0,05—0,15 0,08—0,24
2 10—20 0,05—0,15 0,08—0,24
3 20—45 0,10—0,30 0,12—0,36
Диапазон уставок органа «отсечка 1», вне зависимости от ис-
полнения находится в пределах 0,4—1,2 /2», органа «отсечка II» —
в пределах 0,7—1,9 /2..
Отклонение тока срабатывания отсечек, сигнального и пуско-
вого органов от уставки не превышает ±5%, коэффициент возвра-
та — не менее 0,95.
Изменение тока срабатывания отсечек, сигнального и пускового
органов при изменении температуры от —30 до 4-45° С и одновре-
менном изменении напряжения постоянного тока от 0,8 до 1,1 UB0K
не превышает ±10% тока срабатывания при нормальных условиях.
При изменении частоты на ±4 Гц от номинальной ток срабатыва-
ния изменяется не более чем на ±5%.
Время срабатывания отсечек, сигнального и пускового органов
при 1,3 /2.сраб не более 100 мс.
Время возврата отсечек и сигнального органа не более 70 мс
при сбросе тока от 5/2*срав до нуля и не более 100 мс при сбросе
тока от 3 /2*сраб до нуля.
Отклонение постоянной А от уставки не более ±10%.
Отклонение выдержек времени интегрального органа от рас-
считанных по уравнению (6-77) в диапазоне токов от 0,25 до 2,5 /2.
не превышает ±10%, в диапазоне токов от 2,5 до 3 /2» допустимо
увеличение погрешности до ±25%. При токах ниже 0,25 /2». но выше
приведенных далее минимальных значений допускается погрешность
±15%. Расчетные выдержки времени приведены на рис. 6-21.
22—505
337»
Таблица 6-6
Диапазон уставок А Уставка А Время полного охлаждения, с
5—10 5 180
10 240
10—20 10 180
20 240
20—45 20 165
45 240
Отклонение времени срабатывания интегрального органа от из-
меренного в нормальных условиях не превышает 15% при измене-
нии температуры от —10 до 4-40° С и одновременном изменении на-
Рис. 6-21. Расчетная зависимость вре-
мени срабатывания интегрального
органа реле РТФ-6М от тока.
1— А=5; 2 —А=10; 3 —А=20; 4~А=45.
пряжения постоянного тока
от 0,8 до 1,1 UНОМ В ос-
тальном диапазоне рабочих
температур увеличение по-
грешности не превышает
0,5% на 1°С.
Отклонение времени
срабатывания интегрально-
го органа при изменении
частоты на ±4 Гц от номи-
нальной не превышает ±5%
его значения при номиналь-
ной частоте.
Время полного охлаж-
дения (время готовности к
повторному срабатыванию,
обеспечивающее погреш-
ность выдержки времени от
неполного разряда интегри-
рующей емкости не более
5%) для различных уста-
вок постоянной А приведе-
но в табл. 6-6.
Отклонение времени
полного охлаждения от
приведенного в табл. 6-6 не
превышает ±30%
Отклонение времени
полною охлаждения при
изменении температуры от
—30 до ±45° С не более
±15% измеренного значе-
ния в нормальных условиях.
Реле выдерживает ток
прямой последовательности 1,2 /ВОм и напряжение постоянного то-
ка 1,1 £/ном длительно и ток прямой последовательности 6/ЯОм в те-
чение 5 с.
Мощность, потребляемая реле при номинальных токе и напря-
338
женин, не более 10 В-А/фазу для цепей переменного тока и не бо-
лее 50 Вт для цепей напряжения постоянного тока.
Разрывная мощность контактов выходных реле отсечек и сиг-
нального органа в цепях постоянного тока с индуктивной нагрузкой
(Постоянная"вр&мени не более 0,005 с) не менее 30 Вт при напряже-
нии до 250 В'if токе до 0,5 А. Разрывная мощность контактов вц-
ходного реле интегрального’ органа в аналогичные условиях не ме-
нее 60 Вт. Во всех случаях напряжение на разомкнутых контактах
должно быть не менее 24 В.
Габариты и установочные размеры реле приведены на рис. П1-15.
Масса реле не превышает 40 кг.
Трансформатор тока TPt (рис. 6-14) имеет первичные обмотки
из 42 и 14 витков провода ПЭТВ-1,56, вторичную— из 1500 витков
провода ПЭВ-2/0,31. Трансформатор тока ТР3 имеет две одинако-
вые первичные обмотки из 14 витков провода ПЭТВ-1,56, вторич-
ную— из 1400 витков провода ПЭВ-2/0,38. Трансреактор ТР2 так-
же имеет две одинаковые первичные обмотки из 14 витков провода
ПЭТВ-1,56, вторичную — из 970 витков провода ПЭВ-2/0,44 Тран-
сформатор входного преобразовательного устройства TPt имеет пер-
вичную обмотку из 1000 витков провода ПЭВ-2/0,31. Одна из вто-
ричных обмоток имеет 3900 витков с отпайками от 1600 и 2500
витков, другая — 3000 витков Обе обмотки намотаны проводом
ПЭВ-2/0,16. Трансформаторы имеют сердечники Ш16Х20 Сердечник
трансреактора ТР2 имеет в среднем стержне зазор 2,6 мм. Числа
витков первичных обмоток TPi— ТР$ указаны для номинального
тока 5А; для номинального тока 10 А их следует уменьшить в 2 раза.
Трансформатор блокинг-генератора выполнен на кольцевом фер-
ритовом сердечнике М1000НМ К17,5Х8,2Х5 мм. Одна из обмоток
имеет 70 витков с отпайкой от 10 витков, другая—25 витков. Обе
обмотки намотаны проводом ПЭЛШО-0,2.
Обмотка дросселя Др> состоит из 3500 витков провода
ПЭВ-2/0,23, сердечник Ш12Х12 мм с регулируемым зазором
Технические данные остальных комплектующих изделий, разме-
щенных на цоколе и откидных платах, приведены в табл. 6-7, раз-
мещенных в блоках Б1, Б2 и БЗ — в табл. 6-8.
Правильная работа интегрального органа во многом зависит от
тока утечки диодов Д\—Д^ блока Б2, поэтому указанные диоды
специально подбираются. Обратное сопротивление этих диодов при
напряжении 20 В должно быть не менее 30 000 МОм.
Проверка и регулировка электрических параметров производят-
ся в следующей последовательности.
1. Проверка фильтра второй гармоники производится подачей
напряжения от звукового генератора на зажимы 18—22 при снятой
перемычке с зажимов 18—20. При частоте 100 Гц ток через фильтр
должен быть максимальным Регулировка производится изменением
воздушного зазора у дросселя.
2. Проверка фильтра тока обратной последовательности произ-
водится при закороченных зажимах 13, 15 и 17 и подаче на зажи-
мы 1, 3 и 5 тока прямой последовательности 1,5 /ном. Напряжение
небаланса на выходе фильтра (зажимы 6 и 16) при снятой перемыч-
ке 6—8 не должно превышать 0,5 В (основной гармоники). Регу-
лировка производится резистором Р14 и подбором конденсаторов
6-8—С10
3 Настройка входных цепей на необходимый номинальный ток
производится следующим образом. На зажимы 4 и 40 подается на-
22* 339
Таблица 6-7
Обозначение Технические данные
Д1 Ri Ra—Ra Rsj RlQ Rll't Д12’ Rbi'i Rbb Rm Ru Rib r' 15 Rm Rii', Ria Rm Rm', Ru', Rai', ^?4o f?28i 7?3б! Rm> i?38 R22 R23'’ Rae Rai Rae Дав! R33', Rae', Ria Raa> Rie Rai', Rai'i RfA Raa Rat, Ria Ria Ru R& Ria Rao Rai Raa', Raa г Rea Rr,i Ci! C2; C3 C5; Ct‘, Cm c5 Ct c7 Ca—C13 Cu—C12 С л Cj4 C15> Cie BM1, вмг Д1 Дз', Да Ri Дз! Д?; Д»; Дн? Д17 Де! Де! Дз> Д12 Д13 Дм Д1в РГЦ—РГЦ РПЪ МЛТ-0,5 —3 кОм±5% МЛТ-2 — 2 кОм±5% ПЭВ-25— 1,2 кОм±5% МЛТ-2 —75 кОм ±5 % ПЭВ-25 — 150 Ом±5% Регулируемое 0—91 Ом » 0—130 Ом ПЭВ-15 — 150 Ом±Ю% Регулируемое 0—600 Ом МЛТ-2 — 15 кОм±Ю% МЛТ-0,5 —3,9 кОм±5% МЛТ-0,5 — 270 кОм±5% МЛТ-0,5 — 510 кОм ±5 % МЛТ-2 —3,9 кОм±5% МЛТ-1 - 1,2 кОм±5% МЛТ-0,5 — 1,5 кОм±10% МЛТ-0,5 —470 Ом±5% ППЗ-41 —3,3 кОм±5% МЛТ-2 —3 кОм±5°/о МЛТ-0,5 — 15 кОм±Ю% МЛТ-0,5 —390 кОм±Ю% С2-23-0.5 — 475 Ом±2% 02-23-0,5 — 357 Ом ±2 % МЛТ-0,5 — 680 Ом±5% МЛТ-2 —3,6 кОм±5% МЛТ-0,5— 10 кОм±Ю% ППЗ-43 — 2,2 кОм± 10 % ПЭВ-25 — 5,1 кОм±5% ПЭВ-25 — 10 кОм±5% МЛТ-0,5 — 2,2 кОм±Ю% МЛТ-0,5 —33 Ом±10% МБГП-2 — 1 мкФ — 200 В МБГП-2 — 2 мкФ — 200 В МБГП-2 — 1 мкФ — 400 В МБГП-2 — 4 мкФ — 400 В МБГЧ-1-2Б — 0,5 мкФ — 250 В МБГЧ-1-2Б— 10 мкФ — 250 В МБГЧ-1-2А — 2 мкФ — 250 В К50-ЗБ — 50 мкФ — 25 В К50-ЗБ — 200 мкФ — 50 В КЦ402А Д816Б Д814Д Д223 Д2П Д817А Д814А Д226Б РМУГ РП-221
340
Таблица 6-8
Обозначение Хехничвекие данные
Блок Б1
«1 МЛТ-0,5 —1 МОм±Ю%
^2 ’ R‘3 С2-23-1 —4,7 к0м±5%
Ri ППЗ-43 — 20 кОм±Ю%
R&\ Ri С2-23-0.5 — 475 Ом±2%
Rfi'i ^9 Re МЛТ-0,5 —22 кОм±Ю%
02-23-0,5 — 820 кОм±5%
' R All, *VL3 МЛТ-0,5 — 10 кОм±10%
02-23-0,5 — 2 кОм±5%
^14; Rsi 02-23-0,5 — 2,4 кОм ±5 %
Rin ППЗ-43 — 4,7 кОм±Ю%,
Rie МЛТ-0,5 —15 кОм±Ю%
Rn МЛТ-0,5 —62 кОм±5%
Ris МЛТ-0,5 — 4,7 кОм±5%
Ri» МЛТ-0,5 —2,2 кОм±Ю%
Rzo МЛТ-0,5 —33 кОм±Ю%
02-23-0,5 — 4,7 кОм±5%
ППЗ-41 — 10 кОм±5 %
Rzi ППЗ-43 — 10 кОм±5%
Ci—C3 МБМ — 0,1 мкФ, 160 В
Ci К50-3 — 10 мкФ, 25 В
Д1 Д1з> Дц> Д18 Д223
Д814А
Ti; Ta; T. КТ203А
T2', Tt КТ201А
Te П307
T, МП42А
Блок Б2
U3 a??- L МЛТ-0,5 — 3,6 МОм±5% МПГО — 10 мкФ — 160 В Д223
5 л о к БЗ
Ra МЛТ-0,5 — 15 кОм ± 10%
Ra< ^?8 МЛТ-0,5 — 22 кОм ± 10%
Rii Rg МЛТ-0,5 — 4,7 кОм ± 5%
Rs , МЛТ-0,5 — 33 Ом ± 10%
Ri МЛТ-0,5 — 10 кОм ± 10%
Rs МЛТ-0,5 — 150 Ом ± 10%
Ct МБМ —0,1 мкФ — 160 В
ca БМ-2 — 470 пФ —300 В
ca МБМ — 0,25 мкФ — 160 В
Д'-Д1 Д223
Дь Д226Б
Т1 МП42А
Ts МП25Б
341
пряжение постоянного тока 220 В, на вход фильтра — номинальный
ток обратной последовательности. Напряжение на зажимах 20 и 22
должно находиться в пределах 59,5—60,5 В. Регулировка произво-
дится резисторами R^ и Ris.
4. Проверка отсечек, пускового и сигнального органов произво-
дится после 30-минутного прогрева при номинальном напряжении
постоянного тока при имитации двухфазного к. з. с пересчетов на
относительный ток обратной последовательности по формуле
<6-104>
При проверке должно выполняться условие
^2*с.о < ^2*п.о < ^2*Отс1 < Аз*отс2* (6-105)
Рис. 6-22. Схема проверки реле
РТФ-6М.
где каждый члён не-
равенств — уставка соот-
ветствующего органа в
относительных единицах
тока обратной после-
довательности. Контроль
срабатывания производит-
ся по наличию цепи
через контакты соответ-
ствующего промежуточно-
го реле (РГЦ—PPli). Под-
гонка шкал производит-
ся путем поворота ручек-
указателей относительно
осей потенциометров. На-
пряжение между точкой 1
и зажимом 40 должно
быть 74,5—75,5 В. Ток
срабатывания реле РП\—
Pnt должен быть не
более 8 мА, ток возврата
не менее 1,5 мА, сопротивле-
ние обмоток 4500—5000 Ом,
5. Проверка органа с зависимой выдержкой времени произво-
дится в схеме, приведенной на рис. 6-22. Уставки органов без вы-
держки времени устанавливаются аналогично п. 4. Времена срабаты-
вания должны соответствовать формуле (6-77) с точностью, указан-
ной в технических данных. Для ускорения разряда конденсаторов в
промежутках между измерениями между точкой Б блока Б2 и за-
жимом 34 через нефиксируемую кнопку на 3—7 с включается раз-
рядное сопротивление 51 кОм. Интервал между измерениями в этом
случае должен быть не менее 10 с. Определение времени полного
охлаждения производится путем измерения времени срабатывания
интегрального органа через различные промежутки времени (уско-
рение разряда не производится) и определяется минимальное зна-
чение промежутка времени, после которого времена срабатывания
отличаются не более чем на 5%. При неправильной работе органа
производятся проверки частотно-импульсного генератора, блокинг-
геператора и калибровка органа. При подаче номинального напря-
жения постоянного тока и закороченном перемычкой контакте реле
Pi проверяется наличие импульсов на выходе блокинг-генератора
342
(точка VI — зажим 28). Длительность паузы между импульсами
блокинг-генсратора должна быть 500—700 мкс, амплитуда импуль-
сов— от 0,8 до 1,5 В. Напряжение между точкой V и зажимом 28,
а также между зажимами 26 и 28 должно быть 7—8,5 В. Напря-
жение между зажимами 28 и 36 должно быть 24—30 В. Напряже-
ние между точкой III и зажимом 28 устанавливается равным 20,5—
21,5 В с помощью потенциометра 7? 15. Напряжение между точкой
VIII и зажимом 28 устанавливается равным 20,5—21,0 В регулиров-
кой резистора Т?24. Наличие импульсов на выходе ЧИМ проверяется
в схеме, приведенной на рис. 6-22 при токе 2 /НОм и снятой перемыч-
ке с контакта Р2 путем подключения осциллографа к точке IV и за-
жиму 28. Ток срабатывания реле РП-5 должен быть равен 9—10 мА,
ток возврата — не менее 2 мА. Регулировка производится так же,
как у реле РП-220. Калибровка органа производится в этой же
схеме. Потенциал точки VII относительно зажима 28 регулировкой
сопротивления R2i (блок Б1) устанавливается равным 19,5—20,0 В,
указатель уставок А фиксируется в положении максимальной устав-
ки по шкале. Регулировка времени срабатывания производится ре-
зистором блока Б1 при /2*=1, после чего производится провер-
ка при /2, = 2,5.
6-7. РЕЛЕ ТОКА ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РТФ-7/1
Реле тока обратной последовательности РТФ-7/1
предназначено для защиты мощных турбогенераторов с
форсированным охлаждением при несимметричных к. з.
и при перегрузке токами обратной последовательности.
Ранее реле обозначались РТФ-2; новое обозначение
вызвано изменением габаритных размеров в связи с уни-
фикацией цоколя и кожуха.
Принципиальная схема реле приведена на рис. 6-23.'
Схема включает в себя следующие элементы: промежу-
точные трансформаторы тока 7’7’1 и 7'7’2; активно-емко-
стный фильтр тока обратной последовательности, схему
ограничения, выпрямления и сглаживания, схему изме-
рения тока обратной последовательности, сигнальный
орган, отключающий орган.
Промежуточные трансформаторы тока уменьшают
значения токов, подаваемых на фильтр, что позволяет
существенно снизить емкость, конденсаторов в фильтре.
Каждый из трансформаторов имеет две одинаковые пер-
вичные обмотки; включаемые на разность токов двух
фаз. Такое включение делает реле нечувствительным к
токам нулевой последовательности. По вторичным об-
моткам трансформаторов проходят токи, равные:
^ = ^(4-4); (б-106)
4тт2 = 4- (4 (б-i о?)
343
где Ат — коэффициент трансформации, равный отноше-
нию числа витков одной из первичных обмоток к числу
витков вторичной обмотки.
Схема ФТОП приведена на рис. 6-24. При прохожде-
нии через первичные обмотки промежуточных трансфор-
маторов тока симметричного трехфазного тока прямой
Рис. 6-23. Схема внутренних соединений реле
РТФ-7/1.
последовательности (рис. 6-25, а) к точкам k и I ФТОП
от вторичных обмоток трансформаторов подводятся токи
'“т, - Ц L = ТЗ (6-108)
= ТЗ (6-109)
344
Для того чтобы реле не реагировало на ток прямой
последовательности, ток в выходной цепи ФТОП должен
быть равен нулю. Очевидно, что это может быть только
в том случае, если значения токов через конденсатор Ci
и резистор /?2 будут
равны и сдвинуты по
фазе на 180°. Исходя
из этого, определим не-
обходимые соотноше-
ния между параметра-
ми элементов ФТОП.
Отсутствию тока в вы-
ходной цепи ФТОП со-
ответствует равенство
потенциалов точек т и
л; если эти точки зако-
ротить, то режим схемы
не изменится. Ток /гтп
Рис. 6-24. Схема ФТОП реле
РТФ-7/1.
в точке k разветвляется (рис. 6-24). Токи через резистор
и конденсатор Ci соответственно равны:
= l2rn cos e /<₽1; (6-110)
72TT1sin<p1e/<90°-4>1); (6-111)
Ш =Rtlxar (6-112)
После подстановки (6-108) в (6-110) и (6-109) в
(6-111) получим:
hacos ф/(Ж-'р,); (6-113)
7g’ = уз kTila sin Ф1 е'*120’-»»». (6-114)
Аналогично для точки I получим:
= уз kT ila cos Ф/-/<90’+^>; (6-115)
№ = УЗ kT /1аsin Ф2е-/ф2; (6-116)
tg Ф2 = RJxcr (6-117)
345
Из условий равновесия ФТОП сумма токов ici и /да
»должна быть равна нулю:
V3 kila sinq>1e,(120°~9l‘> = ]/3’^T/lflcoscp2e_/(90'>+¥,1) (6-118)
или
sin ф! = cos <р2; ’ (6-119)
(120° — Ф1) + (90° + ф2) = 180”. (6-120)
Решение полученной системы уравнений дает:
Ф1 = 60°; <р2 = 30°. (6-121)
Рис. 6-25. Векторная диаграмма трансформаторов тока ФТОП реле
РТФ-7/1.
о-^при подаче тока прямой последовательности; б— при подаче тока обрат-
ной последовательности.
Подставив эти значения углов в (6-112) и (6-117),
получим требуемое соотношение сопротивлений и емко-
стей, входящих в ФТОП:
= xC2/R2 = /3. (6-122)
Векторная диаграмма ФТОП при подаче на его вход
симметричного трехфазного тока прямой последователь-
ности приведена на рис 6-26, а.
При прохождении через первичные обмотки проме-
жуточных трансформаторов симметричного трехфазного
тока обратной последовательности (рис. 6-26, б) к точ-
кам k и I будут подводиться токи
Ci = VW2fle~/30°; (6-123)
(6-124)-
346
Рассмотрим режим к. з. ФТОП (₽Нагр-~О). После
подстановки (6-121) и (6-123) в (6-111) получим:
<6’125)
Аналогично:
(G-12S)
Значения обоих токов равны и сдвинуты по фазе на
60°. Их сумма, равная току к. з. ФТОП, определяется
уравнением:
Рис, 6-26. Векторные диаграммы ФТОП реле РТФ-7/1.
а —яри подаче тока прямой последовательности; б —при подаче тона обрат-
ной последовательности.
Соответствующая векторная диаграмма приведена
на рис. 6-26, б.
Если пренебречь шунтирующим действием вторичных
обмоток промежуточных трансформаторов тока, то внут-
реннее сопротивление ФТОП определится выражением
2 __ (^i ~ ixci) (^2 ~ ixcd
Ф + Я2 — / (ХС1 + хС2)
(6-128)
I После введения коэффициента
^'1^'2 XcJXCl
(6-129)
347
и подстановки (6-122) выражение упростится и примет
вид:
_ . 2«т*С1
~~
У лт + Зпт + 3
Пт + 3
Фф.т = —arctg —?---.
УЗ(Пт+ 1)
(6-130)
(6-131)
Электродвижущая сила на выходе ФТОП равна:
^4.^ = 3Р~!г»Т^1/2Л е/(3°°-ффт) (6.132)
V «т + Зл^ + З
При больших токах к. з. напряжение на выходе
ФТОП может достигать больших значений. Для умень-
шения напряжения до безопасного для элементов реле
значения выход ФТОП зашунтирован двумя встречно
включенными стабилитронами СГ2С, ограничивающими
амплитуду напряжения до 100 В. Зажигание стабили-
тронов происходит при токах, больших 1сраб, поэтому на
ток срабатывания стабилитроны не оказывают влияния.
При токах, меньших тока зажигания стабилитронов,
нагрузкой ФТОП являются последовательно соединен-
ные сигнальный и отключающий органы, подключенные
к ФТОП через выпрямительный мост Д\—Д* со сглажи-
вающим конденсатором С3 на выходе.
Отключающий орган включает в себя поляризован-
ное реле Р2, компенсирующий резистор ТС и регулируе-
мый резистор подключенный параллельно цепи об-
мотки реле Р2. Он предназначен для регулировки тока
срабатывания отключающего органа и имеет оцифрован-
ную шкалу. Цифры на шкале показывают, какую долю-
от номинального тока реле составляет ток обратной по-
следовательности при срабатывании отключающего ор-
гана Параллельное соединение медной обмотки реле с
относительно большим температурным коэффициентом
сопротивления и сопротивления резистора Rt, выполнен-
ного из константана с малым температурным коэффици-
ентом, увеличивает температурную погрешность реле.
Для компенсации этой погрешности последовательно с
обмоткой реле Р2 включен терморезистор ТС с отрица-
тельным температурным коэффициентом. Связь между
348
током срабатывания отключающего органа и значения-
ми входящих в него сопротивлений выражается уравне-
нием
/откл = /РЗсраб ( 1 + , (6-133)
\ “а /
где /р2сраб —ток срабатывания поляризованного реле
Р7откл— ток срабатывания отключающего органа' (по
выпрямленному току). ' "
Подбор компенсирующего сопротивления производит-
ся по уравнению
сгтгЯтг = 0,047?р2, (6-134)
1 Li 1 Lu Г £ ' )
4
где атс — температурный коэффициент терморезистора.
Сигнальный орган включает в себя двухобмоточное
поляризованное реле Pi и регулируемые резисторы Rs и
/?5 Сигнальный орган должен быть чувствительнее от-
ключающего и иметь высокий коэффициент возврата.
Поляризованные реле РП-7 имеют коэффициент возвра-
та 0,4-0,5, что явно недостаточно. Для повышения коэф-
фициента возврата использовано торможение от сети
постоянного оперативного тока. Поляризованное реле Pi
имеет две обмотки: рабочую wv и тормозную Рабо-
чая обмотка включена непосредственно в цепь выпрям-
ленного выходного тока ФТОП. Тормозная обмотка под-
ключена к сети оперативного постоянного тока через
резистор /?5 и зашунтирована регулируемым резистором
/?з, который обеспечивает возможность регулировки
уставок сигнального органа по шкале, отградуирован-
ной, как и у отключающего органа, в относительных
единицах. Резистор ограничивает тормозной ток.
Магнитодвижущая сила тормозной обмотки
(6-135)
т“ RaRs + ReR,+R6Rt ’
тбк 7р]Сраб, проходящий через рабочую обмотку сиг-
нального органа при его срабатывании,
j ______ ^Р1сраб ”1"
Р1с₽а6
(6-136)
а коэффициент возврата сигнального органа определяет-
ся
ея уравнением
&возВР= р--ВР^Т. (6-137)
^Р1сраб +
где Т'рираб и ^pibosbp — м. д с. рабочей обмотки, соот-
ветствующие срабатыванию и возврату реле при отсут-
ствии торможения; U? — напряжение сети оперативного
постоянного тока; 7?т— сопротивление тормозной об-
мотки
Магнитодвижущая сила Fpicpa6 у нормальнр отре-
гулированных поляризованных реле РП-7 обычно равна
22 А.
Схема измерительного элемента включает в себя
миллиаперметр и резистор Re. Для точной подгонки
шкалы миллиамперметра последовательно с ним включен
регулируемый резистор R?. Миллиамперметр предназна-
чен для измерения токов обратной последовательности в
пределах (0,04-+0,25) 1Я0М. Измерительный элемент за-
шунтирован кнопкой, измерения можно производить
только при нажатой кнопке. Привод кнопки выведен на
кожух Для удобства обслуживания реле снабжено от-
кидной платой. Элементы настройки, миллиамперметр,
кнопка и поляризованные реле размещены на откидной
плате, остальные элементы схемы реле — ла цоколе.
Технические данные
Номинальный ток реле равен 5 или 10 А, частота 50 Гц, номи-
нальное напряжение оперативного постоянного тока ПО или 220 В.
Диапазон рабочих температур составляет —20 -s-+40° С.
Чувствительность сигнального исполнительного органа Pi по току
обратной последовательности равна (0,044-0,08) /Ном
Чувствительность отключающего исполнительного органа Р2 110
току обратной последовательности равна (0,44-0,8) /Ном-
Ток небаланса на выходе ФТОП при токе прямой .последова-
тельности, равном 1,5 /ном, не должен превышать 1,5 мА
Отклонение тока срабатывания от уставки не превышает 10%.
Разброс тока срабатывания не превышает 10% на любой ус-
тавке. Под разбросом понимается выраженное в процентах отноше-
ние разности наибольшей и наименьшей измеренных величин к по-
лусумме этих величии
Изменение тока срабатывания сигнального органа при измене-
нии уставок отключающего органа не превышает 10%.
Коэффициент возврата сигнального органа по току обратной по-
следовательности не менее 0,7 на первой уставке и не менее 0,85
на последней уставке
Мощность, потребляемая реле в номинальном режиме, не более
20 В-А/фазу в цепях переменного тока и не более 5 Вт в цепи по-
стоянного тока.
350
Таблица 6-9
Обозначение по схеме / Технические данные
TTi тт2 /иом=5 A, ®i = a'2=34* (ПСД-1,56) /ЯОМ=Ю А, <01 = (02=17* (ПСД-2,26), <в3=1270* (ПЭВ-2/0,35), сердечник Ш20Х40 ми
R± ПЭВР-30 — 680 Ом и регулируемый резистор 0— 130 Ом, соединены последовательно
Ri ПЭВР-30 — 390 Ом и регулируемый резистор 0— 130 Ом, соединены последовательно
Яз Потенциометр ППЗ-20 — 2,7 кОм
я4 Потенциометр ППЗ-20 — 68 Ом.
Яв 17ном = 1Ю В, ПЭВ-15 — 2000-Ом и ПЭВ-15 — 3000 Ом UHOM=220 В, ПЭВ-15 —4300 Ом и ПЭВ-15 — 5600 Ом, соединены последовательно
я6 Резистор ВС-0,5 — 30 Ом
Я7 Потенциометр ППЗ-43 — 470 Ом
$8 Терморезистор ММТ-8—47 Ом
Ct МБГЧ—1 мкФ —500 В и 2 шт., МБГЧ — 4 мкФ 500 В, соединены параллельно
(?2 МБГЧ—1 мкФ —500 В и МБГЧ —4 мкФ — 500 В, соединены параллельно
Cg 2 шт. МБГО — 10 мкФ — 160 В, соединены парал- лельно
Ят Поляризованное реле РП-7, и)р—6500* (ПЭЛ-0,12), 400 Ом, дат=4200* (ПЭЛ-0,1), 600 Ом
я2 Поляризованное реле РП-7, w=4200+8800* (ЯЭЛ-0,1), 600+730 Ом
351
Продолжение’табл. 6-0
Обозначение по схеме Технические данные
мА Миллиамперметр М4200 0—5 мА
Стг, Ст2 Стабилитроны СГ2С
Дг-Д* Диоды германиевые Д7Ж
К Микровыключатель
* Число витков. В скобках указана марка провода.
При изменении температуры окружающей среды в диапазоне
—20°-*-+40°С, изменение токов срабатывания не превышает ±15%
токов срабатывания при 20° С. ч
Реле допускает длительное прохождение во входных цепях тока
прямой последовательности 1,5 /НОм или тока обратной последова-
тельности 0,4 /ном.
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с ин-
дуктивной нагрузкой (постоянная времени не более 1-Ю-5 с) 30 Вт
при напряжении до 250 В и токе до 1 А.
Реле предназначено для установки в цепях с токами к, з., не
превышающими 6 /Ном, в течение 6 с.
Габариты реле приведены на рис. П1-16.
Масса реле примерно равна 16 кг.
Обмоточные данные реле и номинальные параметры комплекту-
ющих элементов приведены в табл. 6-9.
Проверка реле и в случае необходимости регулировка его элек-
трических параметров производятся в следующей очередности:
1. Проверка настройки ФТОП (рис. 6-27). Снимается перемычка
17—19, к зажимам 17 и 18 подключается миллиамперметр. При за-
короченных зажимах 4, 6 и 8 на зажимы 3, 5 и 7 подается синусои-
дальный трехфазный ток прямой последовательности, равный
1,5 /ном. Ток небаланса не должен превышать 1,5 мА. При большом
токе небаланса необходимо точнее подобрать значение сопротив-
лений резисторов /?1 и R?. Если снизить ток небаланса не удается,
то необходимо применить осциллограф (§ 6-1).
2. Проверка поляризованных реле Pi и Р?. Межконтактный за-
зор у реле должен быть не менее 0,4 мм. Магнитодвижущая сила
обмоток реле при срабатывании должна быть равна 22±0,3 А. Про-
верка производится при вынутых из комплекта поляризованных ре-
ле Реле через выпрямительный мост из диодов любого типа подклю-
чаются к источнику напряжения переменного тока 0—6 В. Выход
выпрямительного моста должен быть зашунтирован сглаживающим
конденсатором емкостью 20 мкФ, миллиамперметр магнитоэлектри-
ческой системы включается в цепь выпрямленного тока последова-
'352
тельно с обмоткой реле. Коэффициент возврата должен быть не
менее 0,5 у реле Pi и не менее 0,4 у реле Р2.
3. Проверка уставок отключающего органа Р2. При закорочен-
ных зажимах 4 и 6 подается синусоидальный ток на зажимы 3 и 5
(имитация к. з. фаз А и В). Фазный ток обратной последовательно-
сти при срабатывании реле определяется по (6-20) и не должен
отличаться от уставки более чем на 10%. Проверку достаточно про-
извести на крайних уставках шкалы. Если отклонение превышает
10%, то следует найти положения указателя, при которых токи сра-
батывания равны токам крайних уставок. Одинаковые , отклонения
свидетельствуют о том, что сместилась ручка потенциометра /?<• Ос-
лабив стопорный винт, ручку следует установить так, чтобы токи
срабатывания соответствовали уставкам. При больших неодинаковых
отклонениях следует проверить сопротивления ТС и обмотки Р2.
Калибровка отключающего органа производится путем подбора по-
ложения ручки потенциометра таким образом, чтобы крайние ус-
тавки симметрично располагались на шкале.
4. Проверка сигнального органа Pi производится аналогично про-
верке отключающего органа. Дополнительно проверяется коэффици-
ент возврата на крайних уставках на соответствие техническим дан-
ным При заниженном коэффициенте возврата следует увеличить
коэффициент возврата поляризованного реле упорным винтом замы-
кающего контакта.
5. Проверка измерительного органа. При закороченных зажимах
4 и 6 на зажимы 3 и 5 подается ток 0,43 /ном. При нажатии кнопки
стрелка миллиамперметра должна отклониться до последнего деле-
ния шкалы. В случае необходимости положение стрелки корректи-
руется регулируемым резистором R?.
6 Производится проверка отключающего, сигнального и из-
мерительного органов при имитации остальных видов двухфаз-
ных к. з.
6-8. РЕЛЕ ТОКА ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РТФ-7/2
Реле тока обратной последовательности РТФ-7/2
предназначено для защиты генераторов и трансформа-
торов при несимметричных к. з. и перегрузках токами
обратной последовательности. Схема внутренних соеди-
нений реле приведена на рис. 6-27. По принципу дей-
ствия реле ничем не отличается от реле РТФ-7/1, все
приведенные в § 6-7 расчетные соотношения полностью
распространяются и на реле РТФ-7/2. Отличия этих ре-
ле заключаются в следующем:
номинальный ток реле равен 1 или 5 А частота 50 Гц;
изменен диапазон уставок сигнального органа, его
чувствительность по току обратной последовательности
находится в пределах (0,1<-0,2) /аом.
- у отключающего органа имеются два диапазона ус-
тавок, обеспечивающих возможность изменения тока
срабатывания органа в 4 раза. Чувствительность в диа-
23—505 353
пазоне меньших уставок составляет (0,34-0,6) /ном, в
диапазоне больших уставок— (0,6-4-1,29 /НОч Для пере-
хода на диапазон больших уставок параллельно об-
мотке поляризованного реле с помощью перемывки 22—
24 подключается дополнительное сопротивление У?4, за-
Рис. 6-27. Схема внутренних соединений реле
РТФ-7/2
грубляющее реле. В связи с этим уравнение (6-133) для
диапазона больших уставок примет вид:
г = I
откл Р2сраб
(6-138)
изменены обмоточные данные промежуточных транс-
форматоров тока, поляризованного реле отключающего
органа и соответственно резисторы Rs, Rt и R$.
354
мощность, потребляемая реле в номинальном режи-
ме, не превышает 15 В-А/фазу в цепях переменного тока
и 12 Вт в цепи постоянного тока.
Таблица 6-10
Обозначение в схеме на рнс 6 27 Технические данные
7'7’х /Ном = 1 A, ffiii=U>2 = 115* (ПЭВ 2/0,69)
TTZ /ном=5 А, ®,=а!>2=23* (ПСД-1,56), и>3=1270* (ПЭВ-2/0,35), сердечник Ш20Х40 мм
Рв Поляризованное реле РП-7, а>=6500* (ПЭЛ-0,12), 400 Ом
Rb Потенциометр ППЗ-20 — 2,2 кОм
R4 Потенциометр ППЗ-20 — 68 Ом
Ri ПЭВР-10—100 Ом
Rb Для Ином = 110 В — ПЭВ-20 — 2,2 кОм и ПЭВР 20 — 390 Ом Для t/HOM = 220 В—ПЭВ 20 — 4,7 кОм и ПЭВР-20 — 390 Ом соединены последовательно
* Число витков В скобках указана марка провода
Обмоточные данные и параметры измененных элементов приве
дены в табл 6 10
Проверка и регулировка реле РТФ-7/2 отличаются от проверки
реле РТФ 7/1 только возможностью в некоторых пределах регули-
ровать величину тормозного тока сигнального органа регулируемой
частью резистора
6-9. РЕЛЕ ТОКА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РТЗ-50
Реле максимального тока РТЗ 50 предназначено для
использования совместно с трансформаторами тока ну-
левой последовательности (ТТНП) в качестве органа,
реагирующего на ток нулевой последовательности в схе-
мах защит от замыканий на землю генераторов, двига-
телей и линий с малыми токами замыкания на землю
Реле отличается малой потребляемой мощностью в цепи
переменного тока, обусловленной применением двухкас-
23
355
кадного усилителя постоянного тока на транзисторах с
положительной обратной связью и с промежуточным ре-
ле РП-220 на выходе. Питание усилителя может произ-
водиться как переменным, так и постоянным током. Ре-
ле выпускается взамен известного реле ЭТД-551 и отли-
чается от него повышенной надежностью и высоким ко-
эффициентом возврата. Принципиальная схема реле при-
ведена на рис. 6-28.
Реле состоит из входного насыщающегося трансфор-
матора тока (ТТ), выпрямительного устройства, усили-
теля постоянного тока (УПТ), исполнительного органа
и устройства питания.
Первичная обмотка ТТ имеет четыре вывода, обес-
печивающих возможность получения трех диапазонов
уставок тока срабатывания. Переключение диапазонов
осуществляется перестановкой накладки, размещенной
на передней плате реле. Последовательно с первичной
обмоткой ТТ включен резистор Ri, ограничивающий
вторичный ток ТТНП при больших токах к. з., когда ТТ
сильно насыщен и сопротивление его первичной обмотки
мало. Насыщение сопровождается появлением значи-
тельных пиков напряжения на вторичной обмотке ТТ,
опасных как для изоляции, так и для диодов выпрями-
тельного моста. Для защиты от этих пиков вход выпря-
мительного моста зашунтирован газовым разрядником.
Резистор R2 ограничивает ток через разрядник. Отстрой-
ка от высших гармоник в токе к. з. не предусмотрена.
Пропорциональное первичному току ТТ напряжение
его вторичной обмотки, выпрямленное мостом BMi и
сглаженное фильтром RsCi и ограниченное до уровня
прямого напряжения диода Д5, поступает на вход УПТ
плюсом к точке а.
При отсутствии тока в первичной обмотке ТТ тран-
зистор Ti входного каскада УПТ открыт током, подво-
димым к его базе через резисторы R6 и R7 от точки в, и
током через обмотку реле и резистор обратной связи Д9,
подводимым от точки г устройства питания. База тран-
зистора Т2 через открытый переход эмиттер — коллектор
Ti подключена к плюсу источника питания. Эмиттер Т2
благодаря наличию в его цепи включенного в прямом
направлении стабилитрона CRi имеет более высокий по-
тенциал, чем база, транзистор Т2 надежно заперт.
При возникновении тока 1Р в первичной обмотке ТТ,
на входе УПТ (точки а и б) появляется напряжение,
356
Рис. 6-28, Схема внутренних соединений реле РТЗ-50.
Рис. 6-29. Схема замещения
входных цепей усилителя реле
РТЗ-50.
пропорциональное /р>. Часть тока, проходившего через
резисторы 7?6, /?7 и R9, будет проходить через внутреннее
сопротивление источника входного напряжения, соответ-
ственно уменьшится ток через переход эмиттер — база
транзистора Д. При даль-
нейшем увеличении пер-
вичного тока гок через
переход эмиттер — база
транзистора Т\ будет
уменьшаться до тех пор,
пока он не запрется Схе-
ма замещения входных
пепей УПТ приведена на
рис. 6-29. С некоторым
приближением можно
считать, что запирание
транзистора Т\ происхо-
дит при уменьшении тока
через его переход эмит-
тер—база до нуля. В этом
случае ток срабатывания реле определится выражением:
j —_____________!______у
Рсраб Лттйпр(7?6+/?де)
х [( р щр I” ) ^ск2 + ТГ (^ск2 + ^скз) ]» (6*139)
L\ Аб “Г А? / Ад ' J
где Л = 7?ЕХ(7?5+7?дб )+^5^Дб; Иска и (7скз — напряже-
ния на стабилитронах СК2 и СЛз; йтт —коэффициент
трансформации ТТ; &Пр— коэффициент преобразования
входных цепей реле:
Ч = Дп/^тт 1р> (6-140)
/?дб — сопротивление диода Д6 в прямом направлении;
/?вх — внутреннее сопротивление источника входного на-
пряжения УПТ.
Регулировка тока срабатывания реле в пределах
выбранного диапазона уставок осуществляется потен-
циометром имеющим оцифрованную шкалу уста-
вок. Деления на шкале соответствуют диапазону мини-
мальных уставок, для уставок других диапазонов на
шкале нанесены соответствующие множители.
По мере запирания перехода эмиттер — коллектор
транзистора 7\ потенциал точки д будет уменьшаться,
358
ток, подходящий к точке д через ~резистор начнет
ответвляться через переход база — эмиттер транзисто-
ра Т2 и отпирать последний. После запирания тран-
зистора Т\ весь ток резистора R& будет проходить через
переход база — эмиттер Т2. Обмотка исполнительного
органа через открытый коллекторный переход Т2 и ста-
билитрон CRi подключится к плюсу источника питания
и реле сработает. Отпирание транзистора Т2 ускоряет- *
ся действием положительной обратной связи через ре-
зистор Rg. По мере отпирания Т2 положительный потен-
циал его коллектора растет и соответственно уменьша-
ется составляющая тока смещения транзистора Tlt про-
ходящая через резистор Rg, что ускоряет запирание кол-
лекторного перехода транзистора 7\.
Для устранения различного рода импульсных по-
мех со стороны входных цепей переход эмиттер — кол-
лектор транзистора Т\ зашунтирован конденсатором С2.
Цепь У?5Д6 предназначена для компенсации изменения
чувствительности реле при изменении температуры,
обеспечиваемой за счет идентичности температурных
зависимостей прямых напряжений на диоде Д6 и пере-
ходе база — эмиттер транзистора 7\.
При снижении входного тока и возврате реле все
процессы повторяются в обратном порядке. Коэффи-
циент возврата определяется в основном резистором
обратной связи Rg. При отключенной обратной связи
коэффициент возврата близок к единице.
Запирание Т2 при возврате реле происходит практи-
чески мгновенно, поэтому исчезновение тока в обмотке
исполнительного органа сопровождается появлением на
ней импульса напряжения обратной полярности (минус
на коллекторе транзистора Т2). Складываясь с напря-
жением источника питания, этот импульс может
привести к повреждению Т2. Для устранения такой воз-
можности обмотка исполнительного органа зашунтиро-
вана цепочкой 7?ю—С4—Д7. Накопленная в индук-
тивности энергия расходуется на заряд конденсатора
С4 через диод Д7. После запирания диода Д7 конден-
сатор С4 разряжается через резистор Rio-
Питание УПТ и исполнительного органа произво-
дится через выпрямитель ВМ2 со сглаживающим кон-
денсатором С2 и кремниевыми стабилитронами СК2 и
СКз на выходе. Стабилитрон СК2 поддерживает на не-
изменном уровне напряжение питания УПТ; для пита-
359
ния исполнительного органа дополнительно подключен
стабилитрон СКз- Повышенное напряжение на обмотке
исполнительного органа позволяет снизить ток через
обмотку и, таким образом, облегчить, режим стабили-
тронов и обеспечить необходимый запас по кратности
тока в обмотке во всем диапазоне допустимых измене-
ний напряжения питания реле. При питании реле от
источника напряжения переменного тока на входе вы-
прямителя включается балластный резистор Rw. При
питании реле от источника напряжения постоянного
тока на входе выпрямителя дополнительно включаются
балластные резисторы Ri3 и Z?i4- Отключение выпрями-
теля при питании от источника постоянного тока не
производится.
Исполнительный орган имеет один замыкающий
контакт, составленный из двух параллельно включен-
ных контактов.
Технические данные
Номинальное’напряжение реле равно 100 В при питании от сети
переменного тока и 220 В при питании от сети постоянного тока,
поминальная частота 50 Гц.
' Диапазон рабочих температур составляет —40 С<- +40° С.
Реле имеет три диапазона плавно регулируемых уставок тока
срабатывания: 0,01—0,02 А; 0,015—0,03 А; 0,03—0,06 А.
Погрешность тока срабатывания в нормальных условиях не пре-
вышает ±10% по отношению к уставке.
Разброс тока срабатывания на любой уставке не превышает 4%.
Коэффициент возврата не ниже 0,9.
Время срабатывания реле при двукратном токе срабатывания
не превышает 0,1 с.
Время возврата реле при сбросе тока от 1,1 /Сраб н выше до ну-
ля не более 0,05 с.
Мощность, потребляемая реле при токе срабатывания на мини-
мальной уставке каждого из диапазонов, не превышает 0,012 В-А.
Мощность, потребляемая цепями питания реле, не превышает
5 В-A на переменном токе и 10 Вт на постоянном токе.
Реле длительно без повреждения выдерживает 110% Пном в це-
пи питания и 0,11 Ав цепи тока.
Реле выдерживает ток 60 А в течение 1 с.
При изменении температуры окружающей среды в диапазоне
— 40— +40° С отклонение тока срабатывания от значения, измерен-
ного при 20° С, не превышает ±10%.
При изменении напряжения питания на +10 или —20% откло-
нение тока срабатывания от значения, измеренного при номиналь-
ном напряжении, не превышает ±8%.
При изменении частоты входного тока на ±3% номинального
значения отклонение тока срабатывания от значения, измеренного
при частоте 50 Гц, не превышает ±7%.
360
Реле вибростойки в диапазоне частот вибрации 10—100 Гц при
ускорении не более 1g.
Реле ударостойки при ускорениях не более 2g и длительности
удара 40—60 мс.
Реле имеет один замыкающий контакт, коммутационная способ"
ность которого в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой
(постоянная времени не более 0,005 с) составляет 60 Вт при напря-
жении до 250 В и токе до 2 А.
гвх,0м
2Z Л I
Рис. 6-30. Зависимость входного сопротивления
реле РТЗ-50 от тока.
а: / — первый диапазон; //—второй диапазон; /// — тре-
тий диапазон; б — второй диапазон.
Масса реле примерно равна 2,5 кг.
Габариты реле приведены на рис. Ш-8.
Зависимость полного входного сопротивления реле от тока при-
ведена на рис. 6-30.
Обмоточные данные и параметры комплектующих изделий при-
ведены в табл. 6-11.
Проверка и в случае необходимости корректировка электричес-
ких параметров реле производите^ в следующей последовательности:
1. Проверяется регулировка выходного реле так же, как у ре-
ле РП-222. Суммарное усилие на толкателе от возвратной пружины
361
Таблица 6-11
Обозначение на схеме Технические данные
РП Промежуточное реле РП-220 о>ра=9000и (ПЭВ-2/0,12)—1400 Ом
тт аг'1=225* (ПЭВ-2/0,64), отводы от 75 и 150 витков, о>2=500* (ПЭВ-2/0,15), сердечник Ш9Х18 мм
р Разрядник РБ-2, £7=220 В
С1 Конденсатор МБГО — 20 мкФ — 160 В
С2 Конденсатор К-50-3 — 10 мкФ — 12 В
С3 Конденсатор К-50-ЗА — 50 мкФ — 25 В
Ci Конденсатор К-50-ЗБ — 20 мкФ — 25 В
Ri Резистор проволочный 0,5 Ом, константан 0 1 мм
7/2 Резистор МЛТ-0,5 — 100 Ом
R3 Резистор МЛТ-0,5 — 620 Ом
Ri Резистор МЛ Т-0,5— 150 Ом
Rs Резистор МЛТ-0,5 — 22 кОм
Re Резистор МЛТ-0,5 — 2,7 кОм '
Ri Потенциометр ППЗ-41 — 10 кОм:
Rs Резистор МЛТ-0,5 — 7,5 кОм
/?9 Резистор МЛ Т-0,5— 180 кОм
Rio Резистор МЛТ-0,5 — 3 кОм
Re Резистор МЛТ-0,5— 12 кОм
R12> R13 Резистор ПЭВ-10—2,7 кОм
R14 Резистор ПЭВ-10 — 2 кОм
ВМц BM2 362 Выпрямители КЦ402Ж
Продолжение табл. 6-11
Обозначение на схеме Технические данные
- Дв? Дч Диоды кремниевые Д226Б
Де Диод германиевый Д9Д
CKf, СК2; СК9 Стабилитроны кремниевые Д814Б, (/став=84-9,5 В
Тъ Та J Транзисторы германиевые МП-16А и МП-25Б
* Число витков. В скобках указана марка провода.
и пластин подвижных контактов должно быть 0,14—0,24 Н. Ток сра-
батывания реле должен быть в пределах 7,9—8,7 мА, коэффициент
возврата — не менее 0,2.
2. При номичалоном напряжении питания проверяются токи
срабатывания реле в каждом диапазоне уставок. Одновременно про-
веряется коэффициент возврата реле. В качестве индикатора сра-
батывания применяется промежуточное реле с потребляемой мощ-
ностью около 6 Вт н временем срабатывания 0,04—0,06 с. Коррек-
тировка уставок производится изменением положения ручки потен-
циометра относительно его оси и последующим нанесением на
шкалу точек цветной эмали.
3. На крайних уставках проверяется ток срабатывания при на-
пряжении питания 80% 1/ном- Выходное реле должно срабатывать
четко, без задержки. Изменение тока срабатывания не должно вы-
ходить за пределы, указанные выше.
4. При определении причин отказа или ненадежной работы реле
следует руководствоватьсн картой напряжений (табл. 6-12) и дан-
ными табл. 6-13.
Таблица 6-12
Состояние реле Напряжение, В
коллектор 7\ коллектор СК,
Начальное 0,01—0,04 16—19 0,6—0,7 16—19
Конечное 0,9—1,2 0,7—1,0 0,6—0,7 16—19
Измерение напряжения
следует производить при
номинальном напряжении питания вольтметром с вну-
тренним сопротивлением не менее 20 кОм/B. Ток утеч-
ки у конденсатора С2 должен быть не более 27 мкА
при напряжении 12 В, у конденсатора С3 — не более
125 мкА при напряжении 25 В.
363
Таблица 6-13
Неисправность
Что проверяется
Ток срабатывания велик или мал
Коэффициент возврата мал
Вибрирует РП
Фиксация ручки на оси R7;
BMf, Rs', Rs; R7; Rs; Д5;
Дб
BM2; Rs
BM,; BM2; C>; C2; C$
Электродвижущая сила на вторичной обмотке ТТ
при прохождении по первичной обмотке тока макси-
мальной уставки диапазона должна находиться в пре-
делах 5,0—5,8 В.
6-10. РЕЛЕ МОЩНОСТИ ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
РМОП-2
Реле мощности обратной последовательности
РМОП-2 предназначено для защиты многообмоточных
трансформаторов, автотрансформаторов и линий элек-
тропередачи при несимметричных к. з. Отличие его от
ранее выпускавшихся реле РМОП-1 заключается в из-
менении цоколя и кожуха в связи с унификацией по-
следних. Реле состоит из следующих конструктивных
элементов:
двух промежуточных трансформаторов тока (Т7\ и
ТТ2);
активно-емкостного фильтра тока обратной после-
довательности ФТОП;
активно-емкостного фильтра напряжения обратной
последов ательности ФНОП;
индукционного элемента направления мощности РМ;
пускового реле тока обратной последовательно-
сти РТ.
Принципиальная схема реле приведена на рис. 6-31.
В качестве индукционного элемента направления
мощности использована четырехполюсная индукцион-
ная система с рабочим зазором 1 мм. Одна из обмоток
индукционной системы (о>п), расположенная на полю-
сах, подключена к ФТОП, вторая (шя), расположенная
на ярме магнитопровода, подключена к ФНОП. После-
364
довательно с обмоткой
полюсов к ФТОП под-
ключена обмотка и»рт
пускового реле тока
обратной последова-
тельности. В качестве
пускового реле исполь-
зовано реле РТ-50.
Фильтр тока обрат-
ной последовательно-
сти аналогичен фильт-
ру реле РТФ-7 и отли-
чается от него только
способом включения и
соотношением числа
витков первичных об-
моток промежуточных
трансформаторов тока.
Одна из первичных об-
моток каждого транс-
форматора включает-
ся на фазный ток, дру-
гая первичная обмот-
ка, имеющая в 3 раза
©7® ®тТ®
Рис. 6-31. Схема внутренних соедине-
ний РМОП-2.
меньшее число витков,
включается в нулевой
провод для компенсации тока нулевой последовательно-
сти. Векторные диаграммы ФТОП приведены на рис. 6-32.
При прохождении по входным цепям реле тока об-
ратной последовательности ток к. з. фильтра
Г — 1 КЬ Г а!50'
* к.з»ф 1 е
(6-141)
Внутреннее сопротивление ФТОП и его угол опре-
деляются выражениями (6-130) и (6-131). Электродви-
жущая сила фильтра
£ф.т = -Z(60°+^.T). (6-142)
«т + Зпт + 3
• Нагрузкой фильтра являются последовательно со-
единенные токовая обмотка РМ и обмотка РТ, Полное
365
Рис. 6-32. Векторная диаграмма ФТОП реле РМОП-2.
сопротивление нагрузки ФТОП и его угол равны:
2н.т= V (*w + хпу + (гр.т + гп)2; (6-143)
Фн.г = arctg
Г р.т т гп
Ток через нагрузку ФТОП 'и сдвиг его фазы отно-
сительно тока обратной последовательности фазы А
определяются уравнением
___________^2фт^2Я
/ _Л1_|_2^НД.СОЗ( фф.т —фнт) + 1
У 4.Т г*-т
е/(60°+ч>ф.т-“т),
(6-144)
где ^2фт=1,5 &т— коэффициент фильтра; ат —
= arctg
£ф т SHI фф т 2Тьт SIH фн.-Е
т COS фф т ~Т ZHiT COS ф
— угол полного сопротивления последовательно соеди-
ненных полного сопротивления фильтра, токовой* об-
мотки РМ и обмотки РТ.
Принцип действия, расчетные соотношения и век-
торные диаграммы фильтра напряжения обратной по-
следовательности полностью аналогичны таковым для
фильтра реле РНФ-1М. Электродвижущая сила на вы-
ходе ФНОП
£ф.н = 0,867[72ае/3°.
(6-145)
366
Рис. 6-33 Векторная диаграмма
токов и напряжений в цепях реле.
РМОП-2 при угле максимальной
чувствительности
Ток в обмотке напряже-
ния РМ определяется по
(6-10) Векторная диаграм-
ма токов и напряжений в
цепях реле при угле макси-
мальной чувствительности
приведена на рис 6-33
Мощность срабатывания
и угол максимальной чувст-
вительности определяются
по (6-15) и (6-16). Регули-
ровка мощности срабатыва-
ния производится ступенча-
то одновременным переклю-
чением отпаек вторичных
обмоток TTi и ТТ2-
^4 '
Переключение отпаек TTi и ТТг изменяет также диа-
пазон уставок РТ. Плавная регулировка уставок РТ про-
изводится изменением натяжения его пружины.
Технические данные
Номинальные токи реле равны 1 или 5 А, напряжение 100 В,
частота 50 Гц
Рабочий диапазон температур составляет —20 —+40° С.
Ток небаланса ФТОП при номинальной частоте полностью вклю-
ченных вторичных обмотках ТТ i и ТТ2 и симметричном трехфазном
токе прямой последовательности 3 /ном не превышает 1,7 мА
Напряжение небаланса ФНОП при номинальной частоте и сим-
метричном напряжении прямой последовательности 100 В не превы-
шает 2,6 В
Диапазон регулировки уставок пускового реле тока обратной
последовательности составляет (0,2 —0,8)/ном
Погрешность тока срабатывания пускового реле тока по отно-
шению к уставке не более а;8%.
Угол максимальной чувствительности реле направления мощ-
ности (угол между вектором фазного напряжения обратной после-
довательности и соответствующим вектором фазного тока обратной
яоследовательности) равен —110+10° (вектор тока опережает век-
тор напряжения, якорь пускового реле тока в начальном положе-
нии)
Мощность срабатывания обратной последовательности при
двухфазном к. з., токе к. з. 0,346 /ном и грм ч приведена в табл. 6-14.
367
Таблица 6-14
Уставка TTi и ТТ2 Мощность срабатывания, В A/фазу, не более, п₽и fHOM • А
1 1 5
5—6 0,6 3
5-7 1,1 5,5
5-8 1,6 8
Мощность срабатывания прн токе обратной последовательности
15 /яом И полностью включенных вторичных обмотках ТТ\ и ТТ% не
превышает 25 кратного значения мощности срабатывания при токе
0,2 /ном
Коэффициент возврата пускового реле тока не менее 0,8, реле
направления мощности не менее 0,5
Время замыкания замыкающих контактов пускового реле тока
при подаче тока 2 /уст и время замыкания размыкающих контактов
при сбросе тока с 5 /уСт до 0,6 /ус.т не превышает 55 мс.
Время замыкания контактов реле направления мощности при
5 кратной мощности срабатывания ие превышает 70 мс
При изменении температуры окружающей среды от —20 до
+40° С отклонение тока срабатывания пускового реле не превышает
±10% значения, измеренного прн температуре 20° С Именение мощ-
ности срабатывания реле направления мощности в тех же условиях
может находиться в пределах —15ч- +25%.
Реле длительно выдерживает
в симметричном режиме прямой последовательности 1,1 1/яом
И 2 /ном,’
обрыв любой из фаз цепи напряжения при 1,1 //ном несиммет-
ричном трехфазном токе прямой последовательности 1,1 /ном!
симметричный трехфазный ток обратной последовательности
0,9 /ном при симметричном трехфазном напряжения прямой после-
довательности 1,1 Ином
Максимально допустимый вторичный ток трехфазного к з не
должен превышать 5, 18 н 30 /ном при уставках TTi и ТТ% 5—6,
5—7 и 5—8 соответственно. При дальнейшем увеличении тока в це-
пях ФТОП возникают явления феррорезонанса
В симметричном трехфазном режиме реле термически н динами-
чески стойко при токах до 30 /иом в течение 1 с
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с ин-
дуктивной нагрузкой (постоянная времени не более 5-10*3 с) 60 Вт
для пускового реле тока и 50 Вт для реле направления мощности
при напряжении до 250 и токе до 2 А.
Масса реле примерно равна 19 кг.
Габариты реле приведены на рис. Ш-16
Обмоточные данные и номинальные величины комплектующих
элементов приведены в табл 6-15.
Проверка и регулировка реле производятся в следующей после-
довательности:
1. Проверка настройки ФТОП производится при закороченных
зажимах 23, 25, 27, 29 н снятой перемычке 10—12. Между зажима-
368
Таблица 6-la
Обозначение на схеме Технические данные
7H0M = 1 A | /ЦОМ ~ 5 A
Т7\; ТТь ah = 135* (ПБД-0,64) w2=45* (ПБД-0,64) / №!=27* (ПБД-1,45) №2=9* (ПБД-1,45)
№з=3280* (ПЭВ-2/0,25), отпайки от 1400 и 2280 витков, сердечник Ш20Х40
РТ 2X1300 витков (ПЭВ-2/0,35)
РМ №„=4X1100* (ПЭВ 2/0,31) wn=2X1000* (ПЭВ-2/0,37)
Ri Резистор ПЭВ-20 — 470 Ом
R{ Регулируемый резистор — 0—600 Ом
Резистор ПЭВ-20 — 390 Ом
*2 Регулируемый резистор 0—240 Ом
Rs Резистор ПЭВ-20 — 430 Ом
Йз Регулируемый резистор—0—240 Ом
Rt Резистор ПЭВ-20 — 240 Ом
R'i Регулируемый резистор — 0—175 Ом
Ci Конденсатор МБГЧ — 6 мкФ = 500 В
C3 Конденсатор МБГЧ — 4 мкФ — 500 В
cs Конденсатор МБГЧ — 10 мкФ — 250 В
Gi Конденсатор МБГЧ — 6 мкФ — 250 В
* Число витков, В скобках указана марка провода.
24—505
369
Таблица 6-16
Зажимы Уставки РТ (с /ном = 5 А)
1 2 3 4 5 6 7 8
TTf 5—8 2,25 2,5 2,75 3,0 3,25 3,5 3,75 4,0
тт2 5—7 1,58 1,8 1,97 2,15 2,34 2,5 2,68 2,84
5—6 1,0 1,16 1,24 1,35 1,45 1,57 1,68 1,74
Таблица 6-17
Зажимы Уставки РТ (с /ноч = 1 А)
1 2 3 4 6 7 8
TTi тт2 5—8 5—7 0,45 0,316 0,2 0,5 0,36 0,232 0,55 0,394 0,248 0,6 0,43 0,27 0,65 0,468 0,29 0,7 0,5 0,314 0,75 0,536 0,336 0,8 0,568 0,348
ми 12 и 14 включается миллиамперметр с внутренним сопротивле-
нием не более 400 Ом. При подаче на зажимы 17, 19, 21 и 23 сим-
метричного трехфазного тока прямой последовательности 3 /ном ток
на выходе фильтра должен быть не более 1,7 мА. Устранение тока
небаланса производится регулировкой резисторов /?, и Ро-
2. Проверка настройки ФНОП производится при снятой пере-
мычке 7—9 и подключенном к зажимам 5—9 вольтметре с внутрен-
ним сопротивлением не менее 5 кОм/B При подаче на зажимы 18,
20 и 22 трехфазного симметричного напряжения прямой последова-
тельности 100 В напряжение на выходе фильтра не должно превы-
шать 2,6 В. Устранение напряжения небаланса производится регу-
Рие. 6-34. Схема проверки реле
РМОП-2.
лировкой резисторов и /?4
3. Проверка регулировки
РТ производится аналогично
реле тока РТ-40. Зазоры меж-
ду полкой якоря и полюсами
магнитопровода (в притяну-
том положении якоря) дол-
жны быть одинаковыми и на-
ходиться в пределах 0,35—
0,5 мм. Проверка тока сраба-
тывания РТ производится по
указаниям § 6-1. Токи сраба-
тывания должны соответство-
вать данным табл. 6-16 и 6-17
с возможным отклонением
±8%.
4. Проверка и устранение
самохода от тока у индукци-
онного элемента направления
мощности производится при
снятой перемычке 10—12 и
370
пропускании через зажимы 10 и 16 тока 0—0,8 А. Проверка и устра-
нение самохода от напряжения производится при закороченных зажи-
мах 20 и 22, закороченных первичных обмотках ТТ\ и ГТ2 и пода-
че на зажимы 18 и 20 напряжения 100 В. Устранение самохода
производится аналогично реле РБМ-170 с учетом рекомендаций
§ 3-1. Допускается самоход, который можно компенсировать за-
кручиванием возвратной пружины на угол не более 10°.
5. Проверка угла максимальной чувствительности производится
в схеме, имитирующей металлическое к. з. фаз В и С в месте уста-
новки защиты (рис. 6-34). Полученное значение <рмч должно на-
ходиться в пределах 160±10° (ток /ь,; отстает от напряжения
11аь), что соответствует углу между фазными током и напряжением
обратной последовательности 110+10° (ток /2а опережает напряже-
ние U2а). Значение фм.ч обеспечивается параметрами элементов
реле и не регулируется.
6. Проверка мощности срабатывания производится по схеме
рис. 6-34 при фм, и токе 0,346 /Ном путем плавного повышения на-
пряжения от нуля до срабатывания реле Мощность обратной по-
следовательности при срабатывании реле определяется по формуле
Р2сраб = 0,1931/р/р (6-146)
и не должна превышать значений, приведенных в табл. 6-14. Регу-
лировка мощности срабатывания производится изменением натя-
жения возвратной пружины индукционного элемента. Угол закру-
чивания пружины должен быть около 90°.
6-11. УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ПРИ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ
НА ЗЕМЛЮ ЗЗП-1М
Устройство защиты ЗЗП-1М предназначено для се-
лективного отключения защищаемого присоединения
при однофазных замыканиях на землю в сетях напря-
жением 2—10 кВ с изолированной нейтралью и сум-
марными емкостными токами 0,2—20 А. Токовая цепь
устройства подключается к кабельному трансформатору
тока нулевой последовательности (ТТНП), в каче-
стве которого могут быть использованы трансформато-
ры ТЗЛ, ТЗР, ТЗ, ТФ и др. По принципу действия уст-
ройство представляет собой направленную защиту ну-
левой последовательности. Принципиальная схема
устройства приведена на рис. 6-35 [33].
Устройство включает в себя согласующий трансфор-
матор TPi, схему ограничения (Р, Д\, Р9, Д2), усили-
тель переменного тока на транзисторах и Т2, фазо-
чувствительный усилитель на транзисторах Г3 и А и
исполнительный орган Р17 (промежуточное реле
РП-220).
Выбор схемы и конструкции устройства был обус-
ловлен рядом предъявляемых к нему требований.
. 24*
371
С одной стороны, малый первичный ток нулевой после-
довательности при однофазных замыканиях требует от
устройства очень высокой чувствительности С другой
стороны, от устройства требуется повышенная термиче-
ская и динамическая стойкость, обусловленная большой
кратностью первичных токов при двойных замыканиях
на землю по отношению к току срабатывания устрой-
ства, доходящей до НО5. Сюда же следует отнести
необходимость отстройки от импульсных помех и гар-
монических составляющих тока нулевой последова-
тельности
С учетом перечисленных требований вход устройст-
ва выполнен в виде согласующего малогабаритного
трансформатора тока ТР\, работающего практически в
режиме холостого хода. Малые габариты позволяют
выполнить индуктивное сопротивление ветви намагни-
чивания ТР\ при индукции, соответствующей области
максимальной магнитной проницаемости, близким к
индуктивному сопротивлению ТТНП в условиях сраба-
тывания устройства. Индукция в сердечнике ТТНП в
этих условиях очень мала и соответствует начальному
нелинейному участку кривой намагничивания, т. е. об-
ласти малых значений магнитной проницаемости. От-
сюда сопротивление ветви намагничивания ТТНП так-
же мало Равенство сопротивлений ветвей намагничи-
вания в условиях срабатывания обеспечивает
максимальное значение мощности, отдаваемой ТТНП.
При двойных замыканиях на землю оба трансфор-
матора насыщаются. Проволочный резистор огра-
ничивая величину тока в первичной обмотке TPit обес-
печивает термическую стойкость устройства. Пики на-
пряжения на вторичной обмотке ТР{ сглаживаются
конденсатором С6 и ограничиваются до бе-
зопасной для изоляции величины газовым разрядником
Р С помощью конденсатора С6 защита частично от-
страивается также от гармонических составляющих вход-
ного тока
Усилитель переменного тока предназначен для уси-
ления основной гармоники тока выхода согласующего
трансформатора. Для получения достаточной чувстви-
тельности устройства усилитель выполнен двухкаскад-
ным. При отсутствии сигнала на входе через коллек-
торный переход транзистора первого каскада Т\ прохо-
дит ток, обусловленный наличием тока смещения,
373
подводимого к базе Ti через резистор Ri. Этот рези-
стор одновременно осуществляет отрицательную обрат-
ную связь по напряжению, повышающую входное со-
противление, стойкость и температурную стабильность
усилителя. При увеличении по каким-либо причинам
коллекторного тока напряжение между коллектором и
эмиттером транзистора уменьшается. Соответственно
уменьшается и ток смещения через резистор Ri, что в
свою очередь уменьшает приращение коллекторного
тока. Ток через резистор Ri суммируется из токов, под-
ходящих к точке а через диоды Д1 и Д2 в прямом на-
правлении, оба диода отперты.
Значения токов входной цепи и базы транзистора
Ту через отпертые диоды Д1 и Д2 определяются сопро-
тивлением резистора Ri, так как напряжения на отпер-
том диоде Д2 и переходе эмиттер — база транзистора
Ti малы по сравнению с коллекторным напряжением.
При появлении положительной полуволны входного
напряжения ток через вторичную обмотку ТР\ увеличи-
вается; так как суммарный ток 1?л должен остаться не-
изменным, то ток в цепи базы уменьшается. При даль-
нейшем увеличении входного напряжения положитель-
ный потенциал точки а возрастает настолько, что диод
Д2 запирается и ток через базу транзистора прекра-
щается. Входной ток проходит через цепи питания уси-
лителя.
При появлении отрицательной полуволны напряже-
ния ток сначала проходит по цепи база транзистора
Ti—диод Д2— резистор /?9 — отпертый диод Д1 и уве-
личивает ток базы транзистора 1\. При дальнейшем
увеличении входного напряжения диод Дх запирается
и входной ток прекращается вообще. Весь ток про-
ходит через базу транзистора Тх.
Таким образом ограничение входного напряжения
до безопасного для транзисторов уровня происходит во
входных цепях усилителя.
Нагрузкой первого каскада усилителя служит рези-
стор Ri, связь между каскадами осуществляется через
конденсатор Диод Д5 ограничивает значение запи-
рающего напряжения на базе транзистора Ti и осуще-
ствляет термокомпенсацию выходного каскада. Через
резистор Ri подается ток смещения в цепь базы тран-
зистора Т2. Резистор Rn и конденсатор С5 создают от-
стройку от высших гармоник во входном токе, образуя
374
отрицательную обратную связь для составляющих ча-
стоты выше промышленной. Нагрузкой выходного кас-
када усилителя переменного тока служит первичная
обмотка трансформатора ТР3, образующая с конден-
сатором С2 контур, настроенный на частоту 50 Гц.
В результате напряжение на вторичных обмотках ТР3
имеет частоту 50 Гц и сдвинуто по фазе относительно
основной гармоники тока нулевой последовательности
в первичной обмотке ТТНП на угол, близкий к 90°.
С двух одинаковых вторичных обмоток ТР3 напря-
жение подается на базы транзисторов Г3 и Л фазочув-
ствительного усилителя. Коллекторы транзисторов Т3
и Г4 через разделительные диоды Д3 и Д4 подключены
к двум одинаковым полуобмоткам автотрансформатора
ТР2, присоединенного к напряжению нулевой последо-
вательности и являющегося источником питания для
фазочувствительного усилителя. Эмиттеры транзисто-
ров Т3 и Г4 через резисторы Т?7 и и обмотку испол-
нительного органа подключены к средней точке ТР2.
В качестве исполнительного органа использовано про-
межуточное реле серии РП-210 с двумя переключа-
ющими контактами.
Принцип работы фазочувствительного усилителя
рассмотрим на примере транзистора Т3 (верхняя поло-
вина схемы). Прохождение тока через транзистор Т3
возможно только при отрицательном потенциале точек
61 и Hi относительно эмиттера транзистора Т3. Если
хотя бы одна из точек имеет положительный потенци-
ал, то ток через Г3 отсутствует. На рис. 6-36 приведе-
ны графики э. д. с. на полуобмотках ТР2 и ТР3, за-
штрихованные зоны соответствуют прохождению тока
через Т3. При малом токе базы /’оз транзистор работает
в режиме усиления и мгновенное значение тока через
нагрузку {дагр определяется коэффициентом усиления
транзистора 0
бигр = Р^'бз' (6-147)
При больших значениях тока базы транзистор Тэ
насыщается и мгновенное значение тока через нагруз-
ку определяется напряжением на полуобмотке ТР2
Giarp ~ ^тра/^нагр- (6-148)
375
В общем случае мгновенное значение тока через
нагрузку определяется неравенством
Р1б8 < ^нагр <£АрЛгр- (6'149)
Примем ток базы равным
г‘бз = y^-3Msin(®/ + q>p + Y), (6-150)
Рис. 6-36. Графики э.д.с. на полуобмотках ТРг и TPS реле ЗЗП-1.
где k — коэффициент, зависящий от типа ТТНП, коэф-
фициента преобразования входных токовых цепей, ко-
эффициента усиления усилителя переменного тока, со-
отношения числа витков обмоток ТР3 и сопротивления
цепи базы транзистора Т3; <рр — угол сдвига фаз 3/0
относительно 3 С70; Чг— угол сдвига фаз 3/ри напряже-
ния на выходе усилителя переменного тока. Подставив
(6-150) в (6-147), получим:
Up = 3 У2 sin (cut + фр + 4f). (6-151)
376
Среднее за полпериод значение тока в нагрузке при
токе базы транзистора 73, совпадающем по фазе с на-
пряжением на выходе усилителя переменного тока при
относительно больших значениях 3 Uo (рис. 6-36, б)
равно:
2л-(<рр+ЧГ)
Ааагр.ераб= J *'нагр^®^
it
= 3]/2/0 —[1 +cos(<pp + Y)]. (6-152)
С учетом того, что напряжение на выходе усилителя
переменного тока сдвинуто относительно 3/0 примерно
на 90°, получим:
Лигр.сраб = 3 1^2 /0 —— (1 — sin фр). (6-153)
Л
Так как вторая половина усилителя работает точно
так же (транзистор Т4), то (6-153) справедливо и для
среднего значения тока в
нагрузке за период. Оче-
видно, что ток в нагруз-
ке будет иметь наиболь-
шую величину при
sin фр=—1. Следователь-
но, реле будет иметь мак-
симальную чувствитель-
ность при токе З/о, отста-
ющем от напряжения 377О
на угол 90°.
График зависимости
(6-153) приведен на
Рис. 6-37. График зависимости
luarp—f (фр) реле ЗЗП-1.
рис. 6-37, где горизонтальная линия соответствует току
срабатывания исполнительного органа при зоне сраба-
тывания 180°. Зона срабатывания определяется заштри-
хованной площадью.
Среднее значение тока в нагрузке для случая (6-148)
определяется аналогично и равно:
Н/Стр2 Ак
(6-154)
где &тр2 — коэффициент трансформации ТР2; R«—сопро-
тивление цепи коллекторов транзистора Т3 или Г4.
377
Для защиты элементов фазочувствительного усили-
теля от гармоник в цепи 3 UQ устройство следует под-
ключать к трансформатору напряжения нулевой после-
довательности последовательно с устройством ВУ-1,
представляющим собой фильтр с резонансной частотой
50 Гц из последовательно соединенных дросселя с регу-
лируемым воздушным зазором и конденсатора. На одно
устройство ВУ-1 может быть подключено до 10 уст-
ройств ЗЗП-1М.
Технические данные
Номинальное напряжение нулевой последовательности равно
100 В, частота 50 Гц.
Питание усилителя переменного тока производится от источни-
ка постоянного тока напряжением 24 В±20% или от источника
выпрямленного тока напряжением 26 В±20%. В случае применения
трехфазного выпрямления сглаживание выпрямленного напряжения
не обязательно.
Диапазон рабочих температур устройства составляет — 40-+
+ 40° С.
Значения тока срабатывания устройства прн номинальных зна-
чениях напряжений переменного и постоянного тока, при темпера-
туре окружающей среды 20° С, измеренные в первичной цепи ТТНП
типа ТЗЛ при токе 310, отстающем по фазе от 3 Ug иа 90°, приве-
дены ниже. '
Уставка Ток, А
1 0,07 + 30%
2 0,5±30%
3 2А + 30%
При изменении напряжения питания на ±20% номинального
значения изменение тока срабатывания устройства не превышает
±20%.
Прн изменении температуры окружающей среды в диапазоне
—40 -+ ±40° С ток срабатывания изменяется не более чем в 2 раза
по сравнению с током срабатывания при 20° С.
Напряжение срабатывания устройства при двукратном токе
срабатывания, номинальном напряжении питания и 3/0, отстающем
от ЗС70 на 90°, и во всем диапазоне рабочих температур находится
.в пределах 20—40 В.
Время срабатывания устройства при номинальных напряжени-
ях, двукратном токе срабатывания и 3/0, отстающем от 37% на 90°,
не превышает 0,045 с.
Зона срабатывания защиты при номинальных напряжениях,
и токе />0,2 А на уставке 1, а на уставках 2 и 3 при />2/ср
находится в пределах 180±20°. Угол максимальной чувствитель-
ности, соответствующий середине зоны срабатывания, в тех же
условиях находится в пределах 80—130° на уставке 1 и 70—110° на
уставках 2 и 3.
Устройство ЗЗП-1М не срабатывает при 3 (7о=50 В, 3 /о=О и
питания от блока питания, включенного по схеме двухфазного вы-
378
прямления с напряжением выхода 0,65 номинального, что соответ-
ствует наихудшим условиям для устройства, установленного на
неповрежденном присоединении при двойном замыкании на землю.
Потребление мощности в цепи первичной обмотки TPi (токо-
вый вход) при срабатывании на уставке 1 около 0,4-10~~6 В-A, на
уставке 2 около 0,4-10-3 В-А и на уставке 3 — 0.01 В-А.
Потребление мощности в цепи напряжения нулевой последова-
тельности при 3 /0=0 не превышает 3 В-А.
Потребление мощности в цепи питания усилителя переменного
тока при 3/о=О и 3 £/о = 0 не превышает 0,15 Вт.
Устройство обладает термической стойкостью при токе в цепи
первичной обмотки Tpi 42 А в течение 1 с или 30 А в течение 2с,
что примерно соответствует току в первичной обмотке ТТНП (типа
ТЗЛ, нагруженного устройством ЗЗП-1) 20 кА в течение 1 с при
сопротивлении соединительных проводов 0,2 Ом или 10 кА в тече-
ние 2 с при сопротивлении соединительных проводов, близком
к нулю.
Устройство длительно выдерживает ток 3/0—20 А или напря-
жение 3 Ид =100 В при напряжении питания 1,2 номинального.
Вспомогательное устройство ВУ-1 при токе 0,25 А имеет часто-
ту резонанса 50±2,5 Гц, а падение напряжения на нем не превы-
шает 15 В.
Вспомогательное устройство ВУ-1 длительно выдерживает ток
0,1 А.
Разрывная способность контактов исполнительного органа в це-
пи постоянного тока с индуктивной нагрузкой (постоянная времени
не более 5-10-3 с) не превышает 50 Вт при напряжении до 250 В
и токе до 2 А. Минимальное напряжение на разомкнутых контактах
24 В. Контакты замыкают цепь с током 10 А в течение 10 с.
Габариты устройства ЗЗП-1 приведены на рис. П1-9, вспомога-
тельного устройства ВУ-1 —на рис. П1-20.
Масса устройства ЗЗП-1 около 1,7 кг, вспомогательного уст-
ройства ВУ-1 — около 2,6 кг.
Обмоточные данные и номинальные величины комплектующих
изделий устройства ЗЗП-1М приведены в табл. 6-18.
Обмотка дросселя вспомогательного устройства ВУ-1 состоит
из 1360 витков провода ПЭВ-2/0,51, полное сопротивление дросселя
регулируется магнитным шунтом от 230 до 340 Ом, угол полного
сопротивления дросселя около 87°. Конденсатор вспомогательного
устройства МБГЧ — 10 мкФ±10%, 250 В.
При установке в эксплуатацию устройство должно заземляться,
заземляющий провод должен присоединяться к выводу 15. Оболоч-
ки кабеля или кабельной вставки также должны заземляться. За-
земляющий провод припаивается к оболочке кабеля вблизи кабель-
ной воронки (между ТТНП и воронкой), пропускается через окно
ТТНП и присоединяется к заземляющему контуру. Кабельная во-
ронка, оболочка кабеля и заземляющий провод (от места соедине-
ния с оболочкой кабеля до выхода из окна ТТНП) должны быть
изолированы от заземленных конструкций.
При наличии источника постоянного тока напряжением выше
24 В можно использовать делитель напряжения. Сопротивление
плеча делителя с напряжением 24 В должно быть не более
500/л Ом, где п — число подключенных к делителю устройств.
Основные параметры устройства определяются совместно
с ТТНП. В качестве первичной обмотки ТТНП используется провод,
379
Таблица 6-18
Обозначение по схеме Технические данные
РП TPL w = 1000* (ПЭВ-2/0,1), 2100 Ом №1=43* (ПЭВ-2/0,59), №2=2000* (ПЭВ-2/0,11), отводы от 10 и 100 витков, сердечник Ш7Х9 мм
ТР* w=6000* (ПЭВ-2/0,07), отводы от 3000 и 4750 вит- ков, сердечник Ш7Х9 мм
TPa №1=6700* (ПЭВ-2/0,05) — 3000 Ом, ю2=960* (ПЭВ-2/0,12), отвод от 480 витков, сердечник Ш7х9 мм, зазор 0,5 мм
Cj; С2; С6 Конденсатор МБМ — 0,25 мкФ — 160 В
С3 Конденсатор МБГО-2 — 2 мкФ — 160 В
Ct Конденсатор К50-3 — 10 мкФ — 50 В
Конденсатор МБМ — 0,05 мкФ — 250 В
Резистор МЛТ-0,5—-43 кОм
R* Резистор МЛ Т-0,5— 18 кОм
к3 Резистор МЛТ-0,5 — 1 кОм
R.4 Резистор МЛТ-0,5 — 330 кОм
RS Резистор МЛТ-0,5—2 Ом
Re Сопротивление проволочное — 0,5 Ом.
Ri> Rs Резистор МЛТ-0,5 — 10 Ом
380
Продолжение табл. 6-18
Обозначение по схеме Технические данные
Резистор МЛТ-0,5 — 0,51—5,1 кОм
Рю! Pit Резистор МЛТ-0,5 — 330 Ом
«2 Резистор МЛТ-0,5— 180 Ом
Д1> Дг> Дз5 Д<> Да Диоды кремниевые Д226
Ti Транзистор МП41А
Т2 Транзистор МП21А
т3', т4 Транзистор МП26Б
р Разрядник РБ-2
* Число витков. В скобках указана марка провода.
пропущенный через его окно. Перед проверкой устраняется оста-
точное намагничение сердечника ТТНП трехкратным плавным уве-
личением тока в первичной обмотке до 9—10 А и плавном сниже-
нием его до нуля. Проверка производится в схеме, обеспечивающей
необходимый угол сдвига фаз 3 /о и 3 Z/o, равный 90°, в следующей
последовательности.
Проверка тока срабатывания устройства производится при
3 £/о=1ОО В и номинальном напряжении питания плавным увели-
чением тока в первичной обмотке ТТНП Поскольку при выпуске
с завода устройства регулируются с ТТНП типа ТЗЛ, то при ис-
пользовании трансформаторов других типов ток срабатывания мо-
жет несколько отличаться от приведенных выше в технических
данных, оставаясь, однако, в пределах допуска.
Проверка напряжения срабатывания устройства производится
при двукратном токе срабатывания и номинальном напряжении пи-
тания плавным увеличением напряжения на,зажимах 8—10 На-
пряжение срабатывания должно находиться в пределах 20—40 В
Проверка зоны срабатывания и угла максимальной чувстви-
тельности устройства производится при питании цепи 3 £70 через
фазорегулятор плавным изменением угла сдвига фаз тока и напря-
жения при токе не менее 0,2 А на уставке 1 и не менее двукратного
381
тока срабатывания на уставках 2 и 3. По фазометру фиксируются
значения углов, при которых происходит срабатывание устройства.
Ширина зоны срабатывания определяется разностью полученных
значений углов, а угол максимальной чувствительности — их полу-
суммой.
В случае несоответствия полученных значений параметров тех-
ническим данным заменяется съемная печатная плата и прове-
ряются основные узлы устройства.
Регулировка исполнительного органа проверяется аналогично
реле РП-210. Напряжение срабатывания должно быть в пределах
16—17,6 В, коэффициент возврата не менее 0,2, время срабатыва-
ния при двукратном напряжении срабатывания не более 0,025 с.
Электродвижущая сила на полностью включенной вторичной
обмотке Tpi при первичном токе 20 мА должно быть в пределах
0,8—1,1 В, при первичном токе 80 мА — в пределах 5,8—8,0 В.
Ток х. х. автотрансформатора Тр% должен быть не более 18 мА,
э. д. с. на вторичных полуобмотках при номинальном напряжении
на первичной обмотке должны находиться в пределах 57—65 В и
отличаться друг от друга не более чем на 5 В.
При токе, протекающем через первичную обмотку Тр$, равном
3 мА, падение напряжения на ней должно быть в пределах 12,4—
15,2 В. Электродвижущие силы на вторичных полуобмотках долж-
ны находиться в пределах 0,73—0,81 В и отличаться друг от друга
не более чем на 0,03 В.
Все э. д. с. и напряжения должны измеряться вольтметром
с внутренним сопротивлением 0,5—1 МОм.
Ток утечки конденсатора Ct при напряжении 10 В не должен
превышать 33 мкА. Определение тока утечки производится через
1 мин после подачи напряжения на конденсатор.
6-12 УСТРОЙСТВО БЛОКИРОВКИ ПРИ КАЧАНИЯХ КРБ-125
Устройство блокировки при качаниях КРБ-125 пред-
назначено для предотвращения неправильных действий
релейных защит при возникновении качания. При воз-
никновении короткого замыкания устройство блокиров-
ки запускается, вводит в действие защиту на время,
достаточное для ее срабатывания, и, если срабатывание
защиты не произошло, выводит ее из действия. Пуск
устройства происходит при появлении напряжения об-
ратной последовательности или тока нулевой последо-
вательности. При трехфазных к. з. пуск устройства про-
исходит за счет кратковременной несимметрии напряже-
ний в момент возникновения к. з.
Устройство состоит из пускового органа, реле мини-
мального напряжения и логической части (цепей опера-
тивного постоянного тока). Схемы внутренних соедине-
ний приведены на рис. 6-38 и 6-39.
В качестве исполнительной части пускового органа
PHi использовано поляризованное реле РП-7, обмотка
382
которого подключена к параллельно соединенным вы-
прямительным мостам BMi и ВМ2. Выпрямительный
мост BMi подключен к промежуточному насыщающему-
ся трансформатору ТТ0, первичная обмотка которого
включена в нулевой провод измерительных трансфор-
маторов тока. Регулировка чувствительности устройства
по току нулевой последовательности производится пере-
Рис. 6-38. Схема внутренних соединений цепей пере-
менных токов и напряжения комплекта КРБ-125.
ключением отпаек от вторичной обмотки трансформато-
ра TTq. Выпрямительный мост ВМ2 через промежуточ-
ный трансформатор ТП и фильтр пятой гармоники,
состоящий из параллельно соединенных дросселя ДР и
конденсатора С4, подключен к активно-емкостному
фильтру напряжения обратной последовательности
Дд, Ню, С2 и Сз. Чувствительность устройства по на-
пряжению обратной последовательности регулируется
переключением отпаек вторичной обмотки Т/7. Напря-
383
жение на выходе выпрямительных мостов сглаживается
конденсатором С5. После пуска устройства замыкаю-
щими контактами РПЛ последовательно с обмоткой
PHi вводится добавочный резистор 7?ц, снижающий ток
в обмотке и увеличивающий коэффициент возврата уст-
ройства.
Рис. 6-39. Схема цепей постоянного тока комплекта
КРБ-125.
Фильтр напряжения обратной последовательности
устройства подобен фильтру реле РНФ-1М. Все соотно-
шения, выведенные для последнего, остаются без изме-
нений.
Аналогично фильтру третьей гармоники реле
РНН-57 сопротивления фильтра пятой гармоники
КРБ-125 определяются приближенными соотношениями?
xc4(5ty ~~ 25хдр(50); (6-155)
гФ(5о> 0>043хС4(50) /ctg фДр(50) +0,92; (6-156)
4Wo> = °>96 tg <РДР(50)- (6-157)
384
Параметры фильтра при других частотах определя-
ются из (6-53).
Пуск устройства осуществляется в основном от
фильтра напряжения обратной последовательности.
Подпитка от тока нулевой последовательности через
трансформатор тока ТГ0 служит для повышения чувст-
вительности устройства при замыканиях на землю. По-
ведение устройства при одновременной подаче на пуско-
вой орган З/о и U2 оценивается по характеристикам
чувствительности, дающим возможность определить
кратность тока в обмотке РН\ по отношению к току сра-
батывания последнего при различных сочетаниях 3/0 и
И2 на входах устройства. Примерные характеристики
чувствительности при совпадающих по фазе 3 Uo и U2
приведены на рис. 6-40
Требования к быстродействию устройств блокировки
при качаниях не позволяют обеспечить полное сглажи-
вание выпрямленных токов и напряжений. Поэтому ве-
личина тока в обмотке PHi в некоторой степени зависит
от угла сдвига фаз U2 и 3 /о. Кривые рис. 6-40 соответст-
вуют минимальным значениям кратностей тока в обмот-
ке PHi. Максимальные значения кратностей наблюда-
ются при V2 и З/о, сдвинутых на угол порядка 90°, уве-
личение кратности при двукратном токе уставки 3/0
может достигать 50%.
После срабатывания пускового органа РН\ контак-
том реле РПз последовательно с обмоткой PHi вводится
добавочный резистор £ц, увеличивающий коэффициент
25—505
385
возврата схемы по U2. Коэффициент возврата по 3/0 ос-
тается практически без изменений.
При срабатывании пускового органа PHt длительное
или кратковременное размыкание его размыкающего
контакта приводит к обесточиванию реле РП1 и РП2
(КДР-1), которые в нормальном режиме самоудержи-
ваются замыкающим контактом РП\.
Промежуточное реле РГЦ своими развшкающими
контактами замыкает выходные цепи устройства релей-
ной защиты (рис. 6-39), разрешая им работать. Проме-
жуточное реле РП2, установленное из-за недостаточно-
сти числа контактов реле РП{, производит переключения
в схеме устройства блокировки. Схемой предусмотрен
быстрый возврат обоих реле. При срабатывании реле
подключаются к полюсу источника питания через сопро-
тивление в нормальном режиме и при возврате —
через последовательно соединенные сопротивления Pi и
Р2. В последнем случае м. д. с. обмоток реле сильно по-
нижена, что обеспечивает быстрый возврат. Быстрому
возврату РП1 также способствует неодинаковая индук-
тивность обмоток РТР и РП2. Возврат РП2 происходит
медленнее, но это не имеет значения, так как реле вспо-
могательное.
При замыкании размыкающего контакта РП2 пуска-
ется реле времени РВ (ЭВ-144), которое в дальнейшем
самоудерживается своим мгновенным замыкающим кон-
тактом. Размыкание мгновенного размыкающего кон-
такта РВ, так же как и замыкание замыкающего кон-
такта PHi и размыкающего контакта РГр, приводит к
отпаданию реле РП3.
Промежуточное реле РП2 (КДР-ЗМ) имеет выдерж-
ку времени при возврате, значение которой определяет
в основном время нахождения размыкающих контактов
РП\ в замкнутом состоянии. Эта выдержка времени мо-
жет быть увеличена подключением параллельно обмотке
РП3 контура /?4 и Ci (за счет разряда конденсатора Ci
через обмотку РПз).
После отпадения РП3 его размыкающий контакт
приводит реле PZ71 и РП2 в исходное состояние.
Возврат всей схемы в исходное положение (положе-
ние готовности к повторному действию) определяется
возвратом в исходное положение реле времени РВ и мо-
жет происходить либо с заданной выдержки времени,
либо немедленно после ликвидации аварии.
386
В первом случае схема возвращается в исходное по-
ложение по истечении выдержки времени контакта РВ.
Во втором случае плюс оперативного постоянного тока
подается также на вывод 22 и возврат РВ происходит
немедленно после замыкания контакта реле напряжения
РН2. Вывод 21 предназначен для подсоединения контак-
тов реле, не входящих в схему устройства, но также
обеспечивающих быстрый возврат схемы блокировки.
Если к. з. произошло между фазами, на которые ре-
ле РН2 не включено, его контакт может замкнуться до
отключения к. з. Однако это не вызовет преждевремен-
ного срабатывания реле Р/73, так как при несимметрич-
ных к. з. замыкающий контакт РРД шунтирует катушку
реле РП3. Размыкающий контакт 7-771 используется для
выравнивания времени возврата реле РП3 при всех ви-
дах к. з. Для удобства обслуживания плата, на которой
размещены реле и переключатели уставок, выполнена
откидной. Все реле устройства крепятся к плате с по-
мощью разъемных колодок, диоды выпрямительных мо-
стов и диод Д смонтированы на плате с разъемным
соединением и при различного рода проверках могут
быть изъяты из схемы устройства.
Технические данные
Номинальный переменный ток реле равен 1 или 5 А, напряже-
ние 100 В, частота 50 Гц.
Номинальный постоянный ток равен ПО или 220 В.
Диапазон рабочих температур составляет —20-----(-40° С.
Чувствительность пускового органа по напряжению обратной
последовательности (уставки) изменяется ступенчато и равна 2, 3,
4, 6, 8 В фазного напряжения с отклонением ±10%.
Чувствительность пускового органа по утроенному току нуле-
вой последовательности изменяется ступенчато и равна: 1; 1,5; 2 А
с отклонением не более ±15% для исполнения на номинальный
ток 5 А; 0,2; 0,3; 0,4 А с отклонением не более ±15% для исполне-
ния на номинальный ток 1 А.
В интервале температур —20 Ч-+40° С чувствительность пус-
кового реле по напряжению обратной последовательности и утроен-
ному току нулевой последовательности изменяется не более чем на
±8% значений, измеренных при +20° С
В диапазоне частот 47—53 Гц чувствительность по напряжению
изменяется не более чем на ±8% значений, измеренных при 50 Гц.
Коэффициент возврата пускового органа находится в пределах
0,7—0,9.
Напряжение небаланса, возникающее при отклонении частоты
сети от номинальной, определяется выражением
А/
г4вб.ф=0,29 —
(0-158)
25*
387
где U — линейное напряжение прямой последовательности на вхо-
де ФНОП; А/ — отклонение частоты сети от номинальной.
Для пуска устройства достаточно появления на входе ФНОП
напряжения обратной последовательности, трехкратного по отно-
шению к напряжению срабатывания, на время 0,008 с.
Фильтр пятой гармоники, установленный на выходе ФНОП,
загрубляет пусковой орган к составляющим пятой гармоники на-
пряжения не менее чем в 4 раза.
Устройство блокировки длительно выдерживает 110% номи-
нальных значений переменных тока и напряжения, а также напря-
жения постоянного тока.
Устройство длительно выдерживает исчезновение одной или
двух фаз напряжения на входе ФНОП без многократных запусков.
Устройство правильно работает при отклонениях напряжения
постоянного тока в пределах от 0,8 до 1,1 номинального значения.
Потребляемая мощность при номинальных значениях тока и
напряжения составляет:
не более 20 В-А/фазу в цепях напряжения переменного тока;
не более 15 Вт в цепях постоянного тока в нормальном режиме
и не более 50Вт при срабатывании.
Время возврата реле РЛ\ (время замыкания размыкающего
контакта этого реле после размыкания размыкающего контакта
пускового реле PHi) в схеме устройства не превышает 0,008 с.
Время возврата реле РП3 (время замыкания размыкающего
контакта) в схеме устройства, определяющее время нахождения
блокирующих контактов реле РП{ во включенном состоянии, равно
0,32—0,4 с и может быть увеличено до 0,48—0,6 с подключением
контура /?4 — С|.
Выдержка времени реле РВ регулируется в пределах 1—20 с.
Разрывная мощность блокирующих контактов реле РП\ и за-
мыкающего контакта реле PHi в цепи постоянного тока с индук-
тивной нагрузкой (постоянная времени не более 0,005 с) 25 Вт при
напряжении до 250 В и токе до 0,5 А.
Габариты устройства приведены на рис. П1-16.
Масса устройства примерно равна 18 кг.
Уставки по напряжению обратной последовательно-
сти и току нулевой последовательности регулируются
переключателями уставок на фасадной стороне откид-
ной платы. Маркировка переключателя уставок 3 /0 со-
ответствует значениям уставок для исполнения устрой-
ства на номинальный ток 5 А. При исполнении устройст-
ва на номинальный ток 1 А реальные значения уставок
370 в 5 раз меньше нанесенных значений.
Обмоточные данные и номинальные значения комплектующих
элементов приведены в табл. 6-19.
Проверка и корректировка параметров устройства производит-
ся в следующей последовательности.
Производится проверка регулировки промежуточных реле РГЦ
(рис. 6-93), РПг и РП3. Межконтактный зазор у реле при притяну-
том или отпущенном якоре должен быть не менее 1 мм, провал не-
подвижных контактов — порядка 0,2—0,4 мм. У разомкнутых кон-
тактов контактные пластинки должны касаться ограничительных
388
Таблица 6-19
Обозначение Технические данные
на схеме Исполнение на НО В | Исполнение на 220 В
PHi Реле поляризованное РП-7, a»i=8800* (ПЭЛ-0,1)—730 Ом, ш2=4200* (ПЭЛ-0,1) —600 Ом
РВ Реле времени ЭВ-144
РН2 Реле напряжения РН-54/160
РП1 ' Реле промежуточное КДР-1, w=20 000* (ПЭВ-2/0,11)—2600 Ом
РП2 Реле промежуточное КДР-1, аг/=35 500* (ПЭВ-2/0,08)—8500 Ом -
РПЙ Реле промежуточное КДР-ЗМ 20 000* (ПЭВ-2/0,11) — I 35 500* (ПЭВ-2/0,08) — 2600 Ом 8500 Ом
• д Диод кремниевый Д226
5Mi; ВМ2 Выпрямительные мосты из диодов Д226
Ri', Р% Резистор ПЭВ-10 680 Ом±10% | 2700 Ом±Ю%
Rs Резистор ПЭВ-10 1800 Ом±10% [ 6800 Ом±10%
- R* Резистор МЛТ-2, подбирается при регулировке
Rs’, R« Резистор ПЭВ-10 820 Ом±Ю% | 3000 Ом±Ю%
R?> Rie Сопротивление регулируемое 0—240 Ом
389
Продолжение табл. 6-19
•Обозначение на схеме Технические данные Исполнение на ПО В | Исполнение на 220 В
R* Резистор ПЭВ-10 — 200 Ом±Ю%
А Резистор ПЭВ-10 — 820 Ом±Ю%
«л Резистор МЛТ-2 — 1000 или 2000 Ом±Ю%
Сз Конденсатор МБГО-2— 160 В 30 мкФ | 10 мкФ
С3; С3 Конденсатор МБГЧ-1 — 2 мкФ — 250 В' Три конденсатора параллельно
ct Конденсатор МБГЧ-1 —0,5 мкФ — 250 В
Конденсатор МБГП-2 — 1 мкФ — 200 В
ТТЯ Гявм=1 4, ш1=25’ (ПЭВ-2Д),77) -/ном =5 А, ®, = 5* (ПБД-1,25), шг—4850* (ПЭВ 2/0,15), отводы от 2150 и 3600 витков, сердечник Ш12Х12 мм
тп Wi=1100* (ПЭВ-2/0,25), ®2=Ю00* (ПЭВ-2/0,25), отводы от 200, 250, 390 и 550 витков, сердечник Ш12Х24 мм
др 2300* (ПЭВ-2/0,27), сердечник Ш12Х12 мм, зазор 0,5 мм
* Число витков В скобках -указана марка провода.
пластинок. При отсутствии тока в катушке реле пружинные плас-
тинки подвижных контактов должны без зазора прилегать к изоля-
ционной пластинке на якоре реле
Реле Р1Ц и РП2 проверяются при заклиненном в притянутом
положении якоре реле РПз и вынутом из штепсельной колодки реле
PH]. При проверке напряжения срабатывания напряжение постоян-
ного тока подается на зажим 30 и точку а Реле должны срабаты-
вать при напряжении не более 70% номинального При проверке
напряжения и времени возврата напряжение подается на вывод 30
и точку б Напряжение возврата должно быть не более 70% номи-
390
нального. Время возврата от момента сброса номинального напря-
жения до нуля до замыкания размыкающего контакта должно быть
не более 0,008 с.
Реле РПз проверяется при заклиненных в притянутом положе-
нии якорях реле РП1 и РП2 Напряжение постоянною тока подается
на выводы 24 и 30. Напряжение срабатывания реле не должно пре-
вышать 70% номинального, напряжение возврата —не менее 1,5%
номинального Время возврата от момента сброса номинального
напряжения до нуля до замыкания размыкающего контакта при
снятой перемычке 25—27 должно составлять 0,32—0,40 с, а при
наличии перемычки увеличиваться до 0,48—0,6 с.
Регулировка времени возврата реле РГД и РП2 в небольших
пределах может производиться увеличением или уменьшением дав-
ления подвижных контактных пружин на изоляционную пластинку
якоря. Кроме того, время возврата реле РГР может быть отрегули-
ровано изменением немагнитного зазора, который регулируется
винтом в якоре, а у реле РП$ — прогибом якоря
Проверка реле времени РВ производится при изолированном
конечном контакте РВ и заклиненном в отпущенном положении
якоре реле РП2 Реле РВ должно четко срабатывать при подаче на
зажимы 24 и 30 напряжения не более 75% номинального и должно
удерживаться в сработавшем состоянии при отпадании якоря РП2
и напряжении не более 70% номинального Напряжение удержива-
ния определяется сопротивлениями R$ и Rg
Проверка поляризованного реле PHi производится при снятой
перемычке ЗН и подключенном вместо нее миллиамперметре магни-
тоэлектрической системы На входе ФНОП имитируется двухфазное
к. з. Ток срабатывания PHi должен находиться в пределах 1,62—
1,77 мА, коэффициент возврата — в пределах 0,4—0,55 Зазор меж-
ду контактами должен быть не менее 0,4 мм
Проверка загрубления пускового органа при частоте 250 Гц
производится при закороченных входных зажимах ФНОП и подаче
на выводы 32—34 (перемычка снята) регулируемого напряжения
с частотой 250 Гц Напряжения срабатывания PHi при включенном
и отключенном фильтре пятой гармоники должны отличаться не
менее чем в 4 раза При малом загрубленпи следует подстроить
фильтр пятой гармоники Настройка производится при снятой пере-
мычке переключателя уставок U2 и подаче на выводы 29—33 на-
пряжения около 4—8 В, частотой 250 Гц Изменением воздушного
зазора дросселя Др добиваются минимального значения тока через
фильтр.
При отсутствии источника напряжения с частотой 250 Гц про-
верку допускается производить при подаче на зажимы 31 и 35
напряжения 25—30 В частотой 50 Гц Перемычки, соединяющие
выводы 31 и 33, 33 и 35, убираются Напряжения на дросселе Др и
конденсаторе С4 должны от питаться в 25 раз Измерения должны
производиться вольтметром с большим входным сопротивлением.
При проверке настройки ФНОП на минимум небаланса на вход
ФНОП подается напряжение прямой последовательности 100 В
(линейных) На выходе фильтра при отключенной нагрузке вклю-
чается вольтметр с большим внутренним сопротивлением (4—
б кОм) Напряжение небаланса не должно превышать 2 В основной
гармоники
При отсутствии симметричного трехфазного напряжения на-
стройку ФНОП можно проверить подачей одинакового напряжения
ЖМ
к выводам 16 и 18 (при закороченных выводах 18 и 20), 18 и 20
(при закороченных выводах 16 и 20) или 16 и 20 (при закорочен-
ных выводах 16 и 18). Напряжения, замеренные в каждом случае
на выходе фильтра, должны отличаться друг от друга не более чем
на 1,5%.
При увеличенном напряжении небаланса следует подрегулиро-
вать сопротивления R7 и Rto-
Проверка чувствительности по напряжению обратной последо-
вательности производится при заклиненном в притянутом положе-
нии якоре реле РП2 и при имитации на входе ФНОП двухфазного
к. з. Напряжение, при котором происходит срабатывание PHt,
должно быть равным
Псраб = SL/gycx. (6-159)
Проверка чувствительности по току нулевой последователь-
ности производится при заклиненном в притянутом положении яко-
ре реле РП3 и подаче тока на выводы 8 и 10.
Проверка коэффициента возврата пускового органа произво-
дится аналогично проверке чувствительности Напряжение сраба-
тывания определяется при притянутом якоре РП3, напряжение
возврата — при отпущенном.
Проверка взаимодействия элементов схемы устройства произ-
водится при подаче на выводы 24 и 30 напряжения постоянного
тока, равного 80% номинального. В момент подачи напряжения
срабатывают и остаются в притянутом положении реле Pip, РП2 и
РП3. Реле времени РВ срабатывает кратковременно.
При кратковременном размыкании размыкающего контакта
Р1Ц отпадают якоря реле РП-, и РП2, запускается реле времени РВ
и отпадает якорь реле РП3, размыкающий контакт которого замы-
кается с выдержкой времени и приводит к повторному срабатыва-
нию реле РП} и РП2. После замыкания конечного контакта РВ
возвращается реле времени РВ и срабатывает реле РП3. Схема го-
това к повторному действию.
При длительном замыкании замыкающего контакта реле РРр
отпадают реле РП{ и РП2, запускается реле РВ, отпадает РП3 и
срабатывают реле РП< и РП2. При замыкании конечного контакта
РВ реле РВ возвращается. Реле РП3 срабатывает только после раз-
мыкания замыкающего контакта реле РРр.
При установке перемычки между выводными 24 и 22 и пуске
устройства размыкающим контактом РН\ схема возвращается в ис-
ходное положение до замыкания конечного контакта РВ, если
замкнуть замыкающий контакт реле РН2.
6-13. УСТРОЙСТВО БЛОКИРОВКИ ПРИ КАЧАНИЯХ КРБ-126
Устройство блокировки при качаниях КРБ-126 по на-
значению и принципу действия аналогично комплекту
КРБ-125. Пуск устройства производится при появлении
тока нулевой или обратной последовательности в отли-
чие от устройства КРБ-125, где вместо тока обратной
последовательности используется напряжение той же
последовательности. Для предотвращения пуска уст-
392
ройства от токов небаланса при качаниях предусмотре-
но торможение пуска от тока одной из фаз.
Устройство состоит из пускового органа, реле мини-
мального напряжения и логической части (цепей опера-
тивного постоянного тока). Схема внутренних соедине-
ний пускового .органа приведена на рис. 6-41.
Рис. 6-41. Схема целей переменного тока комплекта КРБ-126.
В качестве исполнительной части пускового органа
РТ{ использовано поляризованное реле РП-7 с двумя
обмотками. Одна из обмоток (рабочая) через накладку
На подключена к выпрямительным мостам £Ш2 и ВМ3
со сглаживающим фильтром второй гармоники Др2—Cs
на выходе. Выпрямительный мост ВМ3 подключен к про-
межуточному насыщающемуся трансформатору тока
ТТ4, первичная обмотка которого включена в нулевой
провод измерительных трансформаторов тока. Вторич-
ная обмотка ТТА имеет три отпайки для регулировки
чувствительности устройства к току нулевой последо-
вательности 31о. Выпрямительный мост ВМ2 через со-
393
гласующий промежуточный трансформатор ТП подклю-
чен к активно-емкостному фильтру тока обратной после-
довательности R7, Rs, R9, Rio, C2 и C3. Для уменьшения
габаритов конденсаторов и исключения тока нулевой
Рис. 6-42. Упрощенная схема ФТОП комплекта КРБ-126 и его
векторная диаграмма.
последовательности включение ФТОП в цепь измери-
тельных трансформаторов тока производится через по-
нижающие промежуточные трансформаторы тока ТТ2 и
ТТа с одинаковым коэффициентом трансформации /?т.
Регулировка чувствительности устройства к току обрат-
ной последовательности производится переключением
четырех отпаек у первичной обмотки ТП. Для снижения
тока небаланса на входе выпрямительного моста ВМ2
394
включен фильтр пятой гармоники Др!—С<. После пуска
устройства параллельно рабочей обмотке размыкающим
контактом РП подключается сопротивление Ru, снижа-
ющее ток в обмотке и повышающее коэффициент воз-
врата пускового органа.
Вторая обмотка РТ\ (тормозная) через выпрями-
тельный мост ВМ{ подключена к промежуточному транс-
форматору тока TTi, первичная обмотка которого под-
ключена в цепь измерительного трансфор?у1атора тока
одной из фаз. Степень торможения может регулировать-
ся с помощью трех отпаек вторичной обмотки TTi. На
выходе выпрямительного моста BMi подключена сгла-
живающая емкость С5. Так же, как у рабочей обмотки,
после срабатывания пускового органа параллельно тор-
мозной обмотке подключается сопротивление 7?ц,
уменьшающее степень торможения и предотвращающее
возврат пускового реле в момент шунтирования рабо-
чей обмотки.
Упрощенная схема ФТОП приведена на рис. 6-42, а,
где
Ра = ^7 + Ps'i Pb = + -^10-
Нагрузка фильтра подключается к точкам тип.
При подаче системы’ токов прямой последовательности
ток в нагрузке должен отсутствовать, что соответствует
равенству потенциалов точек тип относительно точек
k и I. Если точки тип соединить перемычкой, режим
схемы не изменится и она приобретет вид, изображенный
на рис. 6-42, б. Между точками k и т проходит ток Wia,
между точками m и I проходит сумма токов Ат(/1а+Ль)-
Векторная диаграмма токов для этого сличая приведе-
на на рис. 6-42, в и будет справедлива при выполнении
условия:
= (6-160)
При подаче системы токов обратной последователь-
ности и коротком замыкании на выходе фильтра вектор-
ная диаграмма примет вид, изображенный на рис. 6-42, г.
Ток к. з. фильтра /КЗф, подходящий к точке п, равен
разности токов, притекающих через конденсатор С2 и
резистор Ra, и определяется по формуле
^К.З.ф 1,5&т/2а*
(6-161)
3&5
Аналогично реле РТФ-7/1 при введении коэффици-
ента xcdxct (6-162)
получим: 2п 2Ф.Т -=л=^== . (6463) )/ Зп} + Знт + 1 Фф.т == — arctg , (6-164) Уз(1 + нт) £ф ,т = , (6-165) У Зг4+Зяг+1
Зависимость тока срабатывания блокировки Ъсраб
от величины фазного тормозного тока /тори и коэффици-
ента торможения &торм приближенно определяется выра-
жением
^асраб Цуст.мин
I &горм г
' |00 2 тор*’
(64 66)
где /густ мин — ток срабатывания на минимальный устав-
ке тока обратной последовательности и при отсутствии
тока нулевой последовательности. Уставки коэффициен-
та торможения нанесены для минимальной уставки тока
обратной последовательности, для остальных уставок
коэффициент торможения определяется из выражения
^торм ^торм ^2уст^^2уст.мин‘ ^67)
Цепи оперативного постоянного тока устройства
КРБ-126 полностью аналогичны соответствующим це-
пям КРБ-125. Замыкающий контакт Р1\ может быть от-
соединен и использован вне схемы устройства, напри-
мер для выполнения токовой защиты обратной последо-
вательности. В этом случае взамен этого контакта
необходимо ввести внешний контакт.
Для быстрого возврата схемы в исходное положение
в устройстве предусмотрено реле минимального напря-
жения РНХ.
396
Технические данные
Номинальные данные устройства: переменный ток 1 или 5 А,
напряжение 100 В, частота 50 Гц; постоянное напряжение 110 или
220 В.
Уставки тока обратной последовательности (при отсутствии
торможения и З/д—0) 0,5; 0,75; 1,0 или 1,5 А при номинальном
токе 5 А и 0,1; 0,15; 0,2 или 0,3 А при номинальном токе 1 А.
Погрешность уставок не превышает 12%.
Уставки утроенного тока нулевой последовательности (при от-
сутствии торможении и /2=0) равны 1,5; 3 или 6 А при номиналь-
ном токе 5 А и 0,3; 0,6 или 1,2 А при номинальном токе 1 А.
Погрешность уставок не превышает 15%.
Диапазон рабочих температур составляет —20 4- +40° С.
Одна из характеристик чувствительности, определяющая крат-
ность тока в обмотке РТ] по отношению к току срабатывания пос-
леднего при различных сочетаниях /2 и 3 10, приведена на рис. 6-43.
Сдвиг фаз токов /2 и З/о на характеристики чувствительности прак-
тически не влияет. При изменении температуры от —20 до +40° С
чувствительность устройства к токам /2 и З/о изменяется не более
чем на 5% значений, измеренных при 20° С.
В диапазоне частот 47—53 Гц чувствительность устройства
к току /2 изменяется не более чем на 5% значений, измеренных при
частоте 50 Гц.
Коэффициент торможения при минимальной уставке /2 и 3 /0=
= 0 может быть равным 4, 7 или 11 с погрешностью, не превы-
шающей 10%. Зависимость тока срабатывания обратной последова-
тельности от тормозного тока для различных уставок коэффициента
торможения приведена на рис. 6-44, а.
Десятипроцентная погрешность у трансформатора ТТ t насту-
пает при токах свыше 10/ВОм, У трансформатора TTt — при токах
свыше 6 /Вом.
Коэффициент возврата пускового органа на всех уставках /2
находится в пределах 0,7—0,9.
Предельная зависимость тока небаланса (обусловленного не-
точностью настройки фильтра и выраженного через эквивалентный
ток обратной последовательности на входе фильтра) от тока пря-
мой последовательности приведена на рис. 6-44, б.
Ток, небаланса, обусловленный отклонением частоты от номи-
_ нальной и выраженный через эквивалентный ток обратной последо-
вательности на входе фильтра, определяется выражением
А/
/8B6 = 0,29y/t, (6-168)
где Л — ток прямой последовательности на входе устройства; Д/ —
отклонение частоты от номинальной.
, Для пуска устройства блокировки достаточно появления трех-
кратного по отношению к уставке тока обратной последователь-
ности на время 0,008 с.
Реле времени РВ обеспечивает выдержку времени 1—20 с.
Устройство надежно работает при снижении напряжения пос-
тоянного тока до 80% номинального.
Фильтр пятой гармоники обеспечивает загрубление пускового
реле к составляющим пятой гармоники в 4 раза.
397
Устройство длительно выдерживает 110% номинальных значе-
ний постоянного и переменного тока.
Потребляемая мощность при номинальных значениях тока и
напряжения не превышает 5 В-А у цепей переменного тока,
8,5 В-А у цепей напряжения переменного тока, 15 Вт у цепей
Рис. 6-43. Характеристики чувст-
вительности комплекта КРБ-126.
Рис. 6-44. Зависимость тока
срабатывания обратной после-
довательности от тормозного
тока для различных уставок
коэффициента торможения
комплекта КРБ-126 (а) и ха-
рактеристика тока небаланса
ФТОП комплекта КРБ-126 (б).
Разрывная мощность блокирующих контактов РП\ и замыкаю-
щего контакта РТ i в цепи постоянного тока с индуктивной нагруз-
кой (постоянная времени не более 0,005 с) не менее 25 Вт при
напряжении 24—250 В и токе до 0,5 А.
Габариты устройства приведены на рис. П1-16
Масса устройства не превышает 18 кг.
Изменение уставок производится с помощью накла-
док на передней стороне откидной платы устройства.
Маркировка уставок токов нулевой и обратной последо-
вательностей соответствует пятиамперному исполнению,
для одноамперного исполнения их необходимо умень-
шать в 5 раз.
398
Таблица &№
Обозначение в схеме на рис. 6-39 и 6*41 Технические данные
РГ1 Реле поляризованное РП-7, шр=8800* (ПЭЛ-0,1), 730 Ом, шт =4200* (ПЭЛ-0,1), 600 Ом
РВ Реле времени ЭВ-144, £Уиом = 110 или 220 В
PH Реле напряжения РН-54/160
PIk Реле промежуточное КДР-1, ®=20 000* (ПЭВ-2/0,11), 2600 Ом
Рпг Реле промежуточное КДР-1, ш=35 500* (ПЭВ-2/0,08), 8500 Ом
РП9 Реле промежуточное КДР-ЗМ: иЯом = 110 в, ш=20 000* (ПЭВ-2/0,11), 2600 Ом 17ном = 220 В, ® = 35 500* (ПЭВ-2/0,08), 8500 Ом
TTi /иом —I А, Ш1 = 15* (ПЭВ-2/0,77) 7Яом = 5 A, ®i = 3* (ПБД-1,56), ш2=5000* (ПЭВ-2/0,12), отводы от 1750 и 2900 витков, сердечник Ш-12Х12 мм
тт, тт3 /яом = 1 А, ар = 180* (ПЭВ-2/0,77) а/2 = 60* (ПЭВ-2/0 77/ 7Нпм=5 А, ®1=36* (ПБД-1,56), ас —12* (ПБД156), и>з=3100* (ПЭВ-2/0,16), сердечник Ш-16X35 мм
TTi /яои = 1 А, ®! = 15* (ПЭВ-2/0,77) /^.. = 5 А, ®|=3* (ПБД-1,25), ш2—6600* (ПЭВ-2/0,12), отводы от 1200 и 3200 витков, сердечник Ш-12Х24 мм
TH ®1 = 1000* (ПЭВ-2/0,25), отводы от 200, 300 и 430 витков, ш2=1360* (ПЭВ-2/0,25), сердечник Ш-12Х12 мм
ДРТ, ДРз ш = 2300* (ПЭВ-2/0,27), сердечник Ш-12Х12 мм; зазор 0,5 мм
399
Продолжение табл. 6-20
Обозначение в схеме на рис. 6-39 и 6-41 Технические дандые
^1* ^2 Резистор ПЭВ-10: t/HOM = 110 В, R=680 Ом±Ю% £40М = 220 В, R=2700 Ом±Ю%
*3 Резистор ПЭВ-10. г/яом = П0 В, R=1800 Ом±Ю% . Пном=220 В, /? = 6800 Ом±Ю%
Ri Резистор МЛТ-2: Ином = 110 В, R=10 кОм±Ю% Пном=220 В, R=30 кОм±5°/о
^6» Резистор ПЭВ-10: ПноМ = 110 В, R=820 Ом±Ю% t/ном=220 В, R=3000 Ом±Ю%
Rt Резистор регулируемый — 300 Ом '
Re Резистор ПЭВ-10 — 330 Ом±10%
Rio Резистор ретулируемый 600 Ом
Rt>< Rit Резистор ПЭВ-10 —620 Ом±5%
Rib Резистор ПЭВ-10 — 680 или 1000 Ом±Ю%
Q; Cs Конденсаторы МБГО-2 — 10 мкФ — 160 В: Ином = 110 В, С—50 мкФ t/H0 л = 220 В, С=30мкФ
Конденсаторы МБГЧ-1—2 мкФ—500 В, 2 кон- денсатора параллельно
c3 Конденсаторы МБГЧЧ—2 мкФ — 500 В, 3 кон- денсатора параллельно
<?4 Конденсатор МБГЧ-1 — 0,5 мкФ — 250 В
Конденсатор МБГО-2 — 4 мкФ — 400 В
* ЧяГсло витков. В скобках указана марка провода.
400
Обмоточные данные и номинальные величины комплектующих
элементов приведены в табл. 6-20.
Проверка и регулировка элементов цепи постоянного оператив-
ного тока производится так же, как у устройства КРБ-125. Про-
верка и регулировка пускового органа производится в следующей
очередности:
настройка фильтра пятой гармоники производится при неиз-
менном напряжении 4—8 В с частотой 250 Гц, подаваемом на
фильтр при снятых накладках Hi. Изменением величины воздушно-
го зазора дросселя Др\ добиваются максимального значения тока
через фильтр. При проверке фильтра на него подают такое же на-
пряжение с регулируемой частотой, ток должен иметь наибольшее
значение при частоте 250 Гц.
Настройка и проверка фильтра второй гармоники производится
точно так же при снятой накладке /7з и частоте 100 Гц.
Пусковое реле РТ\ проверяется при включенном вместо наклад-
ки миллиамперметре, закороченных зажимах 4—6, заклиненном
в притянутом положении якоре реле РП3 и имитации двухфазного
к. з на входе устройства. Ток срабатывания реле должен быть
й пределах 2,4—2,6 мА, коэффициент возврата — 0,4—0,5, а меж-
контактный зазор — не менее 0,4 мм.
Проверка настройки ФТОП и чувствительности пускового орга-
на к току обратной последовательности производится при закоро-
ченных зажимах 4—6, заклиненном в притянутом положении якоре
РП3 и имитации к. з. фаз АВ, ВС и СА. Определяется ток на входе
устройства, соответствующий срабатыванию реле РТ; эти токи
должны быть равны 3 /2уст±12°/о и не должны отличаться друг
от друга более чем на 3,5%. В первом случае подстройка произво-
дится регулировкой упорного винта размыкающего контакта Р7\,
ВО ВТОРОМ —регулировкой Ry И R К).
Таким же образом определяется коэффициент возврата пуско-
вого органа. Определение тока срабатывания и тока возврата про-
изводится соотвектвенно при притянутом и отпущенном якоре
РП,. Регулировка производится подбором сопротивления Rl2.
При проверке коэффициента торможения первичные обмотки
трансформаторов ТТ2 и ТТ3 подключаются к двум независимым
регулируемым источникам тока. Якорь РП3 заклинивается в притя-
нутом положении. При неизменном тормозном токе определяется
ток срабатывания пускового органа при различных уставках коэф-
фициента торможения. Значение последнего находится по форму-
лам (6-166) и (6-167).
Производится проверка чувствительности пускового органа
к току нулевой последовательности при заклиненном в притянутом
положении икоре РП3 и подаче тока только к зажимам 36—40. Ре-
гулировка производится упорным винтом размыкающего контакта
PTi, при этом нужно следить, чтобы чувствительность пускового
органа к току обратной последовательности оставалась в допусти-
мых пределах.
26-505
_ ......... ГЛАВА СЕДЬМА Я---------------------
УСТРОЙСТВА питания защит на переменном
ОПЕРАТИВНОМ ТОКЕ
7-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Классификация. Устройства питания аппаратуры ре-
лейной защиты, автоматики и управления на перемен*-
ном оперативном токе применяются в электроустановках
высокого напряжения, если в них отсутствуют аккуму-
ляторные батареи.
Выпускаемые в настоящее время устройства питания
могут быть разделены на следующие виды:
нестабилизированные блоки питания, подключае-
мые к измерительным трансформаторам напряжения
или к трансформаторам собственных нужд (БПН);
стабилизированные блоки питания, подключаемые к
трансформаторам тока (БПТ);
блоки питания и заряда конденсаторов (БПЗ) в со-
четании с батареями конденсаторов (БК)
Блок питания БПН представляет собой обычный
трансформатор напряжения с выпрямителем на выходе,
Трансформатор в БПН, как и в других устройствах пи-
тания, электрически разделяет входные и выходные це-
пи. Номинальное значение входных и выходных напря-
жений может изменяться путем использования различ-
ных отводов от первичных и вторичных обмоток или пу-
тем параллельного и последовательного соединения
секций обмоток
Блоки питания БПТ. В основу принципа работы этих
блоков положена стабилизация среднего значения вто-
ричного напряжения при насыщении специального про-
межуточного трансформатора тока ПНТ. Большие пики
вторичного напряжения в момент перемагничивания
сердечников ПНТ представляют опасность для изоляции
обмоток и диодов выпрямительного моста. С целью
устранения этих пиков вторичная обмотка ПНТ шунти-
руется конденсатором (рис. 7-1), который с индуктив-
ностью ветви намагничивания образует феррорезонанс,-
ный контур (рис. 7-2).
Принцип действия стабилизированных токовых бло-
ков питания можно пояснить построением результирую-
щей вольт-амперной характеристики (ВАХ) по ВАХ
402
отдельных элементов блока. Для упрощения принято,
рто все электрические величины синусоидальны и потери
в стали и меди ПНТ равны нулю. Падение напряжения
на конденсаторе пропорционально проходящему по не-
му току и характеризуется прямой линией 1 на рис. 7-3.
Падение напряжения на ветви намагничивания А'ц про-
порционально индукции, а ток пропорционален напря-
женности в сердечнике ПНТ, поэтому ВАХ Хц можно
представить кривой намаг-
ничивания сердечника, по-
строенной в некотором мас-
штабе (кривая 2). Токи в.
Рис. 7-1. Принципиальная схе-
ма токового феррорезонансно-
го блока питания.
Рис. 7-2. Схема замещения
токового фсррорезонансного
блока питания.
теристикп токового феррорезо-
нансного блока питания.
индуктивной и емкостной ветвях сдвинуты на 180°, по-
этому суммарная ВАХ (кривая 3) определяется как раз-
ность кривых 1 и 2. На кривой 3, представляющей собой
характеристику блока питания на х. х., можцо выделить
три характерных участка. От начала координат до точки
А напряжение примерно пропорционально току. При
значении входного тока блока, равном /фр, происходит
скачок выходного напряжения от U' до LJ" и выход на
рабочий участок характеристики, где выходное напря-
жение блока мало зависит от входного тока. Скачкооб-
разный переход из точки А в точку В происходит при
неизменном входном токе из-за автоматического уве-
26* 493
личения сопротивления контура Ху,—С. Незначительное
увеличение входного тока в точке А приведет к увели-*
чению тока /ц, что в свою очередь вызовет уменьшение
сопротивления Хи и увеличение сопротивления контура
Хц —С. Так как питание блока производится от источни-
ка тока и входной ток не зависит от сопротивления это-
го контура, то увеличение сопротивления контура Хи—С
приводит к дополнительному увеличению напряжения
на контуре, увеличению тока и уменьшению сопро-
тивления Хц. Процесс развивается лавинообразно до
другого устойчивого состояния.
Рис. 7-4. Форма кривой напряжения на феррорезонансном контуре с
учетом третьей гармоники.
а — до феррорезонанса; б — после. '
Ордината точки А кривой 3 рис. 7-3, соответствую-
щая току наступления феррорезонанса, равна ординате
точки А[ кривой 2, касательная к которой в этой точке
параллельна прямой 1.
До наступления феррорезонанса ток в емкости боль-
ше тока в индуктивности и выходное напряжение отста-
ет от входного тока на 90°. После наступления ферроре-
зонанса ток в индуктивности становится больше тока в
емкости и выходное напряжение опережает входной ток
на 90°. Таким образом, при плавном увеличении вход-
ного тока в точке А происходит не только скачкообраз-
ное увеличение выходного напряжения, но и опрокиды-
вание его фазы. Следует отметить, что при этом фаза
высших гармоник выходного напряжения не изменяется1,
в результате чего резко уменьшаются пики в его кривой.
Это очевидно из рис. 7-4, где кроме основной гармоники
показана наибольшая из высших гармоник — третья.
404
Построение результи-
Если после наступления феррорезонанса плавно
уменьшать ток, то скачкообразное уменьшение выход-
ного напряжения произойдет не при /Вх=/фр, а с учетом
принятых ранее допущений, при /Вх=0. Практически
этот ток равен току высших гармоник и току потерь в
стали и меди ПНТ. Эти потери могут быть представле-
ны активным сопротивлением, включенным параллель-
но сопротивлению нагрузки /?н-
Вольт-амперная характеристика сопротивления RB на
рис. 7-3 представлена прямой 4.
рующей ВАХ блока питания
, под нагрузкой удобно произво-
дить графически Для этого
строятся прямоугольные тре-
угольники, катетами которых
являются абсциссы кривых 3
и 4 при неизменных ординатах,
а гипотенузы равны абсциссам
результирующей кривой 5.
Сопротивление увеличи-
вает ток наступления ферроре-
зонанса и уменьшает разность
между токами наступления и
исчезновения феррорезонанса. При некотором значении
7?н скачок выходного напряжения при плавном измене-
нии входного тока исчезает. Токи наступления и исчезно-
вения феррорезонанса становятся равными.
В этих условиях наблюдается наибольшая отдача
мощности блоком питания, так как /c+4i и весь
входной ток проходит через нагрузку. У правильно спро-
ектированного БПТ при максимальной нагрузке скачок
выходного напряжения при плавном изменении входно-
го тока отсутствует.
При большом входном токе в контуре (рис. 7-2) мо-
жет возникнуть феррорезонанс на второй и более высо-
ких гармониках, который сопровождается опрокидыва-
нием фазы этих гармоник и резким увеличением ампли-
туды выходного напряжения. Для предотвращения этого
первичные и вторичные обмотки ПНТ располагают на
разных стержнях магнитопровода. При этом возрастает
индуктивность рассеяния вторичной обмотки (рис. 7-5),
и если на частоте 50 Гц выполняется соотношение
Рис. 7-5. Схема замещения
токового феррорезонансного
блока питания с учетом ин-
дуктивности рассеяния вто-
ричной обмотки ПНТ.
Xs>0,25Xc,
(7-1)
405
то на второй и более высоких гармониках нагрузка ПНТ
не имеет емкостного характера (Xs Хс) и феррорезо-
нанс на этих гармониках не возникает. В мощных бло-
ках из-за недостаточного значения индуктивности Ls до-
полнительно к ней включается дроссель. Так как цепь
Xs—Ci—/?н1 путем преобразования схемы из параллель-
но и последовательно включенных элементов может
быть представлена в виде параллельно включенной емко-
сти С и сопротивления то анализ, проведенный для
схемы на рис. 7-2, можно распространить на схему на
рис. 7-5. При этом С и Rn однозначно определяются ве-
личинами Xs, Ci и Янь
Для получения аналитических зависимостей для схе-
мы на рис. 7-2 аппроксимируем ток в нелинейной индук-
тивности выражением
(7-2)
где ki, fe2 — постоянные коэффициенты; W— потокосцеп-
ление.
По первому закону Кирхгофа
1и+ »с+ 4. = 7rasm«rf.
С учетом того, что u = dX?}dt находим;
1 dT
l" ~~ Л dt ’
fc = C*=C^.
С dt dti
(7-3)
(7-4)
(7-5)
Подставляя (7-2), (7-4) и (7-5) в (7-3), получаем:
+ V + /г?г + = ^sincot <7’6)
а;
Пренебрегая в первом приближении высшими гармо-
никами, решение уравнения (7-6) будем искать в виде
¥ == X sin at + У cos at. (7-7)
Подставляя (7-7) в (7-6) и приравнивая отдельно
члены, содержащие синус и косинус, получаем;
/_ Са* + + 4 ) X - Y = 7m;
\ 4 } R
4 х+и с®3++4 k^m 4=о,
i\ \ 4 /
406
где 4F^=X24~y2 — амплитуда значения потокосцепле-
ния.
Решая эту систему уравнений, находим:
4=1/^ К + (~»2С + + 4 1 • (7-8)
F L \ 4 , J
Так как выходное напряжение блока £7Вых пропорцио-
нально амплитуде потокосцепления 4Fm, то выражение
(7-8) является уравнением результирующей кривой S
(рис. 7-3). Продифференцировав (7-8) по и прирав-
няв к нулю, находим условия экстремума функции 1т—
==1(^Гт) J
I У&2
+ -4 К + - “М = °> (7-9)
27А2 L5? I
откуда
ч/л-2 од2 г г\
(7-9а)
Из выражения (7-9а) может быть получена амплиту-
да потокосцепления, а следовательно, и выходное напря-
жение, при которой происходит наступление и исчезнове-
ние феррорезонанса. Для этого необходимо, чтобы урав-
нение (7-9) имело два положительных действительных
корня, определяющих максимум и минимум функции
7m=f(4fm). Поэтому обязательным условием наличия
феррорезонанса в блоке питания является следующее:
®2С>^. (7-10),
Физически коэффициент k> представляет собой вели-
чину, обратную линейной части индуктивности 1/£Лин,
если k2—Q. Тогда (7-10) можно преобразовать следую-
щим образом:
• ©О-4-,
йЖлИН
т. е. начальная часть кривой 2 на рис. 7-3 должна лежать
выше прямой 1.
407
Подставляя оба положительных корня уравнения
(7-9) в (7-8), можно найти по параметрам элементов
блока (С, R, ki, k2) токи наступления и исчезновения
феррорезонанса.
Как указывалось выше, критерием правильности рас-
чета БПТ является равенство токов наступления и исчез-
новения феррезонанса при минимальном сопротивлении
/?п. Это значит, что уравнение (7-9) должно иметь один
положительный действительный корень. Для этого необ-
ходимо, чтобы второе подкоренное выражение в (7-9а)
равнялось нулю, откуда
(oi2C — k1) = V3<f>/R.
При этом значение амплитуды потокосцепления, по
которому может быть вычислено выходное напряжение,
равно:
пг -| [ 8 ю2С k\
т V 9
Блоки питания и заряда конденсаторов БПЗ. Наи-
большая мощность от источников питания потребляется
кратковременно во время работы электромагнитов от-
ключения выключателей. Поэтому в ряде случаев оказы-
вается целесообразным вместо мощного блока питания
для работы электромагнитов отключения использовать
энергию предварительно заряженного блока конденса-
торов (БК), а питание оперативных цепей защиты произ-
водить от блока питания меньшей мощности, который
может также использоваться и для заряда блока конден-
саторов, т. е. устройства БПЗ могут использоваться и как
блоки питания, и как зарядные устройства. Устройства
БПЗ выполняются либо нестабилизированными анало-
гично блокам питания БПН, либо стабилизированными
аналогично блокам питания БПТ.
Значение емкости и напряжение заряда конденсато-
ров должны быть такими, чтобы:
энергия конденсаторов превышала энергию, требу-
емую для срабатывания электромагнита отключения;
напряжение конденсаторов было больше напряжения
срабатывания во всем промежутке времени сраба-
тывания электромагнита отключения. Увеличение напря-
жения заряда конденсаторов позволяет уменьшить их
408
емкость при неизменной энергии Wz=0,5 CU2, но значе-
ние напряжения заряда по условиям техники безопасно-
сти не должно превышать 400 В,
Для нестабилизированных устройств БПЗ согласно
[34] сложную кривую заряда конденсаторов от источни-
ка выпрямленного напряжения приближенно можно за-
менить экспонентой, постоянная времени которой при
двухполупериодном выпрямлении
Т = 2ДСзар,
где Сзар — заряжаемая емкость; Д — полное сопротивле-
ние цепи заряда.
При однополупериодном выпрямлении по сравнению
с двухполупериодным время заряда конденсаторов оди-
наковой емкости в 2 раза больше. Время заряда конден-
саторов в данном случае ограничивается мощностью
трансформатора БПЗ, сопротивлением в цепи заряда и
допустимым током выпрямителей.
Процесс заряда конденсаторов от токового устройст-
ва БПЗ с феррорезонансной стабилизацией происходит
как в блоке питания БПТ, показанном на рис. 7-1, где
вместо сопротивления нагрузки /?гг подключается заря-
жаемая емкость Сзар, происходит вынужденным выпрям-
ленным током. При этом согласно [37] приращение на-
пряжения на заряжаемой емкости в любой n-й полупе-
риод составит:
Да = W1
" л(14-а)пСзарш2 ’
где W[, w2 — число витков первичной и вторичной обмо-
ток трансформатора ПНТ в БПЗ; /вх—входной ток
БПЗ; Т — длительность периода входного тока; а=
= С/Сзар; С — емкость стабилизирующего конденсатора
во вторичной цепи трансформатора ПНТ; Сзар — емкость
заряжаемого конденсатора.
7-2. БЛОКИ ПИТАНИЯ СЕРИИ БП-11
Блоки серии БП-11 предназначены для питания це-
пей оперативного тока схем защиты, автоматики и уп-
равления в случаях, когда потребление этих цепей не
превышает 20 Вт в длительном режиме и 40 Вт в крат-
ковременном режиме. Блоки могут также использовать-
409
ся для питания полупроводниковых защит, в частности
защиты при замыканиях на землю ЗЗП-1, и устройства
сигнализации УСЗ-2/2.
В состав серии входят стабилизированный блок
БПТ-11, подключаемый к трансформаторам тока, и не-
сгабилизированные блоки БПН-11/1 и БПН-11/2, под-
ключаемые к измерительным трансформаторам напря-
жения или к трансформаторам собственных нужд.
Рйс. 7-6 Принципиальная схема бло-
ка БПТ-11.
Блок БПТ-11 (рис. 7-6) состоит из промежуточного
насыщающегося трансформатора тока ПНТ, конденсато-
ра С, образующего с ветвью намагничивания ПНТ фер-
рорезонансный контур, и выпрямительного моста ВМ.
Две одинаковые первичные обмотки и имеют
отводы, позволяющие ступенчато изменять ток наступ-
ления феррорезонанса. Если вторичные обмотки транс-
форматоров тока соединены в звезду, то обмотки и
блока используются раздельно в двух разных фазах.
Если блок БПТ-11 включается на разность токов двух
трансформаторов тока, то для уменьшения тока наступ-
ления феррорезонанса обмотки Wi и Wi блока могут
соединяться последовательно. Вторичная обмотка w3 на-
мотана проводом большего диаметра, чем обмотка w2, и
используется для получения выходного напряжения
24 В При этом накладка 77 устанавливается в положе-
ние 7. Выходное напряжение ПО В получается при ис-
пользовании обмотки w3 совместно с частью обмотки w2
при установлении накладки П в положение II. Конден-
сатор блока подключается к последовательно соединен-
ным обмоткам и w3 на более высокое напряжение,
чем выпрямитель. Такое включение позволяет снизить
требуемое для получения феррорезонанса значение ем-
440
кости и габариты конденсатора. В этом случае мини-
мальное значение емкости определяется значением рабо-
чего напряжения конденсаторов.
Для компенсации возможного отклонения емкости на
±10% и технологического разброса характеристик ста-
ли сердечника ПНТ обмотка имеет дополнительные
отводы, с помощью которых в небольших пределах мо-
жет регулироваться ток наступления феррорезонанса.
Технические данные
Магнитодвижущая сила, соответствующая наступлению ферро-
резонанса, равна 225±23 А.
Номинальная частота 50 Гц.
Номинальное выходное напряжение 24 или НО В.
Выходное напряжение при входном токе, равном 2,4 тока на-
ступления феррорезонанса, соответствует данным табл. 7-1.
Таблица 1-1
Номинальное напряжение, В Сопротивление нагрузки, Ом Выходное напря- жение, В
но оо 600 Не более 118 Не менее 92
24 00 Не более 27
- 30 Не менее 20
В длительном режиме работы блок выдерживает прохождение
через все витки последовательно соединенных первичных обмоток
тока 9,5 А при токе нагрузки, яе превышающем 0,2А для номи-
нального напряжения НО В и 0,35 А для номинального напряжения
24 В.
В течение 3 с блок выдерживает прохождение через все витки
последовательно соединенных первичных обмоток тока 75 А при
сопротивлении нагрузки, равном не менее 200 Ом для номинального
напряжения ПО В и 10 Ом для номинального напряжения 24 В.
Масса блока не превышает 2,5 кг.
Габариты блока приведены на рис. П1-8.
На рис. 7-7 приведены входные вольт-амперные
характеристики при пропускании тока через одну из пер-
вичных обмоток и отсутствии нагрузки блока Зависи-
мость м.д. с. первичных обмоток от сопротивления на-
грузки прн постоянных значениях выходного напряже-
411
ния показана на рис. 7-8, а на рис. 7-9 дана зависимость
выходного напряжения от входного тока, проходящего
через все витки последовательно соединенных первич-
ных обмоток.
Рис. 7-7. Входные вольт-ампер-
ные характеристики блока
БПТ-11 на х х.
Z —Wi=45 витков; 2— Wi=30 вит-
ков, 3 — a)t=23 витка.
9
Технические данные элементов блока приведены в
табл. 7-2.
Таблица 7-2
Обозначение в схеме на рис 7-6 Технические данные
ПНТ Kij =ffi/j=45* (ПСД-1,68) с отводами от 23 и 30 витков, и>2=1570* (ПЭВ-2/0,35) с отводами от 60, 120 и 710 витков, а>3 = 260* (ПЭВ-2/0,49)
с МБГЧ — 250 В — 4 мкФ ± 10%
ВМ Диоды Д226, 4 шт.
* Число витков В скобках приведена марка провода.
Блоки БПН-11 (рис. 7-10) состоят из двух одинако-
вых независимых элементов, в каждый из которых вхо-
дит промежуточный трансформатор напряжения ТН и
выпрямительный мост ВМ. Блок БПН-11/1 с номиналь-
ным выходным напряжением ПО В и блок БПН-11/2 с
номинальным выходным напряжением 24 В имеют оди-
наковую принципиальную схему и отличаются друг от
412
а) 6)
Рис. 7-8. Зависимость м. д. с первичной обмотки блока БПТ-11 от
сопротивления нагрузки при постоянных значениях выходного
напряжения.
вых ^ном’ 2 ^вых-О-^ном
‘-''вых-О’^вам
а —ином=11° В; б-^иом^248’
3~£/вых=0-8И1ом;
Рис. 7-9. Зависимость выходного напряжения блока БПТ-11 от вход-
ного тока, проходящего через все витки последовательно включен-
ных первичных обмоток.
a-yHOM = 24B; б-иВХ.ном = 110В- ^-Ян=оо;
R„ = 600 Ом.
2 — Нн = 30 Ом; 4 —
друга только обмоточными данными вторичной обмотки
трансформатора ТН и количеством диодов в плече вы-
прямительного моста. При включении каждого элемен-
та блока в сеть с номинальным напряжением 127, ПО
или 100 В секции первичных обмоток элементов w\ и
413
соединяются параллельно, а выпрямительные мосты под-
ключаются к отводам вторичных обмоток II и VI, III и
VII или IV и VIII соответственно. Соединив последова-
Рис. 7-10. Принципиальная схема
блока БПН-11.
тельно секции первичных обмоток, номинальное значе-
ние входного напряжения можно увеличить в 2 раза.
Рис, 7-11. Трехфазная мосто-
вая схема выпрямления, полу-
чаемая с помощью блока
БПН-11.
Элементы блока могут
использоваться как неза-
висимо друг от друга,
так и совместно. При па-
раллельном соединении
элементов со стороны пе-
ременного и выпрямлен-
ного напряжения отда-
ваемая мощность блока в
2 раза больше отдава-
емой мощности отдельно-
го элемента. Соединив
последовательно выходы
выпрямительных мостов
каждого элемента, можно
получить номинальное
выходное напряжение
220 В для блока
БПН-11/1 или 48 В для блока БПН-11/2.
Включая элементы блока по схеме открытого тре-
угольника на два разных линейных напряжения и уста-
новив накладку ПЗ, получаем выходное напряжение, со-
ответствующее трехфазной мостовой схеме (рис, 7-11),
414
в которой два плеча образуют диоды Д1—Д2 моста ВЛ4,
и диоды Д7—Д8 моста ВМ2, а третье плечо образуют два
параллельно включенных плеча ДЗ—Д4 моста ВМХ и
Д5—Д6 моста ВМ,. При такой схеме включения пульса-
ции выходного напряжения меньше, а среднее значение
больше. Для того чтобы уровень выходного напряжения
оставался таким же, как и при однофазной двухполупе-
риодной мостовой схеме выпрямления, у вторичных об-
моток трансформаторов TH сделаны отводы 1 и К
Технические данные
Номинальное входное напряжение реле равно 100, 110 или
127 В
Номинальная частота 50 Гц.
Номинальное выходное напряжение БПН-11/1 равно ПО В,
БПН-11/2 —24 В,
Выходное напряжение блока при параллельной работе элемен-
тов на входе и выходе соответствует данным табл. 7’-3.
Таблица 7-3
Блок Входное напряжение, %• Сопротивление нагрузки, Ом Выходное напряжение, В
БПН-11/1 110 сю Не более 140
85 200 Не менее 80
БПН-Ц/2 110 оо Не более 31
85 10 Не менее 17,5
* По отношению к
При питании блока симметричным трехфазным напряжением
ПО В и включении блока по схеме открытого треугольника с ис-
пользованием минимального числа витков вторичных обмоток TH
(накладки П1 и П2 в положении I и V) выходное напряжение бло-
ка соответствует данным табл. 7-4.
В длительном режиме работы блок выдерживает входное на-
пряжение, равное 110% UB0M, при токе нагрузки не более 0,15 А
для БПН-11/1 и 0,5 А для БПН-11/2.
Мощность, потребляемая каждым элементом блока, в режиме
х. х при <7ях Яом=100 В (или НО В) не превышает 9 В-А, а при
шл:=127 В не превышает 12 В-А.
Масса блока не превышает 3,5 кг.
Габариты блока приведены иа рис. П1-8.
М5
Таблица 7-4
6)
Рис. 7-12. Зависимость входного напряжения от сопротивления на-
грузкй при постоянных значениях выходного напряжения для отдель-
ных элементов блока БПН-11/1
“-С/вх.ном = 127В' б-^хном^^Ов. '~Ц,ЫХ =
~ ^вых.ном’ 2 ^вых ~ ^^^вых-иом* 3 ^вых 0,в^вых<ном' 4 ^вых
= 0,7С/вых-ном'
416
На рис. 7-12 показана зависимость входного напря-
жения от сопротивления нагрузки при постоянных зна-
чениях выходного напряжения для отдельных элементов
блока БПН-11/1. На рис. 7-13 показана аналогичная
Рис. 7-13 Зависимость входно-
го напряжения от сопротивле-
ния нагрузки при постоянных
значениях выходного напряже-
ния для параллельного соеди-
нения элементов блока
БПН 11/1 на входе и выходе
при Пвхном—100 В
1 ~ ^вых = ^вых-воы’ 2 ^вых =,
— 0>9Пвых яо1д, 3 — 1/вых = 0,8 X"
К ^ВЫХ НОМ' 4 — ^ВЫХ — 0,7 х
у ТТ
Л вых.ном
характеристика при параллельном соединении элемен-
тов на входе и выходе, а на рис. 7-14 — при включении
элементов блока по схеме открытого треугольника (на-
кладки П1 и П2 в положении I и V). Такие же характе-
рно 7-14 Зависимость входно-
го напряжения от сопротивле-
ния нагрузки при постоянных
значениях выходного напряже-
ния и включении элементов
блока БПН-11/1 по схеме от-
крытого треугольника.
1 „вых Цвых ном' „2 С,'вых —
°’ ^вых ном’ J ~ ^вых — °-8 Я
у тт 4 _ тт _____
Л ВЫХ.НОМ’ вых —
= 0,717
’ вых ном
ристики для блока БПН-11/2 можно получить из
рис. 7-12—7-14, уменьшив сопротивление нагрузки в
21 раз. Технические данные элементов блока приведены
в табл. 7-5.
27—505
417
Таблица 7-5
Блок Обозначение по схеме на рнс. 7-10 Технические данные
БПН-11/1 THlt ТН3 Л»'=а>, =830* (ПЭВ-2/0,25), а/2= 1190* (ПЭВ-2/0,31) с отво- дами 700, 940, 1080 витков
BMlt вм3 Диоды Д226, 8 шт. (по 2 последовательно в каждом плече)
БПН-11/2 THlt тн3 И/J =au'j =830* (ПЭВ-2/0,25), ш2=260* (ПЭВ-2/08) с отводами от 170, 205, 235 вит- ков
вм1г вм3 Диоды Д226, 4 шт.
* Число витков. В скобках приведена марка провода.
7-3. УСТРОЙСТВА ПИТАНИЯ СЕРИИ БПЗ-400 И БЛОКИ
КОНДЕНСАТОРОВ БК-400
Устройства серии БПЗ-400 предназначены для пита-
ния цепей оперативного тока схем релейной защиты,
автоматики и управления в тех случаях, когда потреб-
ление этих цепей не превышает 100 Вт в длительном
режиме и 200 Вт в кратковременном режиме, или для за-
ряда конденсаторов (блоков конденсаторов БК-400 и
др.), энергия которых используется для приведения в
действие электромагнитов отключения выключателей.
В эту серию входит стабилизированное устройство
' БПЗ-402, подключаемое к трансформаторам тока, и
нестабилизированное устройство БПЗ-401, подключаемое
к измерительным трансформаторам напряжения или к
’трансформаторам собственных нужд. При этом подклю-
чении у измерительных трансформаторов тока и напря-
жения может появиться большая погрешность, и они
становятся непригодными для измерительных целей.
418
Устройство БПЗ-401 заменяет ранее выпускавшийся
блок питания БПН-101/1 и зарядное устройство УЗ-401,
а устройство БПЗ-402 — блоки питания БПТ-101/2 и
БПТ-101/3. Кроме того, устройство БПЗ-402 в режиме
заряда представляет собой новый тип зарядного уст-
ройства, включаемое в цепь трансформаторов тока. Ста-
билизация выходного и зарядного напряжения этого уст-
ройства осуществляется так же, как у блоков БПТ бла-
годаря насыщению промежуточного трансформатора
ПНТ и конденсатору С, образующему с ветвью намаг-
ничивания ПНТ феррорезонансный контур. Устройство
БПЗ-401 так же, как и блоки БПН, выполнено без ста-
билизации выходного и зарядного напряжения.
Все технические характеристики устройств БПЗ-400
гарантируются для использования их или только в ка-
честве блока питания, или только в качестве зарядного
устройства. Одновременное использование устройства
БПЗ-400 в качестве зарядного устройства и блока пи-
тания оперативных цепей возможно при соответствую-
щем подборе нагрузки, так как напряжение оперативных
цепей и напряжение заряда конденсатора взаимосвяза-
ны. При этом следует также принимать специальные
меры (выдержку времени при возврате выходных реле
Защиты, включение удерживающих обмоток выходных
реле в цепь электромагнита отключения выключателя
и др.) для обеспечения надежной работы релейной за-
щиты при кратковременном снижении оперативного
напряжения во время разряда или заряда конденса-
торов.
Устройство БПЗ-402 (рис. 7-15) состоит из промежу-
точного насыщающего трансформатора тока ПНТ, кон-
денсатора С, выпрямительного моста Д1—Д8, раздели-
тельных диодов Д9 и ДЮ и токоограничивающего рези-
стора R. Переключение двух одинаковых секций
первичной обмотки w[ и да, с последовательного соеди-
нения на параллельное позволяет увеличивать ток на-
ступления феррорезонанса в 2 раза. Наличие отводов
в каждой секции дополнительно позволяет изменять сту-
пенчато этот ток. Подключая накладкой П1 конденса-
тор С к отводам I, II или III вторичной обмотки ПНТ,
можно изменить в небольших пределах ток наступления
феррорезонанса. При установке накладки П2 в положе-
ние VI номинальное значение выходного напряжения
равно ПО В, а в положение III — 220 В. Отводы III, IV
27'
419
и V предназначены для получения требуемого значения
напряжения заряда конденсаторов.
Оперативные цепи релейной защиты подключаются
на выводы 9 и 10, а заряжаемые конденсаторы на выво-
ды 10 и 8 или 10 и 7. При подключении конденсаторов на
выводы 10 и 7 время заряда конденсаторов увеличивает-
ЛНТ
Рис. 7-15. Принципиальная схема устройства БПЗ-402.
ся из-за наличия в цепи заряда резистора /?. Диоды Д9
и ДЮ предотвращают разряд заряженных конденсато-
ров при исчезновении или понижении напряжения пита-
ния.
Технические данные
Магнитодвижущая сила, соответствующая наступлению ферро-
резонанса, равна 1020+100 А.
Номинальная частота 50 Гц.
Номинальное выходное напряжение равно ПО или 220 В.
Выходное напряжение при входном токе, равном 1,25 /фР (тока
наступления феррорезонанса), соответствует данным табл. 7-6.
В длительном режиме работы блок выдерживает:
до наступления феррорезонанса на х. х. прохождение тока, не
превышающего ток наступления феррорезонанса;
после наступления феррорезонанса на х. х. и при нагрузке
130 Ом для (7ном=Н0 В и 520 Ом для (7Ном=220 В прохождение
тока при м д. с. первичной обмотки 550 А.
В течение 5 с блок выдерживает прохождение через все витки
последовательно соединенных первичных обмоток тока 75 А при
сопротивлении нагрузки 50 Ом для номинального напряжения
ПО В и 200 Ом для номинального напряжения 220 В.
420
Таблица 7-6
4 Номинальное напряжение, В Сопротивление нагрузки, Ом Выходное напряжение, В
по оо 50 Не более 130 Не менее 95
220 со 200 Не более 260 Не менее 190
Напряжение заряда конденсаторов при входном токе, в 3 раза
превышающем ток наступления феррорезонанса, 400+20 В.
Рис. 7-16. Входные вольт-ам-
перные характеристики устрой-
ства БПЗ-402 на х. х.
I— Wi —220 витков, 2 — Ш1 = 170 вит-
ков; 3— аУ1 = 12О витков.
Время зарядов конденсаторов 200 мкФ до 0,8 установившегося
значения напряжения не превышает 70 мс.
Масса устройства не превышает 9,6 кг.
Габариты устройства приведены на рис. П1-17.
На рис. 7-16 показаны входные вольт-амперные ха-
рактеристики устройства нН х. х. На рис. 7-17 приведена
Рис. 7-17. Зависимость выход-
ного напряжения устройства
БПЗ-402 от входного тока на
х х. для номинального выход-
ного напряжения 220 В и по-
следовательного соединения
всех витков первичной обмотки.
421
зависимость выходного напряжения от входного тока
для номинального выходного напряжения 220 В и после-
довательного соединения всех витков первичной обмот-
ки. На рис. 7-18 дана зависимость м. д. с. первичных
обмоток от сопротивления нагрузки при постоянных
Рис. 7-19. Зависимость напря-
жения заряда конденсаторов
от м д с первичной обмотки
при отсутствии нагрузки уст-
ройства БПЗ-402.
1 — 0)2=825 витков, 2—ш2=800 вит-
ков; 5—0'2=750 витков
Рис. 7-18. Зависимость м.д. с,
первичной обмотки устройства
БПЗ-402 от сопротивления на-
грузки при постоянных значе-
ниях ПвЫХ ДЛЯ (/вых HQM===
= 220 В.
1 вых ~ 1ЮМ’ 2 ^вых 0’8^
х Июм’ 3 ~ ~ 0,73Уном’
значениях выходного напряжения. Зависимость для вы-
ходного напряжения, равного 0,9t/HOM, совпадает с кри-
вой 1 на рис. 7-18, так как при плавном увеличении вход-
ного тока выходное напряжение увеличивается скачком
до значения, равного или большего номинального. За-
висимость напряжения заряда конденсаторов от м. д. с.
первичных обмоток при отсутствии нагрузки показана на
рис. 7-19. Технические данные элементов устройства при-
ведены в табл. 7-7.
Устройство БПЗ-401 (рис. 7-20) состоит из проме-
жуточного трансформатора напряжения TH, конденса-
торов Ci и С2, выпрямительного моста Д1—Д8, диодов
Д9 и ДЮ, поляризованного реле РП и резистора R.
При включении устройства в сеть с номинальным
напряжением 127 В, НО В или 100 В секции первичных
422
Таблица Т-7
Обозначение в схеме на рис. 7 15 Технические данные
пнт ©I = =110* (ПСД-1,68) с отводами от 60 и 85 витков, гю = 825“ (ПЭВ-2/1,45) с отводами от 380, 720, 730, 750, 800 витков
с МБГЧ — 250 В — (4 мкФХб)±10%
Д1—Д10 Диоды Д202М
R. Резистор ПЭВ-15 — 825 Ом±Ю%
* Число витков В скобках приведена марка провода.
обмоток к>1 и Wj соединяются параллельно, а накладки
777 и П2 устанавливаются соответственно в положение /,
IV или VI. Отводы II, III и V от вторичной обмотки по-
зволяют устанавливать
необходимый уровень
выходного напряжения
при отклонении вход-
ного напряжения от
номинального значе-
ния. Соединяя секции
первичной и вторичной
обмоток последова-
тельно или параллель-
но, поминальное значе-
ние входного и выход-
ного напряжения мож-
но изменять в два ра-
за. Напряжение за-
ряда конденсаторов
400±20 В получается
входного напряжения
нии секций вторичной
Рис. 7-20 Принципиальная схема
устройства БПЗ-401.
при номинальном значении
и последовательном соедине-
обмотки. Вывод одного полюса
вторичной обмотки на зажим 5 позволяет выполнить на
двух устройствах БПЗ-401 так же, как на двух элемен-
тах блока БПН-11, трехфазную мостовую схему выпрям-
ления, включая их на разные линейные напряжения.
423
Конденсатор Ci предназначен для защиты диодов от
кратковременных перенапряжений, возникающих в цепи
переменного тока. Оперативные цепи релейной защиты
включаются на выводы 7 и 10, а заряжаемые конденсато-
ры на выводы б и 10. Диоды Д9 и ДЮ предотвращают
разряд заряженных конденсаторов при исчезновении или
понижении напряжения питания. Реле РП (поляризо-
ванное реле РП-7) служит для сигнализации при исчез-
новении напряжения питания. Резистор R и конденса-
тор С2 уменьшают переменную составляющую тока, про-
кодящего по обмотке реле РП.
Технические данные
- Номинальное входное напряжение составляет 108, 110 127 и
220 В
Номинальная частота 50 Гц.
Номинальное выходное напряжение равно 110, 220 В,
Выходное напряжение при номинальном значении входного
напряжения соответствует данным табл. 7-8,
" Таблица 7-8
и . в вых-ном’ Rg. ОМ "вьв- В
110 оо 50 Не более 130 Не менее 95
220 ОО 200 Не более 260 Не менее 190
, В длительном режиме работы блок выдерживает t/BX = 110%
£7Вш) при Лн^150 Ом для Utt Ы X ком ПО В; Ли^600 Ом для
^7вых ном=220 В
В течение 5 с блок допускает подключение /?н^50 Ом для
47в ЫХ НОМ — НО В, /?и'^г200 Ом для Г7ВЫХ. ном — 220 В
Мощность, потребляемая блоком при 7/вх ном, не превышает:
в режиме х х для Z7Bblx ном = 110 В — а В-А; для 7/вых. П1)м=
=220 В — 20 В-А,
при сопротивлении нагрузки для Длительного режима рабо-
ты — 200 В • А;
при сопротивлении нагрузки для кратковременного режима —
400 В-А
Напряжение заряда конденсаторов при UBX НоМ=400±2® В.
Время заряда конденсаторов 200 мкФ до 0,8 установившегося
значения напряжения не превышает 70 мс
Масса устройства не превышает 8,8 кг.
Габариты блока приведены на рис. П1-17.
424
Зависимость Uax устройства от /?н при постоянном
значении £7вых для параллельного соединения секций
первичной и вторичной обмоток приведена на рис. 7-21.
Для последовательного соединения секций первичной
обмотки приведенное на рис. 7-21, должно быть
увеличено в 2 раза, а для последовательного соединения
Рис. 7-21. Зависимость входного напряжения устройства БПЗ-401 от
сопрвтивления нагрузки при постоянных значениях выходного напря-
жения для параллельного соединения секций первичной и вторичной
обмоток.
"ТЛ» 127«' ^-^.ном'ИОВ. *-^х.НоМ = 1мв; *-"вых =
= вых-ном’ ^ВЫХ ®,9^ВЫХ НОМ’ 3 ^ВЫХ ^'вых.иом’’ 4 ^вых “
~ ^ВЫХ.НОМ’
секций вторичной обмотки должно быть увеличено в
4 раза.
На рис. 7-22 показана зависимость напряжения заря-
да конденсатора от £/'нх устройства.
Технические данные элементов устройства приведены
в табл. 7-9.
Блоки конденсаторов серии БК-400 (рис. 7-23) ис-
пользуются совместно с устройствами БПЗ-400 и явля-
ются накопителями электрической энергии, которая ис-
пользуется для приведения в действие отключающих
катушек выключателей
425
ройства БПЗ-401.
а— «„ = 480 Ом; б—«„ = 320 Ом; в — «„ = 160 Ом; 1 — „„„ = 100 В; 2—
И _ *1 Н Вл* ним
3-<4Х.1ЮМ = 127В-
Таблица 7-9
Обозначение в схеме на рис 7-20 Технические данные
тн ш'=и>"=850* (ПЭВ-2/0,8) Ш2=г»2 =1200'’ (ПЭВ-2/0,69) отводы от 950, 1000 21050^ 1100, 1150 витков
Д1-Д10 Диоды КД-202М
R Резистор МЛ Т-2— 180 кОм±10%
РП . Поляризованное реле РП-7, w—29 000* (ПЭЛ-0,06), ^=8600 Ом
Ся МБГП — 200 В — 1 мкФ±10%
Сг МБГЧ — 500 В - 0,25 мкФ ± 10%
* Число витков В скобках указана марка жровода.
426
Блок конденсаторов БК-400 состоит из разделитель-
ных диодов Д1 и Д2 типа Д226Б и конденсаторов типа
МБГП, 10 мкФ±10%, 400 В. Емкость конденсаторов
БК-401 равна 40 мкФ, блока БК-402 — 80 мкФ, блока
БК-403 — 200 мкФ. Конден-
саторы и диоды скомплек-
тованы в одном корпусе. Га-
бариты блока приведены на
рис. Ш-20.
Блоки конденсаторов
позволяют использовать их
как в схеме с диодным, так
и с контактным разделени-
ем цепей в зависимости от
Рис. 7-23. Принципиальная
схема блока конденсаторов
БК-400.
принципиальной схемы за-
щиты (рис. 7-24). При замы-
кании контактов (ЛРЗ) устройств защиты одного из
присоединений через катушку выключателя этого присое-
динения проходит ток разряда конденсаторов, установ-
Рис. 7-24. Схема включения блоков БК-400.
а —' с диодным разделением цепей; б — с контактным разделением цепей.
ленных только для этого присоединения. Разряд других
конденсаторов предотвращается либо размыканием раз-
мыкающего контакта (7Р31) устройств релейной защи-
ты, либо благодаря диодам, установленным в блоке
БК-400.
427
7-4. БЛОКИ ПИТАНИЯ СЕРИИ БП-101
Блоки серии БП-101 предназначены для питания це-
пей оперативного тока схем защиты, автоматики и уп-
равления в тех случаях, когда потребление этих цепей не
превышает 100 Вт в длительном режиме и 200 Вт в крат-
ковременном режиме.
Рис. 7-25. Принципиальная схем® блока БПТ-101.
Эта серия состоит из стабилизированных блоков
БПТ-101/2 и БПТ-101/4, подключаемых к трансформа-
торам тока, и нестабилизированного блока БПН-101/2,
подключаемого к измерительным трансформаторам на-
пряжения или трансформаторам собственных нужд. При
этом у измерительных трансформаторов тока и напряже-
ния может появиться большая погрешность и они стано-
вятся непригодными для измерительных целей.
Блоки БПТ-101 (рис. 7-25) состоят из промежуточно-
го насыщающегося трансформатора тока ПНТ, конден-
сатора С, образующего с ветвью намагничивания ПНТ
феррорезонансный контур, и выпрямительного моста ВМ.
Отводы от первичной обмотки tep позволяют ступенчато
изменять ток наступления феррорезонанса. Подключая
конденсатор С к отводам вторичной обмотки I, II или
III, можно в небольших пределах изменять ток наступ-
ления феррорезонанса. Необходимый уровень выходного
напряжения обеспечивается подключением выпрямитель-
ного моста К отводам II—V ИЛИ III—V ДЛЯ Ином — 48 В и
к отводам V—IV или III—IV для 67Ном=24 В.
428
Блоки БПТ-101/2 и БПТ-101/4 имеют одинаковую'
принципиальную схему и отличаются друг от друга диа-
метром провода и числом витков первичной обмотки
трансформатора ПНТ, т. е. имеют разные значения тока
наступления феррорезонанса и разную термическую
стойкость.
Технические данные
Магнитодвижущая сила, соответствующая наступлению ферро-
резонанса, составляет 1020+50 А.
Номинальная частота 50 Гц.
Номинальное выходное напряжение равно 24 или 48 В.
Выходное напряжение при м. д. с. первичной обмотки, равной
1250 А, соответствует данным табл. 7-10.
Таблица 7-КТ
Блок Оном» В *н, Ом "вых, В
БПТ-101/2 24 СО 3,5 Не более 31 Не менее 20
48 оо 14 Не более 62 Не менее 40
БПТ-101/4 24 ОО 2,5 Не более 31 Не менее 20
48 ОО 10 Не более 62 Не менее 40
В длительном режиме работы блок выдерживает:
до наступления феррорезонанса на х. х. ток, не превышающий"
ток наступления феррорезонанса;
после наступления феррорезонанса на х. х. и при ра^10 Ом
для £7Вом=24 В н Рн^=40 Ом для Пном=48 В ток при м. д. с. пер-
вичной обмотки, равной 550 А.
В течение 5 с блок БПТ-101/2 выдерживает прохождение через
все витки первичной обмоткн тока 75 А, а блок БПТ-101/4 — тока
100 А прн Рн, указанном в табл. 7-10.
Масса блока не превышает 8 кг.
Габариты блока приведены на рис. П1-18.
Технические данные элементов блока БПТ-101, опре-
деляющих его характеристики, такие же, как у устройст-
ва БПЗ-402. Поэтому входные вольт-амперные характе-
ристики блока БПТ-101 совпадают с кривыми, приведен-
420
ными на рис. 7-16. По этим кривым можно построить
входную характеристику блока для любого числа витков
первичной обмотки. Зависимость выходного напряжения
от входного тока на х. х. также может быть получена по
кривой, приведенной на рис. 7-17, если изменить для
каждой точки кривой значение тока пропорционально
числу витков первичной обмотки, а значение напряже-
ния — пропорционально числу витков вторичной обмот-
ки, к которым подключен выпрямительный мост. Если на
рис. 7-18 уменьшить значение сопротивления в 20 раз,
то можно получить зависимость м. д. с. первичных обмо-
ток от 7?н блока БПТ-101 для £/вых.ном=48 В. Для
U вых.ном =24 В необходимо уменьшить в 80 раз.
Технические данные элементов блока приведены в
табл. 7-11.
Габмща 7-11
Блок Обозначение по схеме Технические данные
БПТ-101/2 пн т ©1=220* (ПСД-1,68) с отводами от 130 и 175 витков, ©2=750* (ПЭВ-2/1,45) с отво- дами от 550, 640, 720 и 730 витков
БПТ-101/4 ПНТ ©1 = 100* (ПСД-2,44) с отводами от 50 и 75 витков, ©2 = 750* (ПЭВ-2/1,45) с отвода- ми от 550, 640, 720 и 730 витков
БПТ-101/2 с МБГЧ, 4 мкФХ6±10%, 250 В
БПТ-101/4 ВМ Диоды Д215, 4 шт.
* Число витков. В скобках приведена марка провода.
Блок питания БПН-101/2 (рис. 7-26) состоит из про-
межуточного трансформатора напряжения TH, выпрями-
тельного моста ВМ, конденсатора С для защиты диодов
от перенапряжения и предохранителя 17 для защиты
блока от к. з. в цепях оперативного тока.
430
Переключением секций вторичной обмотки TH с па-
раллельного соединения на последовательное можно из-
менять t/вых ном с 24 В на 48 В, Для включения блока в
сеть с напряжением НО или 220 В также предусмотрена
возможность параллельного или последовательного сое-
динения секций первичной обмотки. Отводы от вторич-
ной обмотки позволяют поддерживать уровень t/вых
Рис. 7-26. Принципиальная схема блока БПН-101/2.
неизменным при включении блока в сеть с t/H0M 100 и
127 В.
Вывод одного полюса вторичной обмотки на зажим 3
позволяет выполнить на двух блоках БПН-101, также
как на двух элементах блока БПН-11, трехфазную мос-
товую схему выпрямления при включении их на разные
линейные напряжения.
Технические данные
Номинальное входное напряжение равно 100, 110, 12/, 220 В.
Номинальная частота 50 Гц.
Номинальное выходное напряжение 24 или 48 Ь.
Выходное напряжение блока при номинальном значении вход-
ного напряжения соответствует данным табл. 7-12.
В длительном режиме работы блок выдерживает t/BX=U0°/o
ном При Лн^5 Ом ДЛЯ Uвыл. НОМ------ 24 В й Rh^SO Ом для
t7fibIX.HOM = 48 В.
В течение 5 с блок допускает подключение Ом для
нем 24 В и /?п>10 Ом ДЛЯ Ubus. bom — 48 В.
431
Таблица 7-12
и В вых- ном, *H, Ом ^вых, В
СО Не более 31
24 2,5 Не менее 20
СО Не более 62
48 10 Не менее 40
Мощность, потребляемая блоком при £/вх. ном, не превышает
5 В-А в режиме х. х.; 350 В-А при /?н, указанном для кратковре-
менного режима.
Масса блока не превышает 5,5 кг.
Габариты блока приведены на рис. П1-18.
Так как технические данные элементов блока
БПН-101, определяющих его характеристики, такие же,
как у устройства БПЗ-401, то зависимость С7ВХ=f(RH) при
иВых~const может быть получена по кривым, приведен-
ным на рис. 7-21,6. Для 17вых.ном=24 В значения RH,
приведенные на рис. 7-21,6 необходимо уменьшить в 20
раз, а для напряжения 48 В — в 5 раз.
Технические данные элементов блока приведены в
табл. 7-13.
Таблица 7-13
Обозначение в схеме на рис. 7-26 Технические данные
- тн ю' = ш'=850* (ПЭВ-2/0,8) W2~WS =268* (ПЭВ-2/1,45) с отводами от 210 и 242 витков
ВМ Диоды Д215, 4 шт/
с МБГП — 200 В — 1 мкФ±10Ч
п Предохранитель СП-10 или СП-5 для выходного напряжения 24 или 48 В
• Число витков. В скобках указана марка провода.
432
7-5. БЛОКИ ПИТАНИЯ СЕРИИ БП-1002
Блоки питания серии БП-1002 предназначены для
питания цепей оперативного тока схем релейной защиты,
автоматики и управления в тех случаях, когда потребле-
ние этих цепей не превышает 800 Вт в длительном режи-
ме и 1500 Вт в кратковременном режиме.
Рис. 7-27. Принципиальная схема блока БПТ-1002.
В эту серию входит стабилизированный блок
БПТ-1002, подключаемый к трансформаторам тока, и
нестабилизированный блок БПН-1002, подключаемый к
измерительным трансформаторам напряжения или к
трансформаторам собственных нужд. При этом подклю-
чении у измерительных трансформаторов тока и напря-
жения появляется большая погрешность, и они становят-
ся непригодными для целей измерения.
Блок БПТ-1002 (рис. 7-27) состоит из промежуточно-
го насыщающегося трансформатора тока ПНТ, дроссе-
ля Др, конденсатора С и выпрямительного моста ВМ.
Несмотря на то что первичная и вторичная обмотки рас-
положены на различных стержнях, индуктивное сопро-
тивление рассеяния вторичной обмотки не удовлетворяет
выражению (7-1). Поэтому последовательно со вторич-
ной обмоткой ПНТ включается дроссель Др.
28-505 433
Первичная обмотка ПНТ выполнена секционирован-
ной. что позволяет, изменяя число витков от 12 до 200 и
ток наступления феррорезонанса от 4,2 до 70 А, включать
блок на различные типы трансформаторов тока. Отводы
III, IV, V от вторичной обмотки ПНТ и отводы II, III,
IV обмотки дросселя позволяют изменять в небольших
пределах ток наступления феррорезонанса. Для измене-
Рис. 7-28. Положение на-
кладок в цепи диодов блока
БПТ-1002 при номинальном
напряжении 110 В.
ных цепей, содержащих
включенных диода.
Каждый диод
ния (Увыхном с 220 на ПО В
надо переставлять накладку
П1 и ПЗ из положения II в
положение I. При этом на-
кладки в цепи диодов вы-
прямительного моста долж-
ны быть установлены так,
как показано на рис. 7-28.
При С/вых ном=220 В в каж-
дом плече выпрямительного
моста включено по четыре
последовательно включен-
ных диода, а при напряже-
нии ПО В каждое плечо
состоит из двух параллель-
но два последовательно
зашунтирован вы-
сокоомным резистором для равномерного распределения
обратного напряжения при их последовательном соеди-
нении.
Технические данные
Магнитодвижущая сила, соответствующая наступлению ферро-
резонанса, равна 840+100 А.
Номинальная частота 50 Гц
' Номинальное выходное напряжение НО, 220 В.
Выходное напряжение при прохождении тока 10 А через все
витки первичной обмотки соответствует данным табл. 7-14.
Таблица 7-14
^вых. пом, В «я, Ом и в вых»
по оо 10 Не более 130 Не менее 90
220 оо Не более 260
40 Не менее 180
434
В длительном режиме работы блок выдерживает:
до наступления феррорезонанса на х. х ток, не превышающий
ток наступления феррорезонанса;
после наступления феррорезонанса на х. х и при нагрузке
16 Ом для ивых ном=110 В и 64 Ом для £4ых ном=220 В про-
хождение тока 10 А через все витки первичной обмотки.
В течение 5 с блок выдерживает прохождение через все витки
первичной обмотки 50 А при /?н = 10 Ом для (Лых. ном — 110 В и
/?н=40 Ом для (7вых Ном = 220 В.
Масса блока не превышает 30 кг.
Габариты блока приведены на рис. П1-19.
На рис. 7-29 приведены входные вольт-амперные ха-
рактеристики блока при различных витках первичной'об-
мотки, а на рис. 7-30 приведена зависимость выходного
Рис. 7-29. Входные вольт-амперные характеристики блока БПТ-1002
на х х
1— sPp"200 витков; 2 — 101=175 витков; 3 — 0^=450 витков; 4 — 125 витков;
5 — a»i=100 витков; 6 — ayje75 витков, 7 — Ш1=50 витков
напряжения блока от м. д. с. первичной обмотки на х. х.
для (7вых.ноМ=220 В. Для (7Выхном = П0 В эта характе-
ристика идет ниже (значения Двых уменьшаются в 2 ра-
за). На рис. 7-31 показана зависимость м. д. с. первич-
28* 435
ной обмотки блока от сопротивления нагрузки при по-
стоянных значениях выходного напряжения для номи-
нального значения 110 В. При 0,ВЫХНОм=220 В значение
7?н на рис. 7-31 необходимо увеличить в 4 раза.
Рис 7-30 Зависимость выход-
ного напряжения блока
БПТ-1002 на х. х. от входного
тока, проходящего через все
витки первичной обмотки, при
ном=220 В.
Рис 7-31. Зависимость м д с пер-
вичной обмотки блока БПТ-1002
от Рн при £/вых = const для номи-
нального значения напряжения
НО В.
1 ^вых Уиом 2 ~ О-^ном;
3-^вых = °’№ноИ- 4-увых =
= 0-73£/во«-
Технические данные элементов блока приведены в
табл. 7-15.
Таблица 7-15
Обозначение в схеме на рис 7-27 Технические данные
ПНТ и'1=200* (ПСД-2,44) с отводами от 12, 25, 50, 100 витков w2=240* (ПСД-2,44) е отводами от 15, 21, 30 и 120 витков
Др w —130* (ПСД-2,26) с отводами от 60, ПО и 120 витков
с МБГЧ —250 В — (10 мкФХЮ)±Ю%
ВМ Диод Д243, 16 шт,- Резисторы МЛТ-2 — 30 кОм ± 10%, 16 шт.
* Число витков В скобках приведена марка провода.
436
Блок БПН-1002 (рис. 7-32) состоит из трехфазного
трехстержневого промежуточного трансформатора на-
пряжения TH, двух трехфазных выпрямительных мостов
BMi и ВМ2 и селеновых выпрямителей ССг и СС2.
Рис. 7-32. Принципиальная схема блока
БПН-1002.
Первичные обмотки каждой фазы состоят из двух
одинаковых секций, которые для изменения £/вх.ном со
ПО на 220 В могут переключаться с параллельного сое-
динения на последовательное. Предусмотрена также воз-
можность переключения первичных обмоток TH с тре-
угольника на звезду для изменения (7ВХ Ном с 220 на 380 В.
437
Рис. 7-33. Магнитопровод
трансформатора блока
БПН-1002.
При параллельном соединении секций первичных обмо-
ток и при соединении первичных обмоток в треугольник '
блок может включаться в сеть с 1/Иом=Ю0 и 127 В. Что-
бы при этом уровень выходного напряжения не изме-
нялся, от вторичных обмоток сделаны отводы. Вторич-
ные обмотки каждой фазы ТН состоят из двух одинако-
вых секций. Секции разных фаз соединяются в звезду
так, что образуют две группы электрически не связан-
ных обмоток, на каждую из
которых включается свой
трехфазный выпрямитель-
ный мост.
Каждое плечо выпрями-
тельного моста состоит из
двух последовательно сое- •
диненных диодов, зашунти-
рованных высокоомными
резисторами для выравни-
вания между диодами об-
ратного напряжения. При
параллельном соединении
выходов выпрямительных
МОСТОВ Пвых.ном—110 В, а
при последовательном соединении — 220 В. Для защиты
диодов выпрямительного моста от коммутационных пере-
напряжений на выходе мостов включены в обратном на-
правлении селеновые выпрямители СС\ и СС2, представ-
ляющие собой нелинейные резисторы, способные восста-
навливать свои свойства после пробоя.
Характерной особенностью блока БПН-1002, имею-
щего трехфазный трехстержневой трансформатор со
связанной магнитной системой, является неодинаковая
потребляемая мощность разных фаз на х. х. Это вызвано
несимметрией магнитной системы, неодинаковым маг-
нитным сопротивлением для магнитного потока разных
фаз (рис. 7-33). При одинаковом сечении стержней дли-
на пути магнитного потока фаз А и С больше, чем фа-
зы В. При симметричном трехфазном напряжении Йд +
+ ПВ _]-(7с=0, а следовательно, и Фа+Фв+Фс=0, что
при различном магнитном сопротивлении возможно
только при намагничивающем токе фаз А и С, большем,
чем фазы В. Ввиду малого значения тока х. х. уже при
небольшой нагрузке потребляемая мощность для различ-
ных фаз становится одинаковой.
438
Технические данные
Номинальное входное напряжение равно 100, НО, 127, 220
380 и 440 В.
Номинальная частота 50 Гц.
Номинальное выходное напряжение равно 110, 220 В.
Выходное напряжение блока соответствует данным табл. 7-16.
Таблица 7-16
и в вых. ном, ивх, %* ЯН(Ом иаь1х, в
по ПО 85 ОО 5 Не более 140 Не менее 80
220 110 85 "ОО 20 Не более 280 Не менее 160
* По отношению к ^ном-
В длительном режиме работы блок выдерживает 1/^=110 %
1/вх. иом при:
7?н>18 Ом для Unix. ном — НО В;
Ом для t/вых. ном = 220 В.
В течение 5 с блок допускает подключение:
Ом ДЛЯ t/вых, ном== 1 Ю Bj
7?н>20 Ом для t/вых. ном — 220 В.
Мощность, потребляемая блоком при номинальном входном
напряжении, не превышает-
в режиме х. х. 25 В-А/фазу;
при Ru, указанном для кратковременного режима,
1500 В-А/фазу.
Масса блока не превышает 30 кг.
Габариты блока приведены на рис. Ш-19.
На рис. 7-34 показана зависимость £/вх=НЯн) при
1/вых== const ДЛЯ Увых.ном— 110 В И Двх.ном== 100, 110 и
127 В. Для (7вых.ном=220 В значения /?и, приведенные на
рисунке, необходимо увеличить в 4 раза. Для ивх.ноч =
= 220, 380 В характеристики совпадают с характери-
стиками для Ubx.ho№— 1Ю В, если значения UDX увели-
чить соответственно в 2 и 2 ]/ 3 раз. Характеристика для
1Лх.ном=440 В также может быть получена из характе-
ристик для С7вх.ном= 127 В, если входное напряжение
увеличить в 2 У З раз.
Технические данные элементов блока приведены в
табл. 7-17.
439
Рис. 7-34. Зависимость симметричного входного напряжения блока
ВПН-1002 от 7?н при UBMx=const для номинального выходного на-
пряжения ПО В.
“-^.ном^В, <5-Увх ном ~ 110 В, “ ~ ^вх-ном = 100 В; =
“ ВЫХ.НОМ’ ВЫХ 0'®^ВЫХ.НОМ’ вых ®’®^вых.ном' ^вых
= 0,73С/вых ном.
Таблица 7-17
Обозначение в схеме на рис. 7-32 Технические данные
тн й>'= w =220* (ПЭВ-2/0,86) а/= w* =115* (ПЭВ-2/1,56) с отводами от 83, 95, 105 витков
BMi; ВМЛ Диоды Д243, 24 шт. Резисторы МЛТ-2 — 30 кОм±Ю%, 24 шт.
* Число витков. В скобках приведена марка провода.
7-6. ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВКА УСТРОЙСТВ ПИТАНИЯ
Проверка начинается с внешнего осмотра и затяж-
ки винтов.
440
Блоки БПН. На вход блока подается синусоидаль-
ное регулируемое напряжение, а на выходе вольтмет-
ром магнитоэлектрической системы измеряется выход-
ное напряжение. У блоков БПН так же, как и у блоков
БПТ, отсутствует сглаживание выпрямленного напря-
жения, и за выходное напряжение принимается среднее
за период значение напряжения, которое определяет
ток в обмотках электромагнитных аппаратов, подклю-
ченных к блоку.
Блоки БПТ. При проверке блоков БПТ на вход их
подают регулируемый синусоидальный ток, а на выхо-
- де измеряют среднее за период значение напряжения.
Так как блоки БПТ представляют собой нелинейное
сопротивление, а все характеристики блока гарантиру-
ются при синусоидальном входном токе, то для полу-
чения тока от сети напряжением не менее 380 В жела-
тельно использовать реостаты. В ряде случаев может
быть допустима безреостатная схема получения тока с
соединением выхода регулятора напряжения непосред-
ственно со входом блока БПТ. Эта схема очень удобна
благодаря плавной регулировке тока и отсутствию вы-
деления тепла. Так как эта схема не обеспечивает си-
нусоидальность входного тока, то погрешность от это-
го должна быть заранее оценена. Безреостатная схема
испытаний БПТ может найти широкое применение при
периодических испытаниях в эксплуатации, когда не
так важно истинное значение, как изменение его отно-
сительно результатов предыдущей проверки, проведен-
ной по одинаковой схеме.
Одним из основных параметров блока БПТ являет-
ся ток наступления феррорезонанса. Значение его
определяется при отсутствии нагрузки блока при плав-
ном увеличении входного тока по скачкообразному
увеличению выходного напряжения для реостатной схе-
мы получения тока. За ток наступления феррорезонан-
са по безреостатной схеме принимается максимум
входного тока, который наблюдается при плавном уве-
личении тока с нуля. При измерении по этой схеме" ис-
ключены ложные измерения, которые могут быть по
реостатной схеме из-за срыва в феррорезонанс при толч-
ках входного тока. Погрешность измерения тока на-
ступления феррорезонанса по безреостатной схеме из-
за несинусоидальности тока не превышает 1%. При
заданном числе первичных витков ПНТ блока ток на-
441
отупления феррорезонанса может регулироваться в не-
больших пределах изменением числа вторичных витков
ПНТ, на которые включается конденсатор. С увеличе-
нием числа вторичных витков ток наступления ферро-
резонанса увеличивается. У блока БПТ-1002 этот ток
может также регулироваться изменением числа витков
дросселя, последовательно с которым включается кон-
денсатор. С увеличением числа витков дросселя ток
наступления феррорезонанса также увеличивается.
Если кожух блоков БПТ выполнен из ферромагнит-
ного материала, то все проверки необходимо произво-
дить с надетым кожухом. Это требование вызвано тем,
что кожух, влияя на потоки рассеяния ПНТ блока, вы-
зывает некоторое изменение его характеристик.
Устройства БПЗ. В режиме питания устройства
БПЗ-401 проверяются так же, как блоки БПН, а уст-
ройства БПЗ-402 проверяются так же, как блоки БПТ.
В режиме заряда для этих блоков определяются на-
пряжения заряда и время заряда конденсаторов.
Определение напряжения заряда для устройств
БПЗ-402 по безреостатной схеме недопустимо, так как
конденсаторы заряжаются до амплитудного значения
выпрямленного напряжения, которое более критично к
форме входного тока. Измерение напряжения заряда
конденсаторов следует производить электростатиче-
ским вольтметром, внутреннее сопротивление которого
не вносит погрешности при измерении. При определе-
нии напряжения заряда конденсаторы должны быть
зашунтированы резистором в несколько десятков кило-
ом. Расшунтировка конденсаторов производится после
точной установки входного тока или напряжения блока
БПЗ непосредственно перед измерением напряжения
заряда. Это вызвано тем, что во время установки вход-
ного тока или напряжения из-за возможного кратко-
временного превышения входной величины конденсато-
ры могут зарядиться до большего значения напря-
жения.
Измерение времени заряда конденсаторов осцилло-
графированием трудоемко и не точно. Эта проверка
производится по схеме рис. 7-35, состоящей из одного
двухполюсного выключателя В и реле РП с регулируе-
мым временем срабатывания. Способы получения вы-
держки времени электромагнитных реле даны в табл. 2-2
и 2-3. Одним контактом выключателя на вход устрой-
442
ства БПЗ подается ток или напряжение, а другим кон-
тактом — на вспомогательное реле РЛ. При срабатыва-
нии реле размыкающийся контакт отключает конден-
саторы от устройства БПЗ. Время срабатывания реле
равно времени заряда конденсаторов. Напрямение, до
которого конденсаторы успели зарядиться за этот про-
межуток времени, измеряется электростатическим вольт-
метром. Контакты выключателя не должны иметь разно-
временности замыкания и вибрации.
В зарядной цепи устройства БПЗ-401 отсутствует
токоограничивающий резистор. Его роль выполняет
внутреннее сопротивление трансформатора TH. Ввиду
малого значения этого сопротивления внутреннее со-
противление источника, на которое включается БПЗ-401,
может значительно увеличить время заряда кон-
денсаторов. Это следует учитывать как при испытани-
ях, выбирая достаточно мощный регулятор напряжения,
так и при эксплуатации, учитывая при расчете времени
заряда внутреннее сопротивление трансформатора на-
пряжения, на который включается устройство БПЗ-401.
Проверка параметров поляризованного реле типа
РП-7 в устройстве БПЗ-401 производится в полной схе-
ме при подаче напряжения на вход БПЗ-401. Срабаты-
вание реле должно происходить при напряжении на
входе БПЗ не менее 70% номинального входного на-
пряжения, а коэффициент возврата реле в полной схе-
ме должен быть не менее 0,25. Регулировка реле РП-7
производится так же, как и в других устройствах ре-
лейной защиты.
443
ezf
SCI
РИС. ni l. Реле ЭВ-112-ЭВ-144, ЭВ 215-ЭВ-245, ЭБ-217-ЭВ-248 Рис. П1-2. Реле РП-23, РП-23 (Я=103 мм); РП-220, РП-230 (//
(// = 134 мм); РП-321, РП 341, РП 342 (// = 151 мм) =115 мм), РП 2S0, РП-311 (//=166 мм)
444
Выступающий монтаж
91 W
Рис. П1-3. Реле РУ-21 выступающего исполнения.
Рис. П1-4. Реле РУ-21 утопленного исполнения.
445
Переднее присоединение
22 22 22 28
Заднее присоединение
Рис. Ш-5. Указательное устройство ЭС-41.
Заднее присоединение
Рис. П1-7. Реле РТ-40, РН-51, РН-53, РН-54, РН-55,
ИВЧ-015, РНФ-М, РТФ-1М,
Рис П1-8. Реле РТ-40/Р, РТ-40/Д, РТ-40/Ф, РНБ-231, РБМ-170, РБМ-270, ИРЧ-01А, ИВЧ-3, ИВЧ-015, 1 ...
БПН-11, БПТ-11, РТЗ-50 (77=190 мм); РНТ-565, РНТ-566, РНТ-567, М.ЗТ-11, РЧ-1..РЧ-2 (71=220 мм).
448
Заднее присоединение
29f
Z22
Рис Ш-11 Реле РЕМ 275,
РВМ-276.
Рис. П1-12. Реле РТ-80 и
РТ-90 утопленного исполне-
ния.
29—505
449
О
Рис П1-13 Реле КРС-111, КРС-112, КРС-142. КРС-143
(/7=286 мм), КРС (31, КРС 132 (Я=260 мм);
ДЗТ-13, ДЗТ-14 (Я=218 мм).
ПйЯЯ/9илл пЯн лл nlii, II ли., л
8
291тах^^вРе^нее присоединение
30710.5™
Ч отВ ф 10,5!
Мч
'ч
Е
8
Заднее присоединение
30 275
х 31Нтах t
—291—-
гч8*о,б
I'Wto *1
32
S>№2«
4отВ<»10,р
Рис. П1-15. Реле РТФ-6М.
Тип изделия н
КР$'125,КРб-126. КЗР-5, РТФ- 7/1, РТФ- 7/2 275
рмоп-г ni
Рис. П1-16 Реле РМОП-2. РТФ-7/1,
РТФ-7/2, КРБ-125, КРВ-126. I
Рис. П1-17. Блоки питания БПЗ-40К БПЗ-402,
Рис П1 18 Блоки питания БПН-101, БПТ 101.
Рис. ПЫ9. Блоки питания БПН-1002, БПТ-1002.
12±^0,5
Рис, Ш-20. Блок конденсаторов БК-400.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
№ Размерь/, мм
а ~ Ь с d б
1 110 114 15 30 •• I"1—
2 61 61 8,5 16 o,i;2,6-,9J!;5,o
3 во 82 10 20 0,1, 3~,6
ч 52 52 6,5 12 0, 1,5, 2,0
5 39 41 4,5 9 0,05', 0,9
6 30 30 ч 7 0, 0,5
Рис. П2-1.
ri
1
a f
//" Ра i м ер bi мм
а b С d т
1 80 41 - .4 16 16
2 80 34 8 J 16 8
3 100 54 10 20 20
Ч 150 88 ’ 18 36 18
Рис. П2-2.
454
Рис. П2-3.
№ Размеры, мм
а Ь С d
1 110 85 10 20
2 55 27 8 12
3 39 48 4,5 9
Ч 85 80 10 20
Рис. П2-4.
455
Рис. ПЙ-1—П2-5. Размеры трансформаторных пластин.
В графе «б» таблицы П2-1 приведены существующие ис-
полнения зазоров Ш-образных пластин магнитопроводов. Пла-
стина поз. 2 (рис П2-4) и пластины поз. 1—5 (рис. П2-5) при-
меняются в клепаных пакетах для выполнения разборных магни-
топооводов с регулируемым зазором.
----------СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ------------
1. Реле электрические защиты, противоаварийной автоматики и
управления Термины и определения. ГОСТ 16022-70. Введ 1/VII
1971. М„ 1971 14 с
2. Аппараты электрические коммутационные. Основные поня-
тия. Термины и определения. ГОСТ 17703-72. Введ. 1/VII 1973. М.,
1972. 29 с
3. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения
для различных климатических районов. Категории, условия эксплуа-
тации, хранения, транспортирования в части воздействия климати-
ческих факторов внешней среды. ГОСТ 15150-69. Введ. 1/1 1971. М.,
1970. 37 с.
4. Изделия электротехнические. Исполнения для различных кли-
матических районов. Условия эксплуатации в части воздействия кли-
матических факторов внешней среды. ГОСТ 15543-70. Введ. 1/1 1971.
М„ 1970. 6 с.
5. Реле защитные электрические вторичные косвенного действия.
Общие технические требования. ГОСТ 711-62. Введ. 1/VII 1963.
15 с.
6. Реле времени защитные электромеханические. Общие техниче-
ские требования. ГОСТ 8159-69. Введ. 1/IV 1957. М, 1965. 11 с.
7. Реле максимального тока защитные вторичные косвенного дей-
ствия. Технические требования. ГОСТ 3698-65. Введ. 1/1 1966. М.,
1968. 7 с.
8 Реле напряжения защитные вторичные косвенного действия.
Технические требования. ГОСТ 3699-65. Введ. 1/1 1966. М., 1965. 4 с.
9. Реле защитные вспомогательные электромагнитные (промежу-
точные и указательные). Общие технические требования. ГОСТ
11152-65. Введ 1/1 1966. М„ 1965. 13 с.
10. Реле направления мощности защитные вторичные. Техниче-
ские требования. ГОСТ 13567-68. Введ. 1/VII 1968. М„ 1968. 6 с.
11. Изделия электронной техники и электротехники. Механиче-
ские и климатические воздействия. Требования и методы испытаний.
ГОСТ 16962-71. Введ. 1/VII 1971. М„ 1971. 98 с.
12. Изделия электротехнические. Условия эксплуатации в части
воздействия механических факторов внешней среды. ГОСТ 17516-72.
Введ. 1/VII 1973. М„ 1972. 11 с.
13. Электрооборудование напряжением до 1000 В. Оболочки,
степени защиты. ГОСТ 14254-69. Введ. 1/VII 1969. М., 1971. 10 с.
14. Аппараты электрические напряжением до 1000 В. Оболочки.
Степени защиты. ГОСТ 14255-69. Введ 1/VII 1969. М„ 1970. 2 с.
15. Обозначения условные графические в схемах. Устройства
коммутирующие. ГОСТ 2.725-68. Введ. 1/1 1971 М., 1969 38 с.
16. Провода медные, изолированные высокопрочной эмалью.
ГОСТ 7262-70. Введ. 1/1 1971. М„ 1970. 9 с.
457
17. Провода обмоточные с хлопчатобумажной изоляцией. ГОСТ
16513-70. Введ. 1/VII 1971. М„ 1971. 16 с.
18. Провода медные обмоточные нагревостойкие. ГОСТ
7019-71. Введ. 1/1 1972. М, 1971. 27 с.
19. Тара транспортная. Маркировка. ГОСТ 14192-71. Введ. 1/VII
1972. М„ 1972. 12 с.
20. Витенберг М. И. Расчет электромагнитных реле. М.—Л., Гос-
энергоиздат, 1961. 704 с.
21. Ротерс. Электромагнитные механизмы. Пер. с англ. М.—Л.,
Госэнергоиздат, 1949. 518 с.
' 22. Комар В. Г. Работа полупроводниковых выпрямителей в це-
пях управления. М.—Л., Госэнергоиздат, 1952. 256 с.
23. Пик Р. и Уэйгар Г. Расчет коммутационных реле. Пер.-с
аигл. М.—Л., Госэнергоиздат, 1961. 576 с..
24. Буль Б. К. Основы теории и расчета магнитных цепей.
М.—Л., «Энергия», 1964. 464 с.
25. Ступель Ф. А. Электромеханические реле. Изд. Харьковского
университета, 1956. 354 с.
26. Фабрикант В. Д. Основы теории построения измерительных
органов релейной защиты и автоматики. М., «Высшая школа», 1968.
269 с.
27. Гаевенко Ю. А. Новые типы дистанционных защит линий
электропередачи. М., Госэнергоиздат, 1955. 222 с.
28. Дроздов А. Д., Платонов В. В. Реле дифференциальных за-
щит элементов энергосистем. М, «Энергия», 1968. 109 с.
29. Дроздов А. Д. Электрические цепи с ферромагнитными
сердечниками в релейной защите. М., «Энергия», 1965. 240 с.
30. Фабрикант В. Л., Глухов П. П., Паперно Л. Б. Элементы
устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проек-
тирование. М., «Высшая школа», 1968. 483 с.
31. Фабрикант В. Л. Фильтры симметричных составляющих.
М.—Л„ Госэнергоиздат, 1962. 424 с.
32. Атабеков Г. И. Теоретические основы релейной защиты вы-
соковольтных сетей. М.—Л., Госэнергоиздат, 1957. 342 с.
33. Кискачи В. М. Защита от однофазных замыканий на землю
типа ЗЗП-1 (описание, иаладка и эксплуатация). М., «Энергия»,
1972. 72 с.
34. Бальян Р. X. Трансформаторы малой мощности. Л., Суд-
промгиз, 1961. 367 с.
35. Гельфанд Я. С. Наладка и эксплуатация зарядных устройств
типов УЗ-400, УЗ-400А и блоков конденсаторов серии БК-400. М.,
«Энергия», 1965. 48 с.
36. Гельфанд Я. С. Наладка и эксплуатация блоков питания се-
рин БП. М., «Энергия», 1965 128 с.
37. Гельфанд Я. С., Голубев М. Л., Царев М. И. Релейная защи-
та и электроавтоматика на переменном оперативном токе. М., «Энер-
гия», 1973. 280 с.
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ--------------
Б
БК-400 418, 425, 453
БП-11 409
БП-101 428
БП-1002 433
БПЗ 408, 442
БПЗ-400 418
БПЗ-401 418, 419, 422, 442, 452
БПЗ-402 418, 419, 442, 452
БПН 402, 441
БПН-11 412, 423, 441, 447
БПН-11/1 410, 412, 414, 415,
416, 417, 418, 441
БПН-11/2 410, 412, 414, ,415,
416, 417, 418, 441
БПН-101/1 419, 441, 452
БПН-101/2 430, 441
БПН-1002 437, 441, 453
БПТ 402, 413, 441
БПТ-11 410, 441, 447
БПТ-101 428
БПТ-101/2 419, 428, 429, 441,
452
БПТ-101/3 419, 441, 452
БПТ-101/4 428, 429, 430, 441
БПТ-1002 433, 441, 453
БРУ-4 80, 446
В
ВУ-3 287, 292
Д
ДЗТ-10 260
ДЗТ-11 260, 262, 264, 266, 267,
268, 269, 270, 271, 447
ДЗТ-11/2 260, 262, 264, 266,
267, 268, 269, 270, 271
ДЗТ-11/3 260, 262, 264, 266,
267, 268, 269, 270, 271
ДЗТ-11/4 260, 264, 266, 267,
268, 269, 270, 271, 272—
276
ДЗТ-11/5 260, 261, 264, 26&
267, 268, 269, 270, 271, 272-3
276
ДЗТ-13 260, 264, 265, 266, 267,
268, 269, 270, 272—276
ДЗТ-13/2 260, 263, 264, 265,
266, 267, 268, 270, 271,
272—276
ДЗТ-13/3 261, 263, 264, 265,
266, 267, 268, 270, 272—
276
ДЗТ-13/4 261, 264, 265, 266,
267, 268, 269, 270, 272—
276
ДЗТ-14 261, 263, 264, 265, 266,
267, 269, 272—276
3
ЗЗП-1 410, 448
ЗЗП-1М 371
И
ИВЧ-011А 239
ИВЧ-3 235
ИВЧ-15 241, 447
ИРЧ-01А 231, 447
К
КРБ-125 382, 451
КРБ-126 392, 451
КРС-111 151, 198, 203, 205, 450
КРС-112 200, 204, 205, 450
КРС-121 146, 207, 450
КРС-131 215, 450
КРС-132 215, 450
КРС-142 223, 450
КРС-143 223, 450 -
М
МЗТ-11 261, 264, 265, 266, 268,
269, 270, 447
459
р
РБМ 170 447
РБМ-171 180
РБМ-171/1 183, 184, 185
РБМ-171/2 183, 184, 185
РБМ-177, 187, 189
РБМ-177/1 189
РБМ-177/2 189
РБМ-178 187, 189
РБМ-178/1 189
РБМ-178/2 189
РБМ-270 447
РБМ-271 180
РБМ-271/1 183, 184, 185
РБМ-271/2 183, 184, 185, 186
РБМ-275 190, 449
РБМ-275/1 192, 194
РБМ-275/2 192, 194
РБМ-276 194, 449
РБМ-276/1 197
РБМ-276/2 197
РБМ-277 187, 189
РБМ-277/1 189
РБМ-277/2 189
РБМ-278 187
РБМ-278/1 189
РБМ-278/2 189
РМОП-2 364, 451
РН-50 301
PH-51 111, 447
РН-51/1,4 112, 113
РН-51/6,4 112, 113
РН-51/32 112, 113
РН-51/М34 112
РН-51/М56 112
РН-51/М78 112
РН-53 113
РН-53/60 114, 115, 116
РН-53/60Д 114, 116
РН-53/200 114, 115, 116
РН-53/400 114, 115, 116
РН-54 117
РН-54/48 114, 117
РН-54/160 114, 117, 307
РН-54/320 114, 117
РН-55 118
РН-55/90 120, 121
РН-55/120 120, 121
РН-55/130 120, 121
РН-55/160 120, 121
РН-55/200 120, 121
РН-58 122, 448
РНБ-231 178
РНН-57 312, 448
РНТ 249
РНТ-560 255
РНТ-565 252, 255, 258, 259, 260,
447
РНТ-566 252, 256, 258, 260, 447
РНТ-566/2 252, 256, 272, 259,
ч 260
РНТ-567 252, 256, 257, 258, 259,
260, 447
РНТ-567/2 252, 256, 257, 258,
259, 260, 447
РНФ-М 447
РНФ-1М 301
- РНФ-2 3-07, 448
РП-7 350
РП-23 50, 234, 444
РП-25 53, 444
РП-210 375
РП-220 56
РП-221 57, 59, 60
РП-222 57, 59
РП-223 57, 59
РП-224 57, 59
РП-225 57, 59, 60
РП-230 60
РП-232 61, 62
РП-233 61, 62
РП-250 63, 444
РП-251 64
РП-252 64, 66
РП-253 64, 68
РП-254 64, 70
РП-255 64, 71
РП-256 64, 72
РП-311 72, 444
РП-321 74, 444
РП-341 76, 78, 444
РП-342 78, 444
РТ-40 97, 246, 248, 249, 447
РТ-40/0,2 29, 101, 102
РТ-40/0,6 101, 102
РТ-40/1Д 104
РТ-40/2 101, 102
РТ-40/6 101, 102
РТ-40/10 101, 102
РТ-40/20 101, 102
РТ-40/50 101, 102
РТ-40/100 101, 102
РТ-40/200 101, 112
РТ-40/Р 106, 447
РТ-40/Р1 107, 108
РТ-40/Р5 107, 108
РТ-40/Ф 109, 447
РТ-50 365
РТ-80 138, 163, 448, 449
460
PT-81/1 169, 170, 171
PT-81/2 169, 170, 171
PT-82/1 169, 170, 171, 172
PT-82/2 169, 170, 171, 172
PT-83/1 169, 170, 171, 172
PT-83/2 169, 170, 171, 172
PT-84/1 169, 170, 171, 172
PT-84/2 169, 170, 171, 172
PT-85/1 169, 170, 171, 172
PT-85/2 169, 170, 171, 172
PT-86/1 169, 170, 171, 172, 173
PT-86/2 169, 170, 171, 172
PT-90 138, 175, 448, 449
PT-91/1 176, 177
PT-91/2 176, 177
PT-95/1 176, 177
PT-95/2 176, 177
PT3-50 355, 447
РТФ-1М 316, 447
РТФ-2 343
РТФ-6М 322, 451
РТФ-7/1 343, 451
РТФ-7/2 353, 451
РУ-21 75, 78, 445
РУ-21/0,01 81
РУ-21/0,015 81
РУ-21/0,025 81
РУ-21/0,05 81
РУ-21/0,075 81
РУ-21/0,1 81
РУ-21/0,15 81
РУ-21/0,25 81
РУ-21/0,5 81
РУ-21/1 81
РУ-21/2 81
РУ-21/4 81
РУ-21/12 82
РУ-21/24 82
РУ-21/48 82
РУ-21/110 82
РУ-21/220 82
РЧ-1 277, 282, 447
РЧ-2 277, 290, 447
УЗ-401 419
УСЗ-2/2 410
ЭВ-100 84
ЭВ-112 88, 444
ЭВ-113 88, 444
ЭВ-114 88, 444
ЭВ-122 88, 444
ЭВ-123 84
ЭВ-124 84
ЭВ-132 88, 444
ЭВ-133 88, 444
ЭВ-134 88, 444
ЭВ-142 88, 444
ЭВ-143 88, 444
ЭВ-144 88, 444
ЭВ-200 85, 444
ЭВ-215 93, 95, 444
ЭВ-215К—ЭВ-245К 93, 444
ЭВ-217 91, 93, 444
ЭВ-218 91, 93, 444
ЭВ-225 95, 444
ЭВ-227 93, 444
ЭВ-228 93, 444
ЭВ-235 95
ЭВ-237 93, 444
ЭВ-238 93, 444
ЭВ-245 95, 444
ЭВ-247 93, 444
ЭВ-248 91, 93, 444
ЭС-41 82, 444
ЭС-41/0,01 82, 446
ЭС-41/0,015 84
ЭС-41/0,025 84
ЭС-41/0,05 84
ЭС-41/0,075 84
ЭС-41/0,1 84
ЭС-41/0,15 84
ЭС-41/0,25 84
ЭС-41/0,5 84
ЭС-41/1 84
461
ОГЛАВЛЕНИЕ
.Предисловие ............................................... 3
Глава первая Введение....................................... 5
1-1. Классификация и применяемая в реле защиты терми-
нология. Основные параметры реле защиты .... 5
. 1-2. Условия работы, хранения н транспортирования реле 10
1-3. Внешнее оформление реле. Габариты и установочные
размеры. Присоединение внешних проводов. Порядок
нумерации выводов. Выступающие и утопленные кор-
пуса ...................................... ......... 14
1-4. Контакты реле..................................... 16
1-5. Длительная и односекундная термическая стойкость.
Электродинамическая стойкость................. . 17
1-6. Обмотки реле...................................... 18
1-7. Электрическая прочность и сопротивление изоляции . 21
1-8. Магиитопроводы................................... 22
1-9. Упаковка и маркировка............................. 23
Глава вторая. Электромагнитные реле s ..... . 25
2-1. Общие сведения ... ............... 25
2-2. Реле промежуточное РП-23..................... . 50
2-3. Реле промежуточное РП-25....................... 53
2-4. Реле промежуточные серии РП-220 ................ 56
2-5. Реле промежуточные серии РП-230 ................ 60
2-6. Реле промежуточное РП-251....................... 63
2-7. Реле промежуточное РП-252 ..................... 66
2-8. Реле промежуточное РП-253 ...................... 68
2-9. Реле промежуточное РП-254 .......... 70
2-10. Реле промежуточное РП-255 ................... 71
2-11. Реле промежуточное РП-256 . . .'............. 72
2-12. Реле промежуточное РП-311 . ................. 72
2-13. Реле промежуточное РП-321..................... 74
2-14. Реле промежуточное РП-341..................... 76
2-15. Реле промежуточное РП-342 ................... 78
2-16. Реле указательное РУ-21 и блок указательных ре-
ле БРУ-4......................................... 78
2-17. Указательное устройство ЭС-41..............' . 82
2-18. Реле времени серии ЭВ-100................ 84
2-19. Реле времени ЭВ-217 — ЭВ-247 и ЭВ-218 — ЭВ-248 91
2-20. Реле времени ЭВ-215 — ЭВ-245 ................... 93
2-21. Комплект реле времени ЭВ-215К — ЭВ-245К ... 96
2-22. Максимальное реле тока РТ-40.............. 97
2-23. Максимальное реле тока РТ-40/1Д......... 104
2-24. Реле тока РТ-40/Р........................... 106
2-25. Максимальное реле тока РТ-40/Ф 109
462
2-26. Максимальное реле напряжения РН-51 .... * 111
2-27. Максимальное реле напряжения РН-53............. 113
2-28. Максимальное реле напряжения РН-53/60Д ... 116
2-29. Минимальное реле напряжения РН-54 ...... 117
2-30. Реле контроля синхронизма РН-55 ....... 118
2-31. Максимальное реле напряжения РН-58 ..... 122
Глава третья. Индукционные реле ......... 125
3-1. Общие сведения .... ...................... 125
3-2. Максимальное реле тока РТ-80................... 163
3-3. Максимальное реле тока РТ-90.................... 175
3-4. Трехфазное минимальное реле напряжения РНБ-231 178
3-5. Реле направления мощности РБМ-171 и РБМ-271 . 180
3-6. Реле направления мощности РБМ-177, РБМ-178,
РБМ-277 и РБМ-278 ........................... . 187
3-7. Реле активной мощности РМБ-275 ........... . 190
3-8 Реле реактивной мощности РБМ-276 ............... 194
3-9. Реле полного сопротивления КРС-111 и КРС-112 . . 198
3-10. Трехфазное реле сопротивления КРС-121 .... 207
3-11. Направленные реле сопротивления КРС-131 и
КРС-132......................................... 215
3-12. Реле сопротивления КРС-142 и КРС-143 .......... 223
3-13. Реле разности частот ИРЧ-01А............. . 231
3-14. Реле понижения частоты ИВЧ-3...................235
3-15. Реле повышения частоты ИВЧ-15...................241
Глава четвертая. Реле тока с насыщающимися транс-
форматорами для дифференциальных защят............... 245
4-1. Общие сведения . ...........................245
4-2. Реле с улучшенной отстройкой от апериодической со-
ставляющей серии РНТ-560 ......................... 255
4-3. Реле с магнитным торможением серий ДЗТ-10 и
МЗТ-11.............................................. 260
4-4. Проверка и регулировка реле...................... 272
Глава пятая. Полупроводниковые реле частоты . . . 276
5-1. Общие сведения . . 276
5-2. Реле понижения частоты РЧ-1....................... 282
5-3. Реле повышения частоты РЧ-2....................... 290
5-4. Вспомогательное устройство ВУ-3.....................292
Глава шестая. Реле симметричных составляющих . . , 294
6-1. Общие сведения................................294
6-2. Реле напряжения обратной последователньости
РНФ-1М.........................................301
6-3. Реле напряжения прямой последовательности РНФ-2 307
6-4. Реле напряжения нулевой последовательности РНН-57 312
6-5. Реле тока обратной последовательности РТФ-1М . . 316
6-6. Реле тока обратной последовательности РТФ-6М . 322
6-7. Реле тока обратной последовательности РТФ-7/1 . . 343
6-8. Реле тока обратной последовательности РТФ-7/2 . . 353
6-9 Реле тока нулевой последовательности РТЗ-50 . . . 355
6-10 Реле мощности обратной последовательности
РМОП-2........................................... 364
6-11. Устройство защиты при однофазных замыканиях на
землю ЗЗП-1М > 371
463
6-12. Устройство блокировки при качаниях КРБ-125 . . . 382
6 13 Устройство блокировки при качаниях КРБ-126 . . 392
Глава седьмая. Устройства питания защит на перемен-
ном оперативном токе................................ 402
7-1. Общие сведения ...................................402
7-2. Блоки питания серии БП-11.........................409
7-3. Устройства питания серии БПЗ-400 и блоки конден-
саторов БК-400 ................................... 418
7-4. Блоки питания серии БП-101.......................428
7-5. Блоки питания серии БП-1002 ................... 433
7-6 Проверка и регулировка устройств питания . . , , 440
Приложение 1 . .................................. . 444
Приложение 2 . .................................. . 454
Список литературы . ........................... , . , , 457
ВИКТОР СЕРГЕЕВИЧ АЛЕКСЕЕВ,
ГЕННАДИЙ ПЕТРОВИЧ ВАРГАНОВ,
БОРИС ИВАНОВИЧ ПАНФИЛОВ,
РАХИЛЬ ЗЕЛЬМАНОВНА РОЗЕНБЛЮМ
--------...- РЕЛЕ ..
------------- ЗАЩИТЫ --------------
Редактор А. И. Л е в и у ш,
В. С. Моторина
Редактор издательства Э. К. Биленко
Переплет художника
А. М. Кувшинникова
Технический редактор
Г. Г, Самсонова
Корректор И. А. Володяева
Сдано в набор 27/11 1976 г. Подписано к печати
3/IX 1976 г. Т-15766. Формат 84X108’/^. Бумага
типографская № 2. Усл. печ. л. 24,36. Уч-изд. л.
26,06. Тираж 60 000 экз Зак 505 Цена 1 р. 41 к.
Издательство «Энергия», 113114, Москва, М-114
Шлюзовая наб., 10
Владимирская типография Союзполиграфпрома
при Государственном комитете
Совета Министров СССР по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли
600610 гор., Владимир, ул. Победы, д. 18-6.