/
Автор: Труб И.И.
Теги: электротехника автоматика и телемеханика релейная защита реле серия библиотека электромонтера
ISBN: 5-283-01097-Х
Год: 1990
Текст
ИНДУКЦИОННЫЕ
РЕЛЕ ТОКА
1g
БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Выпуск 624
Основана в 1959 году
И. И. ТРУБ
ИНДУКЦИОННЫЕ
РЕЛЕ ТОКА
МОСКВА
ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ
1990
ББК 32.96-04
Т-77
УДК 621.318.5
Рецензент И.Р. Таубес
Редакционная коллегия серии:
В.Н. Андриевский, С.А. Бажанов, М.С. Бернер, Л.Б. Годгельф,
В.Х. Ишкин, Д.Т. Комаров, В.Н. Кудрявцев, В.П. Ларионов, Э.С. Му-
саэлян, С.П. Розанов, В.А. Семенов, А.Д. Смирнов, А.Н. Трифонов,
А.А. Филатов, А.Н. Щепеткин
Труб И.И.
Т77 Индукционные реле тока - М.: Энергоатомиздат,
1990 - 56 с.: ил. - (Б-ка электромонтера; Вып. 624).
ISBN 5-283-01097-Х
Описано устройство широко распространенных индукционных реле
РТ-80 и РТ-90. Приводятся технические данные реле и их основные
характеристики. Изложен материал по расчетам максимальных токо-
вых защит, выполненных с помощью этих реле. Даны рекомендации
по объему и методам наладки и проверки реле. Обобщен опыт экс-
плуатации.
Для электромонтеров и мастеров, обслуживающих устройства
релейной защиты.
2202080000-063
Т ------------------
051(01)-90
102-90
ББК 32.96-04
ISBN 5-283-01097-Х
© Автор, 1990
ПРЕДИСЛОВИЕ
Индукционные реле тока РТ-80, ранее именовавшиеся ИТ-80,
существуют почти 60 лет. За эти годы их конструкция не подвер-
галась существенным изменениям. Реле применяются в сетях
6-35 кВ для защиты питающих и распределительных линий, а
также для защиты трансформаторов. Защита двигателей напря-
жением выше 1 кВ до недавнего времени в большинстве случа-
ев выполнялась с помощью индукционных реле. Несмотря на
начавшееся внедрение статических реле, индукционным реле
предстоит еще немало времени находиться в эксплуатации.
Что же обусловило столь длительное и широкое применение
реле этого типа? Прежде всего - обратная зависимость времени
срабатывания от тока. Такой же характер зависимости сущест-
вует у предохранителей и расцепителей автоматических выклю-
чателей, которые обычно являются предыдущими защитами,
т. е. расположенными дальше от источника питания. Это позво-
ляет выполнить селективную защиту, имеющую достаточную
чувствительность. В дополнение к индукционному элементу
реле снабжено электромагнитным элементом - мгновенно дей-
ствующей отсечкой.
Реле имеют типоисполнения, предназначенные для примене-
ния в устройствах защит как на постоянном, так и на перемен-
ном оперативном токе> причем его контакты непосредственно
управляют электромагнитом отключения.
Таким образом, в реле объединены: измерительный орган,
логическая часть, включающая элемент времени, исполнитель-
ный орган и сигнальный элемент. Можно считать, что оно пред-
ставляет полукомплект либо полный комплект двухступенча-
той максимальной токовой защиты.
Постоянное вращение диска при наличии нагрузки позволяет
контролировать исправность реле и токовых цепей защиты. В то
же время этот фактор вызывает ускоренный износ опорных
узлов, что является определенным недостатком. К числу недо-
статков следует отнести также отсутствие контактного выхода
у сигнального элемента (флажка).
Некоторые затруднения в эксплуатации вызывают сложная
кинематика реле, необходимость согласования характеристик и
з
проведения дополнительных расчетов, регулировка сравнитель-
но большого числа электрических параметров. Часто персонал,
не умеющий преодолеть эти затруднения, прибегает к выводу
из работы индукционного элемента, используя только отсечку.
Это совершенно недопустимо. Надо помнить, что в распредели-
тельных сетях последствием неправильной работы защиты,
будь то отказ или излишнее срабатывание, является длитель-
ное (исчисляемое часами) нарушение электроснабжения.
Предлагаемая книга имеет целью оказание практической
помощи персоналу, занимающемуся наладкой и эксплуатацион-
ным обслуживанием индукционных реле. Автор надеется
узнать из отзывов и пожеланий читателей, насколько ему
удалось достичь этого.
Автор выражает благодарность рецензенту И.Р. Таубесу и ре-
дактору Т.Н. Дородновой за ценные замечания, способствова-
вшие существенному улучшению книги.
Отзывы следует направлять по адресу: 113114, Москва, М-114,
Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.
Автор
1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
И ИНДУКЦИОННЫХ РЕЛЕ ТОКА
Прежде чем приступить к описанию реле серий РТ-80 и РТ-90,
целесообразно вспомнить принципы действия электромагнит-
ных и индукционных реле тока, так как в рассматриваемых реле
сочетаются оба принципа.
В электромагнитных реле переключение контактов происхо-
дит под действием электромеханической силы притяжения
ферромагнитного якоря к электромагниту.
На рис. 1 показано схематическое устройство электромагнит-
ного реле тока. На магнитопровод 1 насажена катушка 2. Ток /р>
протекающий по ней, создает магнитный поток Ф м, который
замыкается по контуру: магнитопровод, воздушные зазоры,
якорь 3. Направление магнитных силовых линий определяется
по известному правилу буравчика. Нетрудно видеть, что при
любом направлении тока магнитопровод и якорь представляют
два магнита, обращенные друг к другу разноименными полюса-
ми. Так, на рисунке магнитные силовые линии направлены в
магнитопроводе от правого полюса к левому, а в якоре - от
левого к правому. Поэтому между якорем и магнитопроводом
возникает сила притяжения. При определенном токе, называе-
мом током срабатывания, эта сила преодолевает силу притяже-
ния возвратной пружины 4. Тогда якорь притянется к магнито-
проводу, замкнув контакт 5. Размыкание контакта и возврат
реле в исходное положение происходит при снижении тока до
тока возврата. При этом токе сила притяжения становится
меньше силы пружины.
Магнитный поток определяется соотношением, которое
иногда называют законом Ома для магнитной цепи:
Здесь произведение тока /р на число витков wp называют
намагничивающей силой по аналогии с ЭДС в электрической
цепи; RM - магнитное сопротивление контура, по которому
замыкается поток. В данном случае оно складывается из маг-
нитного сопротивления железа йж и магнитного сопротивления
воздушных зазоров йв, причем Кж составляет всего несколько
5
2-6908
I w
« J р р
= fcl----------
м 1 6
Рис. 1. Устройство электромагнитного
реле
процентов общего сопротивле-
ния. Совершенно очевидно, что
сопротивление воздушных зазо-
ров пропорционально их суммар-
ному значению б. Таким обра-
зом,
(2)
Электромагнитная сила притяжения F3 пропорциональна
квадрату магнитного потока
^ = М2м = ^М
I I W \1
•р Р = Л Р Р Г
62 \ 6 /
(3)
Срабатывание и возврат происходят при равенстве электро-
магнитной силы притяжения противодействующей силе. Ана-
лизируя (3), можно сделать следующие выводы.
1. Если увеличить число витков, то во столько же раз умень-
шится ток срабатывания и наоборот.
2. Сила притяжения обратно пропорциональна квадрату
размера воздушного зазора 5. Поэтому в начале движения якоря
с уменьшением зазора эта сила резко возрастает, и якорь дви-
жется с большим ускорением. Процесс срабатывания протекает
сотые доли секунды, т. е. изменение состояния реле происходит
скачком. По этой же причине ток возврата реле меньше его тока
срабатывания. Отношение тока возврата к току срабатывания
реле называется коэффициентом возврата
^В=4,р^с,р- (4)
3. Уменьшение противодействующей силы ведет к уменьше-
нию тока срабатывания и тока возврата.
Таким образом, ток срабатывания реле можно регулировать
числом витков, размером зазора и натяжением пружины.
В индукционных реле подвижной частью служит алюминие-
вый диск или барабанчик, укрепленный на оси и поворачиваю-
щийся под действием вращающего момента. Вращающий
момент является результатом взаимодействия магнитных
потоков с наведенными ими в диске или'барабанчике вихревы-
ми токами.
6
Рис. 2. Принцип действия индукционного реле
Поместим диск в зазорах двух электромагнитов, по катушкам
которых протекают переменные токи и 12 (рис. 2). Каждый
ток создает магнитный поток, пронизывающий диск. Если
известны положительные направления токов (обозначены
стрелками), то по правилу ’’буравчика” легко определить на-
правления потоков. При вращении рукоятки по направлению
тока движение буравчика совпадает с направлением силовых
линий. Если смотреть на диск сверху, то поток Фр создаваемый
током /р направлен от наблюдателя (крестик - хвост летящей
стрелы); поток Ф2, создаваемый током 12, направлен к наблюда-
телю (точка - острие летящей стрелы).
Если изменения токов происходят синусоидально, то таким
же образом изменяются магнитные потоки. Но тогда согласно
закону электромагнитной индукции в диске должны наводить-
ся ЭДС и циркулировать вихревые токи (токи трансформации).
Вокруг следа полюсов первого электромагнита образуется
контур с током 11д, вокруг следа полюсов второго электромагни-
та 12д. Направления этих токов определяются опять по правилу
буравчика: если буравчик движется по направлению потока,
рукоятка вращается по направлению тока.
Как известно, между магнитным потоком и током, находя-
щимся в его поле, возникают электромеханические силы взаи-
модействия. Так как здесь мы имеем два потока и два контура с
7
током/ то необходимо рассмотреть четыре силы. Направления
этих сил определяются по правилу ’’левой руки”. Результи-
рующая сила взаимодействия потока Фх с током q при симмет-
рии магнитного потока равно нулю, потому что она представля-
ет сумму взаимно уравновешенных сил левой и правой полови-
ны контура. Точно так же равна нулю и сила взаимодействия
потока Ф2 со ’’своим” током /2д. (На рис. 2 эти силы не показаны.)
Отсюда следует, что в индукционных реле и приборах должно
быть не менее двух потоков.
Иной результат получается при взаимодействии потока Ф2 с
током /1д. Токи в левой и в правой половинах контура противо-
положны. Поэтому правая часть контура отталкивается от
потока Ф2 с силой/р а левая - притягивается к нему с силой/2.
Но поскольку правая половина расположена от оси магнитного
потока ближе, чем левая, тоД >/2 и равнодействующая Fj = J\ -
~/2 направлена влево. Рассматривая аналогично взаимодейст-
вие потока Ф, с током 12 устанавливаем, что F2 = /3 - /4 направ-
лена вправо. Итак, мы имеем две силы, направленные противо-
положно: Fj - сила взаимодействия тока 1’1д с потоком Ф2 и F2 -
сила взаимодействия тока 12д с потоком Фр
Если магнитные потоки сдвинуты по фазе, то равнодействую-
щая сила не равна нулю. Можно доказать, что она всегда на-
правлена от оси опережающего магнитного потока к оси отстаю-
щего. Иными словами, отстающий магнитный поток притягива-
ет контур с током, созданным опережающим магнитным пото-
ком.
Равнодействующая сила F = Fj - F2 создает вращающий
электромагнитный момент М Р= F d, где d - плечо силы.
_ „ э р
Вращающий момент пропорционален магнитным потокам и
синусу угла сдвига между ними
Мэ = /сФ1Ф2зш1р.
Очевидно,что наибольший вращающий момент возникнет
при сдвиге потоков на 90°.
В индукционных реле тока магнитный поток, созданный
протекающим по катушке током, необходимо расщепить на два
потока и сдвинуть их пространственно и по фазе. Достигается
это следующим образом (рис. 3). На верхний и нижний полюсы
электромагнита насаживаются короткозамкнутые витки (экра-
ны), охватывающие часть сечения магнитопровода. Через экра-
нированную часть полюсов проходит поток Ф1} через неэкрани-
рованную часть - поток Ф2. Поток Ф! индуктирует в коротко-
замкнутых витках ЭДС Ек, отстающие от него на 90°.
В короткозамкнутых витках протекают токи 1К, вызванные Ек
и примерно совпадающие с ней по фазе.
8
ного реле тока с диском
Поток Фх вызывается током намагничивания ZHaM и с некото-
рым допущением совпадает с ним по фазе. Ток намагничивания
определится как векторная сумма части тока в катушке и тока
в короткозамкнутых витках (приведенных к числу витков
катушки):
—нам т> *" -к
“НаМ Р К.
Что же касается потока Ф2, выходящего из неэкранированной
части полюсов, то он вызывается только током катушки Zp,
пропорционален ему и при том же допущении совпадает с ним
по фазе.
Рассматривая векторную диаграмму (рис. 3, в), видим, что
требуемый сдвиг потоков достигнут и создан вращающий мо-
мент. Его значение определяется по (5). Если поток пропорцио-
нален току, вращающий момент пропорционален квадрату тока:
M3 = k’fip. (6)
Однако, как известно, вследствие насыщения магнитопрово-
да пропорциональность магнитного потока создавшему его току
сохраняется до некоторого предела. При дальнейшем возраста-
нии тока магнитный поток не изменяется.
На вращающийся диск действуют вращающий и тормозной
моменты. Тормозной момент Мт вызывается рядом факторов:
трением в опорах, сопротивлением воздуха, взаимодействием
токов ’’резания”, индуктированных в диске при его вращении, с
магнитными потоками, и наконец, моментом, создаваемым
имеющимся в реле тормозным магнитом. Вращаясь между
полюсами магнита, диск пересекает его магнитные силовые
9
Рис. 4. Зависимость времени срабатыва-
ния реле от тока:
А — зависимая часть; В — независимая
часть
линии. В результате этого в диске наводится ЭДС, пропорцио-
нальная частоте вращения ы. Под ее действием возникают
контуры с током. Электромеханическая сила взаимодействия
этих токов с потоком создает тормозной момент, значительно
превосходящий вышеперечисленные. Поэтому с достаточной
точностью можно считать, что Мт = к"ы. При постоянной частоте
Мт = Мэ, т.е. к'1* = k'w, откуда
(7)
Следовательно, частота вращения пропорциональна квадра-
ту тока.
Как только ток /р достигнет тока срабатывания реле, ось
диска свяжется червячной передачей с толкателем, воздейст-
вующим на контакты так, что их переключение происходит
после определенного числа оборотов. Таким образом создается
логический элемент ’’время” без использования часового меха-
низма. Выдержка времени определится так
где п - число оборотов, определяемое положением толкателя.
При заданном числе оборотов выдержка времени обратно про-
порциональна квадрату тока. Зависимость времени срабатыва-
ния реле от тока представлена на рис. 4. Характеристика имеет
зависимую и независимую части. Переход характеристики в
независимую часть при определенном токе объясняется насы-
щением магнитопровода. Дальнейшее увеличение тока не
приводит к возрастанию магнитного потока. Поэтому частота
вращения не увеличивается. Согласно принятой терминологии
реле имеет ограниченно-зависимую характеристику выдержки
времени.
2. КОНСТРУКЦИЯ РЕЛЕ
Рассмотрим конструкцию индукционного реле на примере
реле типа РТ-81 (рис. 5). Цоколь реле изготовляется из немаг-
нитного сплава путем отливки. Он имеет приливы для крепле-
ния деталей. В пазы цоколя уложена резиновая уплотняющая
прокладка. В верхней части цоколя в прямоугольном вырезе
запрессована контактная колодка 5 с зажимами. Для крепле-
ния реле цоколь снабжен двумя отверстиями с резьбой.
Кожух реле первых выпусков представлял собой железный
каркас со стеклянным окошком. Он оказывает влияние на
распределение магнитных потоков. Для проверки электриче-
ских характеристик кожух необходимо надеть, а для регулиров-
ки снять, что создает неудобства. Поэтому в настоящее время
кожух изготовляется из прозрачного полимерного материала. В
верхней его части расположен поворотный рычажок с возврат-
ной пружиной и фасонным винтом, служащий для установки
сигнального флажка в исходное положение.
Магнитопровод реле является общим для индукционного и
электромагнитного элементов. Он имеет две ветви и делит
магнитный поток на две составляющие. Основная ветвь (собст-
венно магнитопровод) 16 представляет прямоугольник с воз-
душным зазором, образованным полюсами. Полюсы магнито-
провода разделены на две части таким образом, что часть каж-
дого полюса охвачена короткозамкнутым витком (экраном) 17;
назначение экранов объяснено ранее. Другая ветвь магнито-
провода - это магнитный шунт 15, образующий магнитную цепь
совместно с якорем отсечки и его правым воздушным зазором.
Катушка реле 12 - это измерительный орган, включаемый во
вторичную обмотку трансформатора тока. По катушке протека-
ет ток, пропорциональный .току защищаемого присоединения.
Катушка насажена на правый стержень магнитопровода. Один
ее конец выведен на контактную колодку, а отпайки - на семь
гнезд штепсельного мостика 13, который также имеет вывод
на контактную колодку. Гнезда имеют обозначения токов
срабатывания. В одно из них ввернут винт 14 с фасонной пласт-
массовой головкой. Винт снабжен пружинящей шайбой, предот-
вращающей нарушение контакта в случае усыхания карболита
штепсельного мостика. Восьмое гнездо является холостым,
в него ввернут запасной винт.
Якорь отсечки 9 представляет неуравновешенное коромысло,
ось которого укреплена на шунте магнитопровода. На левом,
более тяжелом плече, укреплены фигурный рычаг 4 и текстоли-
товая пластина 8. Посредством фигурного рычага осуществляет-
ся воздействие индукционного элемента на якорь и на сигналь-
ный флажок. Текстолитовая пластина непосредственно пере-
ключает контакты.
11
Рис. 5. Устройство реле типа РТ-81:
1 — зубчатый сектор; 2 — верхняя опора диска; 3 — червяк; 4 — фигурный рычаг;
5 — контактная колодка; 6 — неподвижный контакт; 7 — подвижный контакт; 8 —
текстолитовая пластина; 9 — якорь отсечки; 10 — регулировочный винт отсечки;
11 — короткозамкнутый виток якоря; 12 — катушка; 13 — штепсельный мостик;
14 — штепсельный винт; 15 — шунт магнитопровода; 16 — магнитопровод; 17 —
экраны; 18 — диск; 19 — скоба; 20 — толкатель; 21 — упор; 22 — нижняя опора диска;
23 — упорный винт; 24 — фасонный винт; 25 — регулировочный винт пружины; 26 —
пружина; 27 — постоянный магнит; 28 — нижняя опора рамки; 29 — рамка; 30 —
полуось сектора; 31 — верхняя опора рамки
Вибрация якоря отсечки в притянутом состоянии, вызванная
пульсацией магнитного потока,может привести к неустойчиво-
му замыканию контактов. Для устранения этого нежелательно-
го явления на правый конец якоря насажен короткозамкнутый
виток 11, охватывающий часть его торцевой стороны. Магнит-
ный поток расщепляется на две составляющие, сдвинутые по
фазе, что приводит к сглаживанию пульсации. Для предотвра-
щения залипания якорь снабжен немагнитной заклепкой.
12
Как установлено ранее, ток срабатывания электромагнитного
элемента можно регулировать воздушным зазором. Для этой
цели предназначен фасонный винт 10. На нем укреплено коль-
цо со шкалой, проградуированной в кратностях тока срабатыва-
ния отсечки току срабатывания индукционного элемента.
Например, цифра 6 на шкале отсечки совмещена с неподвижной
риской, а уставка индукционного элемента - 5 А. Следователь-
но, уставка отсечки 30 А. Кольцо со шкалой закреплено стопор-
ным винтом. Ослабив винт, можно повернуть кольцо.
Постоянный магнит 27 является составной частью магнитной
системы реле. Он создает тормозной момент, пропорциональ-
ный частоте вращения диска, что необходимо для получения
стабильных характеристик реле. Этим, однако, не исчерпыва-
ются функции постоянного магнита. Он участвует в создании
системы сил, действующих на подвижную часть реле и вызываю-
щих его срабатывание. И наконец, магнит останавливает враще-
ние диска после сброса тока, сводя к минимуму инерционный
выбег реле. Тормозной магнит крепится к приливу цоколя
осевым винтом и фиксируется тремя стопорными винтами. При
отпускании стопорных винтов положение магнита можно из-
менять.
Подвижная часть индукционного элемента представляет
алюминиевый диск 18, вращающийся между полюсами магни-
тов. Ось диска установлена на двух опорах в поворотной рамке
29. В свою очередь, поворотная рамка также на опорах 28, 31 двух
полуосей установлена в приливах цоколя. Ось диска имеет
утолщение, на котором нарезан одно- или четырехзаходный
червяк 3. Вторым элементом червячной пары служит зубчатый
сектор 1, поворачивающийся на двух полуосях 30. Сектор снаб-
жен толкателем 20, воздействующим на якорь отсечки. Упор
21, на котором лежит толкатель, определяет его исходное
положение. Упор фиксируется фасонным винтом 24, выведен-
ным вместе с указателем в прорезь со шкалой времени на щитке
реле. Его положением устанавливается выдержка времени.
Время на шкале указано в независимой части характеристики.
Крайние положения поворотной рамки ограничены упорным
винтом 23. Винт закреплен контргайкой. При отпущенной
контргайке винт имеет ход около 3 мм, необходимый для регу-
лировки глубины зацепления червяка с сектором. Рамка оття-
нута в крайнее положение возвратной пружиной 26 с винтом
25, служащим для регулировки ее натяжения. Рамка заканчи-
вается стальной скобой 19, которая за счет притяжения к магни-
тбпроводу обеспечивает надежное сцепление червячной пере-
дачи. Скобу можно слегка подгибать и отгибать, регулируя тем
самым коэффициент возврата.
Механический указатель срабатывания выполнен в виде
фигурного коромысла с красным кружком справа.
13
3-6908
Рис. 6. Нижний подпятник и цапфа
диска реле серий РТ-80 и РТ-90:
а — общий вид; б — микроподшип-
ник по сечению А—А в увеличенном
масштабе (50/1); 1 — корпус подпят-
ника; 2 — микроподшипник № Э625;
3 — шайба; 4 — цапфа нижнего конца
оси диска; 5 — наружное кольцо; 6 —
чашечка; 7 — шарик
Контактные системы реле имеют различные исполнения в
зависимости от модификации. Реле типа РТ-81 имеет замыкаю-
щий контакт, управляемый якорем отсечки и толкателем
сектора. Неподвижный контакт 6 с серебряной или металлоке-
рамической накладкой и изоляционный упор укреплены на
контактной пластине. На упругой пластине подвижного контак-
та 7 помещена вторая накладка. Если поменять местами изоля-
ционный упор с неподвижным контактом, а пластину подвиж-
ного контакта перевернуть, то контакт будет переделан на
размыкающий.
Верхний опорный узел оси диска представляет латунный
винт, в который запрессована стальная цапфа. Ее отполирован-
ная боковая поверхность является рабочей. Винт фиксируется
гайкой. Цапфа вращается в бронзовой втулке. Аналогично
устроены верхний и нижний опорные узлы рамки.
Конструкция нижнего опорного узла оси диска иная (рис. 6). В
кратере подпятникового винта 1 на глубине 4 мм помещен
микроподшипник 2 в виде чашечки 6 с четырьмя шариками
7. В подшипник погружена коническая цапфа оси 4 с закругле-
нием на конце. Подшипниковый винт также закреплен гайкой.
Следует особо остановиться на конструкции контактов уси-
ленной мощности. Реле, оснащенные этими контактами, приме-
няются в устройствах защиты на переменном оперативном токе.
Переключающий контакт усиленной мощности выполняется
таким образом, что при срабатывании реле раньше замыкается
контакт, подготавливающий цепь отключающей катушки (реле
прямого действия РТМ), а затем размыкающий контакт дешун-
тирует эту катушку (рис. 7). По катушке протекает вторичный
ток трансформатора тока, вызывающий срабатывание механиз-
ма отключения.
Конструкция контактной системы показана на рис. 8. Под-
вижная контактная пластина 6 поворачивается на оси 9, укреп-
ленной на жестком угольнике 5. Ход контактной пластины
14
Рис. 7. Принцип выполнения контактов усиленной мощности:
а — нормальный режим; б — дешунтирование; ТА — трансформатор тока; КА —
реле PT-85; YAT — токовый электромагнит отключения
Рис. 8. Конструкция контактов усиленной мощности:
а — элементы контактной системы; б — общий вид; 1 — изоляционный упор; 2 —
пластина подвижного размыкающего контакта; 3, 4 — токоотводящие шунты; 5 —
угольник; б — пластина подвижного замыкающего контакта; 7 — верхняя упорная
пружина; 8 — нижняя упорная пружина; 9 — ось
ограничен упорными пружинами 7 и 8. К концу пластины прива-
рена контактная накладка замыкающего контакта. Вторая
подвижная контактная пластина 2 также закреплена за уголь-
ник. Она имеет две контактные накладки замыкающего и
размыкающего контактов. Ход пластины ограничен неподвиж-
ным размыкающим контактом и изоляционным упором 1. Все
контактные накладки изготовлены из композиции серебро-
оксид кадмия. Серебро обеспечивает контактам наименьшее
переходное сопротивление, а оксид кадмия - тугоплавкость.
Подвижные контактные пластины снабжены гибкими токоот-
водящими шунтами, которые необходимы для отвода тока и
тепла при протекании больших токов. Такая конструкция
контактов обеспечивает возможность безобрывного переключе-
ния в токовых цепях во время короткого замыкания (КЗ).
На щитке реле нанесены: товарный знак, наименование и тип
реле, модификация, климатическое исполнение и категория,
месяц и год изготовления. Приведены следующие технические
данные: номинальный ток, две предельные характеристики для
минимальной и максимальной уставок по времени, показываю-
щие зависимость времени от кратности тока току уставки, и
схема внутренних соединений. Стрелка указывает направление
вращения диска.
Теперь рассмотрим, как происходит работа реле. При токе
около 20% тока уставки диск, преодолевая момент силы трения,
начинает вращаться, как было объяснено ранее. При этом
возникают дополнительные моменты и усилия. В диске, пересе-
кающем магнитные силовые линии постоянного магнита,
наводится ЭДС и циркулируют токи, препятствующие враще-
нию. Их взаимодействие с полем постоянного магнита создает
тормозной момент Мт. Диск пересекается потоком электромаг-
нита, в результате этого наводится ЭДС ’’резания” и циркули-
руют токи ’’резания”. Они создают момент Л4рез, также препятст-
вующий вращению. Когда рабочий момент уравновесится тор-
мозными моментами, частота вращения установится постоян-
ной. Для упрощения пренебрежем силой, вызванной токами
’’резания”. Тогда можно считать, что на диск действуют две
силы, стремящиеся повернуть рамку, - сила, созданная элект-
ромагнитом, и F2 - сила тормозного магнита (рис. 9). Интересно
отметить, что на вращение диска эти силы оказывают противо-
положное действие, а на рамку они действуют согласно. Их
равнодействующая, приближенно равная 2F2, приложена к оси
рамки. Теперь становится ясным основное назначение по-
стоянного магнита. Если бы он отсутствовал, уравновешенные
силы были бы приложены к одной точке, а их равнодействую-
щая равнялась нулю.
С увеличением тока возрастает частота вращения. Одновре-
менно возрастают силы Fj и F2. Наконец, при токе уставки
16
Рис. 9, Силы, действующие на подвиж-
ную систему. Обозначения элементов те
же, что и на рис. 5
суммарное усилие преодолевает силу возвратной пружины.
Рамка поворачивается, и зубчатый сектор приходит в зацепле-
ние с червяком. С этого момента начинается отсчет времени
срабатывания. Теперь возрастает сила трения, стремящаяся
вызвать расцепление. Но значительно возрастет и удерживаю-
щая сила Fj из-за уменьшения зазора между скобой и магнито-
проводом.
Итак, при дальнейшем вращении диска сектор с толкателем
движется вверх. Придя в соприкосновение с фигурным рычагом
4 (рис. 5), он поворачивает якорь отсечки. Правый зазор якоря
уменьшается, и возрастающая сила электромагнитного притя-
жения ускоряет движение якоря. Текстолитовая пластина
якоря переключает контакты, а фигурный рычаг выталкивает
механический указатель срабатывания.
После исчезновения тока подвижные части реле кроме меха-
нического указателя срабатывания возвращаются в исходное
положение: рамка - возвратной пружиной, якорь - собственной
массой.
При токе уставки отсечки электромагнитный элемент работа-
ет самостоятельно: срабатывание реле происходит без выдерж-
ки времени. При необходимости отсечка может быть выведена
из работы вывинчиванием винта 10 до упора.
3. НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РЕЛЕ
Существует 12 модификаций реле серии РТ-80. Каждая из них
выпускается в двух исполнениях: для выступающего монтажа с
передним и задним присоединением и для утопленного монта-
жа. Кроме того, реле выпускаются в различных климатических
исполнениях и в зависимости от условий работы - по катего-
риям.
В обозначении реле цифра за дробной чертой указывает на
диапазон уставок по току: 1 - диапазон уставок 4 - 10 А со сту-
пенью 1 А; 2 - диапазон уставок 2 - 5 А со ступенью 0,5 А.
Реле типов РТ-81 - РТ-84 предназначены для объектов, имею-
щих источник постоянного или выпрямленного оперативного
17
напряжения (аккумуляторная батарея, блоки питания). Эти
реле снабжены замыкающими контактами нормального испол-
нения, способными включать при замыкании ток до 5 А при
напряжении до 250 В. Такая коммутационная способность
достаточна для непосредственного замыкания цепи отключе-
ния выключателя. Однако размыкание цепи должно произво-
диться вспомогательным контактом выключателя.
Реле типов РТ-81/1 и РТ-81/2 предназначены для защиты
питающих и распределительных линий в сетях 6-35 кВ, а также
для защиты трансформаторов. Реле имеют четырехзаходный
червяк, которому соответствует шкала уставок по времени
0,5 - 4 с в независимой части характеристики.
Реле типов РТ-82/1 и РТ-82/2 предназначены для защиты
электродвигателей от междуфазных и витковых замыканий с
действием без выдержки времени на отключение (отсечка) и
для защиты от перегрузки, действующей с выдержкой времени
также на отключение. В отличие от реле РТ-81 они имеют одно-
заходный червяк и соответственную шкалу уставок по времени
2 - 16 с в независимой части характеристики.
Реле типов РТ-83/1 и РТ-83/2 предназначены для защиты
линий и трансформаторов, причем защита от междуфазных КЗ
(отсечка) действует на отключение, а защита от перегрузки - с
выдержкой времени на сигнал. Конструктивная особенность
этих реле заключается в отсутствии механической связи между
индукционным и электромагнитным элементами, т. е. в отсут-
ствии толкателя. Сигнальные контакты, имеющиеся в реле,
управляются хвостовиком зубчатого сектора, замыкаясь при его
подъеме. Таким образом, электромагнитный элемент воздейст-
вует на главные контакты и сигнальный флажок, а индукцион-
ный - на сигнальные контакты. Замыкающие сигнальные кон-
такты способны замыкать и размыкать цепь постоянного или
выпрямленного тока до 0,2 А или переменного тока до 1 А при
напряжении до 250 В. Так как часть хода зубчатого сектора
тратится на перемещение сигнального контакта, шкала выдер-
жек времени сокращена на одну минимальную уставку.
Аналогичную конструкцию контактной системы имеют реле
типов РТ-84/1 и РТ-84/2. С их помощью выполняется защита
электродвигателей от междуфазных и витковых замыканий
(отсечка) с действием на отключение, а от перегрузки - с дейст-
вием на сигнал или технологическую разгрузку. Реле имеют
пределы уставок по времени 4-16 с в независимой части харак-
теристики.
Реле типов PT-85, РТ-86 используются в устройствах защиты на
переменном оперативном токе. Они оснащены контактами
усиленной мощности, конструкция которых описана в §2. Эти
контакты способны шунтировать и дешунтировать управляемую
цепь при токах до 150 А, если ее полное сопротивление не более
18
4 Ом при токе 4 А и не более 1,5 Ом при токе 50 А (напомним,
что сопротивление катушки с сердечником падает при возраста-
нии тока из-за насыщения железа).
Реле типов РТ-86/1 и РТ-86/2, предназначенные для защиты
электродвигателей, имеют контакты усиленной мощности,
управляемые только якорем отсечки, и сигнальные контакты,
управляемые индукционным элементом. В этом они аналогич-
ны реле РТ-84 и имеют такую же шкалу уставок.
Номинальные данные, уставки и схемы внутренних соедине-
ний реле серии РТ-80 приведены в табл. 1 и на рис. 10, а обмоточ-
ные данные - в табл. 2. Потребляемая мощность реле при токе
уставки - не более 10 В-А. После срабатывания отсечки потреб-
ляемая мощность увеличивается на 15%. Коэффициент возвра-
та реле (индукционного элемента) - не менее 0,8. Переход
времятоковой характеристики в независимую часть происходит
при 8-10-кратном токе.
Таблица 1
Тип реле Номи- нальный ток, А Пределы шкалы уставок по току, А Ступень шкалы уставок по току, А Пределы шкалы уставок по вре- мени \ с Контакты Схема соедине- ний по рис. 10
РТ-81/1 10 4-10 1 0,5-4 Нормальный
РТ-81/2 5 2-5 0,5 0,5-4 а
РТ-82/1 10 4-10 1 2-16 >3
РТ-82/2 5 2-5 0,5 2-16 ft
РТ-83/1 10 4-10 1 1-1 Нормальный и сигнальный
РТ-83/2 5 2-5 0,5 1-1 То же б
РТ-84/1 10 4-10 1 4-16
РТ-84/2 5 2-5 0,5 4-16
РТ-85/1 10 4-10 1 0,5—4 Усиленный
РТ-85/2 5 2-5 0,5 0,5-4 ,1 в
РТ-86/1 10 4-10 1 4-16 Усиленный и сигнальный
РТ-86/2 5 2-5 0,5 4-16 То же \ г
РТ-91/1 10 4-10 1 0,5—4 Нормальный
РТ-91/2 5 2-5 0,5 0,5-4
РТ-95/1 10 4-10 1 0,5-4 Усиленный
РТ-95/2 5 2-5 0,5 0,5-4 в
независимой части характеристики.
Примечание. Кратность тока срабатывания отсечки к току срабатывания
индукционного элемента у реле всех модификаций находится в пределах 2—8.
19
Рис. 10. Схемы внутренних соединений реле серии РТ-80 и РТ-90:
а — реле типов PT-81, PT-82, РТ-91; б — реле типов PT-83, РТ-84; в — реле типов
PT-85, РТ-95; г —реле типа РТ-86
Таблица 2
Тип реле Номиналь- ный ток, Л Число вит- ков Провод Число витков от начала обмотки до отпаек
РТ-80 5 120 ПБД-1,45 48, 54, 60,68, 80, 96
10 60 ПБД-1,95 24, 27, 30, 34, 40, 48
РТ-90 5 210 ПБД-1,0 84, 94, 104, 118, 140, 168
10 105 ПБД-1,45 42, 47, 52, 59, 70, 84
Инерция вращающегося диска послужила причиной двух
нежелательных явлений: инерционного выбега, упомянутого
ранее, и замедленного возврата. Инерционный выбег практиче-
ски не зависит от тока и составляет около 40 мс. Время возврата
реле при снижении тока с 51уст до 0,7 1уст не превышает 0,8 р.
Реле серии РТ-80 выпускаются взамен снятых с производства
реле серии ИТ-80. Характеристики и параметры реле обеих серий
одинаковы. Имеются лишь некоторые конструктивные разли-
чия. Так, реле серии ИТ-80 имеют в подшипниковом винте
шарик, на который опирается цилиндрическая цапфа. Шарик
подвергается интенсивному износу, особенно в запыленных
помещениях. Конструкция опорного узла в реле серии РТ-80
лишена этого недостатка.
Для защиты асинхронных двигателей большой мощности с
тяжелым пуском (пусковые токи имеют большую кратность и
длительное затухание) разработаны реле серии РТ-90. Для
отстройки защиты от пусковых токов возникла необходимость
более раннего перехода характеристики в независимую часть.
Сдвиг характеристики достигнут следующим образом. Число
витков в катушке увеличено в 1,75 раза. Это привело к увеличе-
нию магнитодвижущей силы, а следовательно, к более раннему
насыщению магнитопровода. Изменена площадь экранирован-
ной части полюсов. Намагниченность постоянного магнита
20
Рис. 11. Времятоковые ха-
рактеристики реле типов
PT-81, PT-83, РТ-85 с устав-
ками:
1 -0,5 с; 2 - 1 с; 3 -2 с;
4 — 3 с; 5 — 4 с
Рис. 12. Времятоковые ха-
рактеристики реле типов
PT-82, РТ-84 и РТ-86 с ус-
тавками:
1 - 2 с; 2 - 4 с; 3 - 8 с;
4 -12 с; 5-16 с
Рис. 13. Времятоковые характеристики
реле типов РТ-91 и РТ-95
уменьшена так, чтобы сохранить диапазоны уставок такими же,
как у реле серии РТ-80.
Реле серии РТ-90 имеют четыре типоисполнения. Реле, типов
РТ-91/1 и РТ-91/2 снабжены контактами нормального исполне-
ния, а типов РТ-95/1 и РТ-95/2 - усиленными дешунтирующими
контактами. Сведения о реле приведены в табл. 1, 2 и на
рис. 10.
На рис. 11-13 представлены времятоковые характеристики
реле, на рис. 14, 15 - кривые зависимости полного сопротивле-
21
Рис. 14. Зависимость полного сопротивления обмотки реле типа РТ-85/2 от крат-
ности тока (уставка 2 А)
Рис. 15. Зависимость полного сопротивления обмотки реле типа РТ-95/2 от крат-
ности тока (уставка 2 А)
ния обмотки реле от кратности тока. Увеличение тока приводит
к насыщению магнитопровода, вследствие этого уменьшаете*3
индуктивность обмотки.
4. РАСЧЕТЫ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ С РЕЛЕ СЕРИИ РТ-80
Методы расчетов токовых защит подробно изложены в [1, 2, 8,
9] и др. Здесь же приводятся рекомендации по расчету защиты
с реле серии РТ-80 в связи с ее некоторыми особенностями.
Расчет защиты состоит из определения уставок и расчетной
проверки (или выбора) трансформаторов тока.
Напомним требования, предъявляемые к защите.
1. Чувствительность. Защита должна срабатывать при наи-
меньшем токе металлического КЗ 2кт[П в конце защищаемого
участка.Для сети с изолированной нейтралью таким током
является ток двухфазного КЗ. Чувствительность защиты хара-
ктеризуется коэффициентом чувствительности
к = I /I (^)
Кч лк.гтп/1с,з>
где/с з - ток срабатывания защиты.
Для создания расчетного запаса, учитывающего погрешности
защиты, переходное сопротивление электрической дуги в месте
повреждения и другие факторы, коэффициент чувствительно-
сти должен быть не менее 1,5.
2. Селективность. Защита не должна отключать выключатель
при поверждениях на смежных участках, отключаемых преды-
дущими защитами. В некоторых случаях обеспечить селектив-
ность не удается. Тогда (как вынужденная мера) допускается
22
неселективная работа защиты, которая исправляется автомати-
ческим повторным включением (АПВ).
3. Дальнее резервирование. При отказе предыдущей защиты
в смежной зоне защита должна действовать на отключение.
Коэффициент чувствительности при этом должен быть не менее
1,2. Не следует отказываться от дальнего резервирования, если
предыдущей защитой служит предохранитель. Отказ предохра-
нителя, снабженного калиброванной вставкой, исключен. Тем
не менее в условиях, не всегда соответствующих требованиям
эксплуатации, встречаются случаи установки некалиброванной
вставки и даже ’’жучка”. Поэтому отсутствие дальнего резерви-
рования должно рассматриваться как вынужденная мера.
4. Несрабатывание в нагрузочном режиме. Защита не должна
срабатывать при максимально возможном токе нагрузки ^нгтах-
5. Несрабатывание в случаях кратковременного увеличения
этого тока, не вызванного повреждением оборудования. К
таким случаям относятся:
5.1) увеличение тока во время подачи напряжения после его
аварийного исчезновения или глубокого снижения; оно вызвано
самозапуском электродвигателей, не имеющих защиты мини-
мального напряжения. Он длится 10-15 с, а иногда и дольше.
Влияние токов самозапуска характеризуется коэффициентом
самозапуска кзап. Его значение в распределительных сетях
зависит от соотношения силовой и осветительной нагрузки и
колеблется от 1,2 (нагрузка бытовых потребителей) до 2,5 (сеть
промышленного предприятия с комплексной нагрузкой);
5.2) бросок тока намагничивания силовых трансформаторов
при включении присоединения или при восстановлении напря-
жения после отключения КЗ. Намагничивающий ток затухает
через шесть-семь периодов. Поэтому для защиты с выдержкой
времени этот фактор можно не учитывать;
5.3) срабатывание разрядников при атмосферных перенапря-
жениях.
Этот фактор также не следует учитывать для защит с выдер-
жкой времени.
Расчетная проверка трансформаторов тока заключается в
следующем.
1. Проверяют, обеспечивают ли трансформаторы тока точ-
ность работы реле как измерительного органа в наиболее важ-
ной точке характеристики. Эта точка, называемая контрольной,
является точкой согласования с последующей защитой, распо-
ложенной ближе к источнику питания, т. е. точкой сближения
их характеристик. Погрешность трансформатора тока в конт-
рольной точке не должна превышать 10%. В противном случае
селективность с предыдущей защитой может быть не обеспе-
чена.
23
2. Проверяют, чтобы при максимальном токе КЗ погрешность
трансформаторов тока не превышала 50%. При больших кратно-
стях тока КЗ к номинальному может произойти искажение
синусоиды вторичного тока из-за глубокого насыщения сердеч-
ника трансформатора тока. В свою очередь, несинусоидальный
ток вызывает искажение времятоковой характеристики реле.
Защита с реле типов PT-85, PT-86, РТ-95 нуждается в следую-
щих дополнительных проверках:
1) проверяют значение тока - по условию коммутационной
способности контактов максимальный вторичный ток не дол-
жен превышать 150 А;
2) убеждаются в невозврате якоря, иначе произойдет отказ
защиты из-за ’’прыгания” реле, так как после дешунтирования
нагрузка на трансформаторы тока резко возрастает (электромаг-
нит отключения обладает значительным потреблением); при
этом увеличивается погрешность трансформаторов тока, и
вторичный ток уменьшается;
3) проверяют чувствительность электромагнита отключения
к тем же повреждениям, на которые должно реагировать реле.
Для выполнения расчетов требуются данные, которые полу-
чают из паспортов оборудования, справочных материалов, а
также экспериментальным путем. К ним относятся:
а) номинальное напряжение 17ном, кВ;
б) максимальный ток трехфазного КЗ на шинах, от которых
питается защищаемое присоединение 1ктах, А; минимальный
ток двухфазного КЗ в конце защищаемого участка /КП71П, А;
максимально возможный ток нагрузки 1нгтах, А; максимальный
и минимальный токи КЗ в конце смежных участков 1^тах, lamin’
А;
в) параметры защищаемого оборудования: для линий - мате-
риал, длина и сечение провода (жилы), для трансформаторов -
номинальная мощность SH0M (кВ-А), тип, коэффициент трансфор-
мации, напряжение короткого замыкания ик, %. Для электро-
двигателя - тип, мощность, номинальный ток /ном (А), способ
пуска, кратность пускового тока, наличие самозапуска, техноло-
гические особенности приводимого им механизма;
г) характеристика и параметры предыдущей защиты. При
наличии нескольких смежных участков для согласования
берется защита с наибольшим током срабатывания и наиболее
’’высокой”, времятоковой характеристикой. Если предыдущей
защитой является предохранитель, необходимо иметь его
времятоковую характеристику, взятую из каталога ’’Электро-
техника СССР” 02.0502.-82. Более старыми источниками пользо-
ваться не следует;
д) характеристика и параметры последующей защиты;
е) параметры и характеристика реле серии РТ-80;
ж) параметры трансформаторов тока: тип, коэффициент
24
трансформации Kj, указываемый в виде отношения первичного
и вторичного токов, класс обмотки;
з) параметры электромагнита отключения: тип, номинальный
ток /Ном, э, о (А), потребляемая мощность SH0M> Э; 0 (В-А);
и) материал, длина и сечение проводников, соединяющих
реле с трансформаторами тока.
Ниже рассмотрена методика расчета на трех конкретных
примерах.
Пример 1. Защита распределительной линии. Электроснабжение городского
микрорайона осуществляется по распределительной линии 1/ном = 10 кВ, к кото-
рой могут быть подключены до шести однотрансформаторных подстанций
(рис. 16). Трансформаторы ТМ-400/10. SH0M = 400 кВ-A, I/be/^HH = Ю/04 кВ,
1НОМ=23,1 А, схема соединения У/У, ик = 4,5%. Трансформаторы защищены
предохранителями ПКТ, номинальный ток плавкой вставки 1п ном = 50 А. Устав-
ка по времени последующей защиты 1 с. Оборудование ячейки: трансформаторы
тока ТПЛ-10, К[= 200/5, два реле типа РТ-85/1 подключены к сердечнику класса Р
по схеме неполная звезда (рис. 17). Привод ПП-67 имеет два встроенных реле
РТМ-1 (уставки 5—10 А). Ток трехфазного КЗ на шинах РП 1,,Гпдх - 6000 А. Ток
двухфазного КЗ в конце линии lKmjn = 3500 А. Ток трехфазного КЗ на шинах 0,4 кВ
1ктах~ 513 А. Ток двухфазного КЗ на шинах 0,4 кВ 1^т,п = 444 А.
Требуется рассчитать уставки релейной защиты и проверить пригодность
трансформаторов тока.
Для выполнения требований 4 и 5.1 ток срабатывания защиты /с определя-
ется по формуле
г k k
‘нгтаа отс зап
1с, 3=-------к------ СЮ)
где t0TC — коэффициент отстройки, учитывающий погрешность работы реле и
KM YAT1
Рис. 17. Схема соединения трансформаторов
тока и реле в неполную звезду
KAI YA1Z
необходимый запас; для реле серии РТ-80 принимается fc = 1,2. Для нагрузки
бытовых потребителей принимается по опыту эксплуатации кззп = 1,2. В формулу
входит коэффициент возврата К& так как ток возврата реле должен быть также
отстроен от максимальной нагрузки, иначе реле, сработав при КЗ в смежной
зоне, после ликвидации КЗ основной защитой поврежденного участка может не
возвратиться и вызвать излишнее отключение. Для реле серии РТ-80 принимает-
ся fcB= 0,8.
Определяем максимальный ток нагрузки, исходя из возможности
100%-ной загрузки всех трансформаторов:
^нг max
ZSHOM
6-400
10 Vf
= 139 А;
тогда
, 139 1,2 • 1,2
7с, з = ------------ = 250 А.
Рис. 18. Карта селективности:
1 - характеристика предохранителя ПКТ-10/50; 2 — характеристика реле
26
Для выполнения требования 2 необходимо, чтобы при всех токах, превышаю-
щих 1п ном> время действия защиты превышало время плавления вставки. Если
на одном рисунке изобразить характеристики реле, приведенные к первичному
току, и вставки предохранителя, то характеристика реле должна быть расположе-
на выше (рис. 18). Такой рисунок называется картой селективности. Приняв
ступень селективности равной 0,5 с, устанавливаем, что для обеспечения селек-
тивности с последующей защитой рассматриваемая нами защита должна иметь
время в независимой части характеристики tH = 1 — 0,5 = 0,5 с.
По характеристике реле определяем, что ’при токе срабатывания его время
составит 6 с. Исходя из этого поступаем следующим образом. Перестраиваем
участок характеристики вставки 31п ном + 207п ном в равномерную шкалу. Прово-
дим от точки 6 с на оси ординат горизонтальную прямую до пересечения с харак-
теристикой и на оси абсцисс определяем ток, при котором вставка перегорит за
6 с. Умножив этот ток на 1,4, получим ток срабатывания защиты. В данном случае
ICj 3= 1,4-180 =252 А.
Этот ток удовлетворяет и предыдущему требованию. Коэффициент 1,4 учиты-
вает время гашения дуги в предохранителе, разброс характеристики по току до
20% и др. Нанеся остальные точки характеристики реле, убеждаемся, что селек-
тивность обеспечивается при всех токах. Далее на карту селективности наносим
характеристик последующей защиты. Затем, определяем ток срабатывания реле:
где ксх — коэффициент схемы, равный 1 для двухрелейной схемы неполная
звезда.
Получаем
По шкале уставок реле типа РТ-85/1 выбираем ближайшую в сторону увеличе-
ния уставку, равную 7 А. Окончательно определяем ток срабатывания защиты:
/с э = 7(200/5) = 280 А.
Проверим чувствительность защиты:
кч = *кт1п/*с,з= 3500/280 = 12-5>1.5-
Проверим чувствительность защиты в качестве резервной. Необходимо убе-
диться, что защита чувствительна по меньшей мере к току двухфазного КЗ на
шинах 0,4 кВ
< = 0*0,3 = 444/280 = 1.58 >1.2.
Мы убедились, что защита удовлетворяет всем вышеприведенным требова-
ниям. Принятые уставки: 7С 3 = 280 А, уставка по шкале реле 7 А, время в незави-
симой части характеристики 0,5 с.
Напомним, что приводя уставки защиты, время следует указывать в независи-
мой части характеристики, а не при токе срабатывания.
Следует отметить недостаток этой методики расчета. Он
заключается в том, что при построении карты селективности не
27
учтена нагрузка присоединения. Такая селективность является
неполной. Однако, если полностью учесть влияние нагрузки,
это приведет к загрублению защиты. Так, в нашем примере ток
срабатывания защиты составит 252 + 139 = 391 А, а ее чувстви-
тельность в качестве резервной кч = 1,13, т. е. дальнее резервиро-
вание не будет обеспечено. Поэтому дать какую-либо общую
рекомендацию относительно учета влияния нагрузки не пред-
ставляется возможным. Следует ориентироваться на конкрет-
ные условия.
Как мы уже знаем, реле серии РТ-80 позволяет выполнить
первую ступень защиты в виде токовой отсечки без выдержки
времени. Токовую отсечку целесообразно или даже необходимо
использовать в ряде случаев:
1) для защиты головного участка распределительной линии
(от шин РП до первого ТП), если сопротивление этого участка
настолько велико, что обеспечивается достаточное различие
между токами КЗ в его начале и конце;
2) если последующая защита имеет выдержку 0,5 с и менее;
если выдержка 0,5 с недопустима по условию термической
стойкости проводов и кабелей; если от тех же шин питаются
крупные синхронные двигатели, требующие по условию их
устойчивости мгновенного отключения КЗ.
Излишнее действие токовой отсечки должно быть исправле-
но автоматическим повторным включением. Время срабатыва-
ния токовой отсечки реле серии РТ-80 составляет около 0,03 с,
собственное время работы выключателя - около 0,1 с. Полное
время отключения 10ТКЛ = 0,03 + 0,01 = 0,13 с. Если за это время
вставка успеет перегореть, то гашение дуги в предохранителе
произойдет в бестоковую паузу и АПВ будет успешным. В про-
тивном случае выключатель включится на неустраненное КЗ,
АПВ будет неуспешным, а отключение неселективным.
Пример 2. Рассмотрим вариант выполнения неселективной токовой отсечки с
вставкой предохранителя на 50 А.
Ток срабатывания отсечки Тс отстраивается от тока трехфазного КЗ на вы-
водах 0,4 кВ наиболее мощного трансформатора I^max'
;с, 3, о = котс1ктах- (12)
Коэффициент отстройки /сстс учитывает значительный разброс отсечки и
наличие апериодической составляющей тока и принимается равным 1,5. Тогда
Г. , „ > 1,5 513 = 770 А.
С, 3, О ’
Несрабатывание отсечки при броске тока намагничивания обеспечивается
условием
7с,з,о> 5Е'ном,тр- U3)
Суммарный номинальный ток всех трансформаторов, подключенных к рас-
пределительной линии, определяется так:
28
Е^НОМ, тр
^ном.тр- Тзу
’ ном
В нашем примере Е1НОМ тр = 139 А. Получаем 1С 3 0 > 5 139 = 695 А < 770 А.
Для обеспечения успешного повторного включения ток срабатывания отсечки
должен превышать ток, при котором вставка предохранителя перегорит за 0,13 с.
По времятоковой характеристике вставки на 50 А определяем, что этот ток
меньше 770 А. Таким образом, Iс 3 0 > 770 А.
770
Окончательно принимаем 1С< 3> 0 = 770 А. А вторичный ток 1С Р; 0 = =
= 19,5 А. Кратность тока срабатывания отсечки к току срабатывания индукцион-
ного элемента составит 19,5/7 = 2,75.
Определим коэффициент чувствительности отсечки:
Ч О= 'кпвгА, 3, о= 3500/770 = 4,5 > 1,5.
Переходим к расчетной проверке трансформаторов тока (вариант без токовой
отсечки).
1. Проверка трансформаторов тока на 10%-ную погрешность ведется для тока
5ТС 3= 5- 280 = 1400 А. Расчетный ток принимается с некоторым запасом
1расч = 1.1 • 1400 = 1540 А.
Теперь определим нагрузку вторичных обмоток трансформаторов тока ZHr.
Она складывается из сопротивлений реле Zp, соединительных проводов ZnpH пе‘
реходного сопротивления контактов ZK. Ее значение зависит от схемы соедине-
ния токовых цепей, вида КЗ. Для схем соединения неполная звезда при двух-
фазном КЗ значение нагрузки наибольшее:
ZHr = 2Znp + ZK + Zp- (14)
Если реле находится в ячейке распредустройства, сопротивление соедини-
тельных проводов незначительно, и его вместе с переходным сопротивлением
контактов можно принять 0,1 Ом. Сопротивление реле определяется по извест-
ным потреблению Sp (В • А) и уставке 1С р (А):
ZP=SX,P ; (15)
тогда
Zp= 10/72 = 0,2 Ом; ZHr= 0,1 + 0,2 = 0,3 Ом.
На рис. 19 представлены кривые зависимости кратности тока к номинальному
fcj0OT сопротивления нагрузки ZHrnpH 10%-ной погрешности. Кривые построены
для трансформаторов тока типа ТПЛ-10. Каждому значению ZHr соответствует
кратность к 10> при которой погрешность трансформатора тока f = 10%. По кривой
1 определяем, что для Z нг = 0,3 Ом, к 10 доп = 18. Это — допустимая кратность тока.
Расчетная кратность
fcp= 1рзсч/1т= 1540/200 = 7,7 < 18.
Таким образом, fcjg доп > кр, следовательно, трансформатор тока удовлетворя-
ет условию 10%-ной погрешности.
2. Определение погрешности трансформатора тока при максимальном токе
КЗ. Максимальная кратность
Чах= 4,4^= 6000/200 = 30.
29
Рис. 19. Кривые предельных кратностей трансформаторов тока типа ТПЛ-10:
1 — для Kj = 5/5 + 300/5 класса Р; 2 — для К, = 5/5 + 300/5 класса 0,5; 3 — для =
= 400/5 класса Р; 4 - для Kj = 400/5 класса 0,3; 5 - суммарная для последователь-
ного включения обмоток классов Р и 0,5 (К{ = 5/5 + 300/5) — построена путем
суммирования ZHr доп при одних и тех же значениях kjg по кривым 1 и 2
Определим отношение
max 1U доп '
Оно составит А = 30/18 = 1,67.
Расчет погрешности трансформаторов тока при максимальном токе КЗ
выполнить по предыдущей методике затруднительно. Для каждого типа реле и
защиты существует своя допустимая погрешность трансформатора тока, и поэто-
му потребовалось бы построение семейства кривых, аналогичных рис. 19. Гораздо
удобнее пользоваться кривой рис. 20, по которой определяется фактическая
погрешность трансформатора тока в зависимости от обобщенной величины
А. Зависимость, единая для трансформаторов тока всех типов, построена расчет-
ным и экспериментальным путем для условий работы трансформаторов тока в
режиме глубокого насыщения. Как видно из формулы (16), погрешность таким
путем определяется для данной нагрузки и при максимальном токе КЗ. По
кривой определяем: при А = 1,58 / = 39% < 50%.
3. Определение максимального вторичного тока в реле
^ктах 6000
;ртах= = 200/5 = 150 А>
т. е. не превышает допустимый.
Известно, что значительное число отказов реле вызвано повреждением
дешунтирующих контактов: оплавлением, выгоранием, привариванием. Поэто-
му представляется целесообразным вести расчет с запасом без учета погрешно-
сти трансформаторов тока.
4. Проверка трансформатора тока на 10%-ную погрешность после дешунтиро-
вания при том же токе fpactrДля этого определим сопротивление электромагни-
30
Рис. 20. Зависимость f - ф(А) для определе-
ния токовых погрешностей трансформато-
ров тока, превышающих 10%
та отключения, в качестве которого служит реле РТМ-1 (потребляемая мощность
S3, о= 58 В • А, ток срабатывания 13 0= 5 А). Тогда
Z3, о= Я,, о= 58/5 2= 2,32 Ом.
Сопротивление нагрузки после дешунтирования
Z'm= 0,3 + 2,32 = 2,62 Ом.
Для такой нагрузки (сщ доп= 4. А так как &расч = 7,7 >*Дог»,Т0 погрешность
после дешунтирования превысит 10%. Поэтому необходимо определить факти-
ческую погрешность и убедиться, что при 1КГШГ1 ток, вычисленный с ее учетом,
будет больше, чем ток возврата. Несоблюдение этого условия приведет к ”прыга-
нию” реле. Для обеспечения большей надежности погрешность определяется
при кратности к'тах = 1,5 ipac4. Тогда к'тах = 1,5-7,7 = 11,55; к'аоп= 4; А = 11,55/4 =
= 2,9; /'= 54%.
Определим ток возврата электромагнитного элемента реле (первичный)
1В= Мс з (17)
где кв — коэффициент возврата якоря реле, принимаемый 0,4 (не следует путать
его с коэффициентом возврата индукционного элемента).
Получим 1В = 0,4-280 = 112 А.
Чувствительность защиты
'ю™ £1 -(Г'/ЮО)]
*ч,э=-----------;--------; (18)
тогда
3500 • 0,46
*4,3=-------------- = 13’75 >1Л
Низкий коэффициент возврата якоря способствует его удержанию при
снижении вторичного тока.
Для проверки надежной работы электромагнита отключения погрешность
трансформатора тока рассматривается при другом значении расчетного тока, а
именно
„ 1>8К1,з, о 1,8-(200/5)-5
^расч= Г = j = 860 А.
Ксх 1
31
ютил
(19)
К?э,о
3500 0,46
; ,----= 7,7
Его кратность к расч = 360/200 = 1,8 при к*0 доп== 4, f <10%.
Следовательно, при расчетном токе срабатывания не требуется специальная
проверка чувствительности электромагнита отключения. При токе чувстви-
тельность электромагнита отключения проверяется по формуле, аналогичной
(18), но без учета коэффициента возврата
Чэ,о;
Тогда
^ч, э, о
Согласно [6] минимальное значение коэффициента чувствительности элек-
тромагнитов отключения должно быть на 20% больше принимаемого для защи-
ты, т. е. 1,8.
Мы убедились в пригодности трансформаторов тока. Однако в некоторых
случаях расчеты могут выявить их непригодность. Замена трансформаторами
тока с увеличенными коэффициентами трансформации дает уменьшение по-
грешностей и снижает вторичный ток. В то же время снижается чувствительность
электромагнита отключения в схемах с дешунтированием. Другой путь сниже-
ния погрешности - последовательное соединение вторичных обмоток обоих
классов трансформаторов тока, если обмотка класса 0,5 не задействована для
учета.
Пример 3. Защита силового трансформатора. Нагрузка двухтрансформаторной
подстанции небольшого промышленного предприятия является комплексной
(обобщенной), причем 50% нагрузки приходится на долю электродвигателей
0,4 кВ. Силовые трансформаторы типа ТМ-630/6, S4t)M = 630 кВ A, =
= 6/0,4 кВ, 1ном= 61 А, схема соединения обмоток Y/Y, ик = 4,5%.
Трансформаторы токв типа ТПЛ-10, К}= 150/5 А, реле подключены к сердечни-
ку класса Р. Привод ПП-67 с двумя реле РТМ-1. Двухсекционное РУ 0,4 кВ осна-
щено устройством автоматического ввода резерва (АВР). Трансформаторы под-
ключены к шинам 0,4 кВ через автоматические выключатели АВМ-10С, имеющие
расцепители максимального тока типа 2. Уставка расцепителя / = 1000 А
(рис. 21). Релейная защита выполнена с помощью двух реле РТ-85 по схеме не-
полная звезда. Требуется рассчитать уставки защиты.
Согласно [6] зашита должна действовать при междуфазных КЗ в обмотках и на
выводах трансформатора, витковых замыканиях, недопустимых перегрузках. При
КЗ на шинах 0,4 кВ зашита должна действовать в качестве резервной. Желатель-
но, чтобы она была чувствительной к однофазным КЗ на землю на стороне 0,4 кВ
до автоматического выключателя. Однако в большинстве случаев не удается
достичь требуемой чувствительности, и для защиты от однофазных КЗ применя-
ется отдельное устройство. Вопросы защиты трансформатора подробно рассмотре-
ны в [8]. В то же время зашита не должна действовать при увеличении тока после
автоматического включения секционного выключателя с последующим самоза-
пуском электродвигателей. Необходимо также обеспечить селективность с
расцепителями максимального тока.
Ток срабатывания максимальной токовой защиты можно определять по
формуле
^отс ^зап ^нг + ^ном^
---------7----------> (20)
32
где 1НГ — нагрузка второго трансформатора, подключившаяся после АВР. Прини-
маем 1НГ=0,71НОМ,
*„=0,8. к--,.= 1,2, *„„=2,4;
в * * отс * ’ зап ’ ’
тогда
1,2(2,4-0,7-61 + 61)
1с, э = = 244 А; 0,8 244
Р = = = 8,1 А. 150/5
Принимаем уставку / = 8 А, 1С 3 = 240 А. Уставка по времени в незави-
симой части характеристики принимается 0,5-0,8 с. Большее время принимать
не следует во избежание недопустимого завышения уставки предыдущей защи-
ты. Примем Ц = 0,7 с. Тогда при ступени селективности At = 0,5 с защита иа
автоматическом выключателе должна иметь выдержку времени t2 = tj — At -
= 0,7 —0,5 = 0,2 с. Нанеся на карту (рис. 22) характеристики обеих защит, убежда-
емся в их селективности.
Для дальнейших расчетов нам необходимо знать токи трех- и двухфазного КЗ
на шинах 0,4 кВ, приведенные к напряжению 6 кВ, 1Ктах и lamin' ^сли пренебречь
сопротивлением питающей системы, то эти токи можно определить по извест-
ным формулам:
г нем 61 100
=------ ЮО = ------- = 1355 А;
Kmax ик 4,5
lKmin = °-866 'ктох = °-866 • 1355 = 1174 А.
Теперь проверим чувствительность защиты к
^4 = ^^,3= 1174/240 = О
Согласно [6] коэффициент чувствительности должен быть не менее 1,5. Одна-
ко, учитывая возможность КЗ через дугу, а также некоторое уменьшение тока КЗ
Рис. 22. Карта селективности:
1 — характеристика расцепителя; 2 — характеристика реле
33
из-за переходного сопротивления болтовых соединений ошиновки, желательно
иметь кч = 2.
С целью быстродействия защиту следует дополнить токовой отсечкой. Чтобы
она не работала излишне при КЗ на шинах 0,4 кВ, ее ток срабатывания должен
определяться по формуле
Ч 3, о - ^отс ^ктах' (21)
Коэффициент отстройки kQTC принимается 1,5. Тогда
;с, з, о = 1.5-1355 = 2032 А,
кратность 67,8/8 = 8,5.
Расчетная проверка трансформаторов тока выполняется по методике,
изложенной в примере 1.
Пример 4. Защита двигателя. Асинхронный двигатель типа А-13-53-8,
РНом = 500 к®т> 1ном= 50,5 А, иноы= 6 кВ предназначен для насоса. Ток трехфаз-
ного КЗ на выводах двигателя = 5000 А. Пуск двигателя осуществляется
прямым включением в сеть, причем кратность пускового тока &ПуСк = 5. Самоза-
пуск не предусмотрен. Оборудование ячейки: привод выключателя ПЭ-11, транс-
форматоры тока типа ТПЛ-10, Kt = 150/5 А. Рассчитать защиту от КЗ и перегрузок.
Как известно, при возникновении КЗ двигатель должен быть отключен мгно-
венно, иначе произойдут серьезные разрушения, требующие капитального
ремонта или даже приводящие двигатель в состояние полной негодности. Поэто-
му в качестве защиты от междуфазных КЗ должна применяться токовая отсечка.
Ее ток срабатывания 1С 3 о должен быть отстроен от пускового тока ^пуск;
1с,з,о- ^отс/пуск-от<Лпусковом- (22)
Для отсечек с реле серии РТ-80 и реле прямого действия принимается котс= 2.
Такое большое значение коэффициента отстройки принято в связи с возможно-
стью броска намагничивающего тока в момент пуска. Таким образом,
1с,з,о= 2 -5- 59,5 = 595 А.
Согласно [6] для двигателей мощностью менее 2000 кВт рекомендуется одно-
релейная схема защиты с включением реле на разность токов. Для такой схемы
ток срабатывания реле определяется с учетом коэффициента схемы к.а=
1с,з,оксх 595 т/Т
Г = ------------ = ------ = 34 3 А
Принимаем 1С) р о = 35 А. Чувствительность токовой отсечки оценивается
коэффициентом чувствительности кч,который должен быть не менее 2. С таким
коэффициентом защита должна быть чувствительна к току двухфазного КЗ на
выводах двигате л я 1 Kmln, который составляет
1ктт = 0,866 • 5000 = 4330 А.
Однорелейная схема имеет различную чувствительность к одному и тому же
значению тока, зависящую от вида КЗ и поврежденных фаз. Наименьшая чувст-
вительность имеет место при двухфазном КЗ между фазами, в одной из которых
трансформатор тока отсутствует. Ток в реле в этом случае
34
'или 4330
I = ----------- = --------= 144 A
P™n K/ 150/5
а коэффициент чувствительности определится из соотношения
'pmin 144
k„=--------=-------
4 I 35
Jc, p, о J
Ток срабатывания защиты от перегрузок 1С 3 выбирается по условию несраба-
тывания при номинальном токе:
Ь- 1 *ОТС НОМ ;с,э“ >_ 1,2-59,5 = „ о - 89,2 А; 0,8
VT- 89,2 1с т>= с" Р 150/5 -= 5,1 А.
Принимаем lCj р = 5 А, 1с 3= 87 А. Кратность отсечки 35/5 = 7. Если защита
действует на сигнал и технологическую разгрузку, следует выбрать реле типа
РТ-84/1. Чтобы защита не срабатывала при затяжном пуске, уставку по времени
следует принять максимальной, т. е. 16 с в независимой части характеристики.
5. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ РЕЛЕ
Назначение, виды и объем технического обслуживания. Ком-
плекс мероприятий, составляющий систему технического
обслуживания реле, предназначен для обеспечения его дли-
тельной и безотказной работы. Согласно [5] этими мероприятия-
ми являются: проверка при вводе в эксплуатацию (наладка);
периодические, внеочередные и послеаварийные проверки.
Реле могут иметь различные неисправности, отклонения
электрических характеристик. При небрежном обращении с
реле во время транспортировки, монтажа, при неправильном
хранении оно может подвергнуться увлажнению, загрязнению,
коррозии, механическим повреждениям. Иногда может потребо-
ваться регулировка реле, отличная от заводской. Следователь-
но, реле перед вводом в эксплуатацию должно пройти наладку
(Н), т. е. проверку исправности и настройку на заданные ус-
тавки.
Периодические проверки подразделяются на следующие
категории: первый профилактический контроль (К1), профи-
лактический контроль (К), профилактическое восстановление
(В), опробование (О).
Опыт эксплуатации показал, что на начальный период рабо-
ты приходится большее число отказов из-за скрытых дефектов,
не выявленных наладкой. Климатические условия эксплуата-
ции и хранения чаще всего различны. Следствием этого могут
35
явиться усыхание пластмассовых деталей, потеря жесткости
пружин, контактов и другие изменения, способные вызвать
отказы. Для предотвращения этих отказов, называемых прира-
боточными, и предназначен первый профилактический кон-
троль К1.
Назначение профилактического контроля К - периодическая
проверка работоспособности реле в целях предотвращения
внезапных отказов. Внезапный отказ вызывается скачкообраз-
ным переходом реле в неисправное состояние (например, прива-
ривание контактов).
Опробование О преследует ту же цель, что и профилактиче-
ский контроль, но выполняется чаще и в меньшем объеме.
С течением времени реле изнашивается. Происходят износ и
загрязнение опор, окисление и подгорание контактов, усыхание
пластмассовых деталей, коррозия магнитопровода, старение
изоляции. Все эти факторы могут послужить причиной так
называемых постепенных отказов. Основное назначение профи-
лактического восстановления В - периодическое устранение
последствий износа и старения путем замены или восстановле-
ния деталей для предотвращения постепенных отказов.
Внеочередные проверки выполняются при изменениях уста-
вок или схемы вторичной коммутации, при восстановлении
цепей, нарушенных во время ремонта или замены основного
оборудования ячейки.
Послеаварийные проверки выполняются после работы
защиты с оценкой ’’неправильно” (отказ, излишнее или ложное
срабатывание) с целью выяснения причины.
Техническое обслуживание реле серий РТ-80, РТ-90 выполня-
ется в следующем объеме:
Н, К1, В - проверка и регулировка механической части реле и
состояния контактных поверхностей;
Н, К1, В - проверка тока срабатывания отсечки на рабочей
уставке;
Н, К1, В - проверка тока срабатывания и возврата индукцион-
ного элемента на рабочей уставке: проверка характеристики
времени действия индукционного элемента (трех-четырех
точках) на рабочей уставке по шкале времени;
Н, В - проверка надежности работы контактов при токах 1,05
тока срабатывания индукционного элемента до максимального
значения КЗ.
Предварительная оценка состояния. Электрические характе-
ристики реле определяют его исправность и соответствие на-
стройки заданным параметрам - уставкам. При наладке снятие
и регулировка электрических характеристик реле выполняются
после механической ревизии. При периодической проверке
целесообразно, не вскрывая реле, измерить ток срабатывания и
возврата индукционного элемента, ток срабатывания отсечки,
36
время в одной из точек зависимой части характеристики и в
независимой части. Такой порядок проверки позволяет предва-
рительно до вскрытия реле оценить его исправность и, таким
образом, определить необходимый объем механической реви-
зии. Если электрические параметры реле, измеренные при
плановой проверке, незначительно отличаются от результатов
предыдущей проверки и от заданных уставок, то изменять его
регулировку не следует. Можно считать допустимыми следую-
щие значения максимальных отклонений уставок:
Ток срабатывания, %.................................. 5
Выдержка времени, с:
в независимой части............................... 0,15
в зависимой части................................. 0,15
Коэффициент возврата................................ 0,03
Внешний осмотр. Перед вскрытием реле проверяется целость
кожуха и цоколя и производится их очистка от грязи и пыли.
Проверяется состояние уплотнения. Если проверка идет на
месте установки, то необходимо также проверить качество
монтажа, т. е. надежность крепления реле, контактных соедине-
ний проводов и изоляции токоведущих частей. Оси крепежных
болтов или винтов должны строго совпадать с осями отверстий.
Недопустим даже незначительный перекос, так как он может
вызвать деформацию цоколя. По этой причине следует избегать
чрезмерной затяжки гаек. На шпильки заднего присоедине-
ния должна быть надета хлорвиниловая трубка, а ширина от-
верстий должна быть на 4-5 мм больше диаметра шпилек. Под
ламели переднего присоединения подкладывается прессшпан,
причем зазор между токоведущими частями и панелью не
должен быть менее 4-5 мм.
Надежность подсоединения провода обеспечивается нали-
чием шайб (для алюминиевых проводов нужна шайба-звездоч-
ка) и затяжкой винтов и гаек с проверкой путем ’’продергива-
ния”. Контргайки, крепящие шпильку к цоколю, также должны
быть затянуты до отказа. Если наблюдается покачивание и
незначительное проворачивание шпилек или ламелей, то
необходимо убедиться, что оно вызвано плохой запрессовкой
втулюк, а не слабой затяжкой.
Внутренний осмотр, проверка механической части. Внутрен-
ний осмотр реле имеет целью проверить состояние всех деталей,
правильность их сборки с соблюдением норм и допусков, отсут-
ствие посторонних частиц. При выявлении неисправностей реле
подлежит ревизии, регулировке или ремонту. Ремонт реле с
разборкой и заменой неисправных деталей следует произво-
дить в лаборатории. Разборка реле на месте установки без
достаточных на то оснований может принести только вред,
особенно если она выполняется недостаточно квалифицирован-
ным персоналом.
37
После снятия кожуха проверяется отсутствие пыли и грязи
внутри реле и металлических соринок в межполюсных зазорах.
Механизм и все детали реле тщательно очищаются от пыли
и грязи кисточкой или салфеткой, намотанной на деревянную
палочку. Металлические соринки удаляются расплющенной
стальной проволокой.
Далее проверяют затяжку всех винтов и гаек. Все они должны
быть затянуты до отказа. Необходимо обеспечить надежный
контакт всех проводников, в том числе и отводов от штепсель-
ного мостика. Регулировочные винты шкалы отсечки, пружины
возврата, уставки по времени не должны свободно проворачи-
ваться. Винт штепсельного мостика обязательно должен быть
снабжен пружинящей шайбой и завинчиваться во все гнезда без
заедания и проворачивания. Пользоваться следует инструмен-
том релейщика: отвертками соответствующих размеров, рожко-
выми и торцевыми гаечными ключами. Не следует применять
плоскогубцы.
Затем переходят к проверке индукционного элемента. Пока-
чивая ось диска, убеждаются, что она имеет люфт, т. е. свобод-
ный ход в подпятниках не более 0,3 мм. Таким же путем убеж-
даются и в наличии люфта рамки не более 0,5 мм. Поворачивая
диск рукой, убеждаются в том, что он вращается легко, без
заметного трения и что на протяжении оборота сохраняется
зазор не менее 0,3 мм между ними и полюсами. Затем реле пере-
ворачивают и снова делают оборот диска, убеждаясь в том же.
Зазоры и люфты регулируются верхним и нижним винтами
подпятников. Диск с неровной поверхностью подлежит замене.
Править диск можно только в лабораторных условиях.
Следующий шаг - проверка узла передачи. Зубчатый сектор
должен свободно вращаться вокруг оси, имея свободный ход в
осевом направлении не более 0,5 мм. При повороте рамки от
руки он должен приходить в зацепление с червяком на любой
уставке по времени. Зацепление должно происходить радиаль-
но относительно оси червяка. Допустим лишь незначительный
выход зубчатого сектора вперед, ближе к щитку реле.
Очень важно обеспечить нормальную глубину зацепления. С
одной стороны, зацепление менее чем на 1/3 глубины нарезки
ненадежно. При подходе толкателя к фигурном рычагу отсечки
может произойти расцепление. С другой стороны, нельзя допу-
скать зацепления на всю глубину. Сектор обязательно должен
иметь свободный ход, ибо в противном случае возникает опас-
ность остановки диска или невозврата рамки. Глубина зацепле-
ния устанавливается на заводе при сборке реле. Точная подрегу-
лировка реле производится упорным винтом рамки (23 на рис. 5).
Свободный ход проверяется следующим образом. Рамку
поворачивают до отказа, а диск осторожно прижимают к нижне-
му подпятнику, чтобы он оставался неподвижным. Затем вве-
38
денный в зацепление сектор покачивают от руки. При этом
должно прослушиваться характерное постукивание его зубцов о
резьбу червяка. Окончательная проверка и в случае необходи-
мости подрегулировка зацепления делаются при проверке
электрических характеристик.
Осматривается якорь отсечки. Он должен свободно без тре-
ния и перекосов поворачиваться на оси и иметь осевой люфт
0,1-0,2 мм. В притянутом состоянии правый конец магнитопро-
вода должен прилегать к якорю всей плоскостью.
Проверяется работа механического указателя срабатывания.
Он должен быть отрегулирован таким образом, чтобы флажок
опрокидывался коромыслом якоря отсечки в тот момент, когда
якорь отсечки уже близко подходит к магнитопроводу и толка-
тель подвел подвижный контакт вплотную к неподвижному.
Ревизия опорных узлов производится, если при проверке
электрических характеристик выявится ее необходимость. Так,
значение тока начала вращения диска, равное 25% тока устав-
ки, свидетельствует о необходимости ревизии опор диска. Если
выявлен вялый, замедленный возврат рамки или затирание при
возврате, ревизии подлежат ойоры рамки.
Для ревизии нижнего опорного узла ослабляют нижнюю
гайку и выкручивают подпятниковый винт. Микроподшипник,
расположенный в кратере винта, промывают чистым авиацион-
ным бензином и тщательно протирают. Затем его внимательно
осматривают в лупу с 5-6-кратным увеличением при хорошей
освещенности. Осматривается также и цапфа. Поверхности
шариков и цапфы не должны иметь выбоин, ямок, царапин. При
обнаружении дефекта деталь заменяется. Цапфу можно отпо-
лировать на станке точильным бруском высокой твердости.
Ревизия остальных опорных узлов выполняется аналогично.
Проверка и регулировка контактов. Осматриваются контакт-
ные поверхности. Если они покрыты незначительным налетом,
то их чистят чуркой, изготовленной из дерева нехвойных пород.
Подгары и выбоины удаляются мелким надфилем, затем поли-
руются воронилом и чуркой. Воронило представляет собой сталь-
ную пластинку со слабо рифленой, почти гладкой поверхностью.
Обычно воронило изготовляется из плоского надфиля. Промыв-
ка контактов бензином, ацетоном и прочими жидкостями
недопустима, так как от этого образуется плохо проводящий
налет. По этой же причине нельзя чистить контакты наждач-
ным полотном, крокусом, резинкой. После полировки не следу-
ет касаться контактов пальцами.
Затем приступают к регулировке. Главные замыкающие
контакты нормального исполнения должны быть отрегулиро-
ваны таким образом, чтобы пружина подвижного контакта
слегка касалась изоляционного упора. При этом межконтакт-
ный зазор должен быть не менее 2 мм. После срабатывания реле
39
контакт должен замкнуться с достаточным нажатием. Убежда-
ются в этом по прогибу пружины подвижного контакта не менее
чем на 0,8 мм (провал контактов). Такие же зазор и провал
должны быть выдержаны при регулировке сигнальных контак-
тов.
Контакты усиленной мощности реле типов PT-85, РТ-86,
(см. рис. 8) работают в тяжелом режиме и поэтому являются
наиболее ” уязвимым” местом. Их безотказная работа обеспе-
чивается особо тщательной регулировкой с точным выполне-
нием всех рекомендаций завода-изготовителя.
Большинство отказов защиты с дешунтированием вызвано
именно неправильной регулировкой контактов. Так, если во
время переключения произойдет даже кратковременный раз-
рыв замыкающего контакта (однократная вибрация), это приве-
дет к разрыву токовой цепи с неизбежным привариванием
контактов. Приваривание может также произойти из-за слабого
нажатия верхней упорной пружины (7 на рис. 8) на контактную
пластину (б на рис. 8), так как не будет обеспечен быстрый и
четкий возврат. Недопустим чрезмерный натяг контактов.
Толкатель сектора может не справиться с противодействующим
усилием, и сектор расцепится с червяком.
Правильно отрегулированная контактная система должна
соответствовать следующим требованиям. Зазор у замыкающего
контакта должен быть не менее 1,5 мм, а размыкающего после
срабатывания - не менее 2 мм. Нажатие контактов устанавлива-
ется по граммометру и составляет для подвижного замыкаю-
щего контакта в сработанном положении со стороны возвраща-
ющей его верхней упорной пружины 0,1 Н (10 г), а для подвиж-
ного размыкающего контакта 0,08 Н (8 г). При измерении конец
щупа граммометра подводится к самому краю контактных
пластин до накладок и к свободному краю верхней упорной
пружины на расстоянии 1 мм от края. После срабатывания реле
верхняя контактная пластина 2 должна дойти до упора 1 и слег-
ка прогнуться (см. рис. 8). В противном случае возникнет вибра-
ция с последующим привариванием. Зазор между пластиной
замыкающего контакта 6 и его упорной пружиной должен быть
примерно 1 мм. При срабатывании пружина прогибается, это
обеспечивает четкий возврат.
Гибкие шунты 3, 4 не должны провисать, так как при этом
может возникнуть момент неопределенных значения и знака,
нарушающий правильную работу контактов. Провисшие шунты
правят круглогубцами или пинцетом.
Аппаратура для проверки реле. Устройство для проверки
должно обеспечить в достаточно широких пределах регулиров-
ку и измерение переменного тока, а также подключение элек-
т^осекундомера, запускаемого одновременно с подачей тока.
Как уже упоминалось, несинусоидальность тока вызывает
изменение электрических характеристик реле. Синусоидаль-
ность тока в работающем реле обеспечивается правильным
выбором трансформаторов тока. Безусловно, проверка реле
должна вестись также синусоидальным током. Искажение фор-
мы тока в обмотке реле может быть вызвано двумя причинами:
насыщением магнитопровода самого реле, имеющим место уже
при трехкратном токе уставки, и нелинейным характером сопро-
тивления устройства для проверки. Вторая причина может
иметь место, когда в устройство для проверки входит нагрузоч-
ный трансформатор недостаточной мощности. Следствием этого
является насыщение его сердечника.
Для устранения первой причины необходимо выполнить
условие
R/Zp > 5, (23)
где R- сопротивление, включенное последовательно с обмот-
кой реле, Ом; Zp - сопротивление обмотки реле, Ом.
Простейшим и наилучшим решением является применение
реостатной схемы с питанием от линейного напряжения 220 В.
Можно питать схему и фазным напряжением, предварительно
убедившись в отсутствии значительной (свыше 20%) доли
третьей гармоники. Реостатная схема полностью исключает
возможность искажения синусоиды, так как сопротивление
реостата во много раз превышает сопротивление обмотки реле.
Завод РЭТО Мосэнерго изготовляет реостат РН-5 с плавно-
ступенчатой регулировкой тока до 70 А. Имея сравнительно
небольшие габариты и массу, реостат вполне транспортабелен.
Наличие рабочего и тормозного плеч позволяет собирать схему
с двумя регулируемыми сопротивлениями (рис. 23). Для провер-
ки реле в лабораторных условиях рекомендован стенд СР-1,
имеющий также реостатную схему.
Испытательные устройства промышленного изготовления с
нагрузочными трансформаторами УПЗ-1 и У-5052 (завод ”Точ-
Рис. 23. Реостатная схема для проверки
реле:
Rl, R2 — реостаты; РТ — электросекун-
домер; РА — амперметр; SI, S2 — рубиль-
ники; КА - реле серии РТ-81
41
электроприбор”) позволяют вести проверку индукционных реле
с точностью до 10%. Такая точность вполне приемлема, ибо
погрешность перекрывается расчетными коэффициентами.
Однако при этом обязательно следует ввести предвключенное
сопротивление 20 Ом.
Применяя самодельные и мелкосерийные испытательные
устройства с нагрузочными трансформаторами, необходимо
предварительно оценить их пригодность. Для этого снимается
характеристика холостого хода нагрузочного трансформатора со
стороны его вторичной обмотки. Вторичное напряжение транс-
форматора, определяемое как геометрическая сумма падений
напряжения на обмотке реле и на добавочном сопротивлении,
должно лежать на линейной части характеристики. Это условие
должно выдерживаться во всем возможном диапазоне регули-
рования.
Падение напряжения на обмотке реле определяется следую-
щим образом. По формуле (15) вычисляется полное сопротивле-
ние реле. Далее определяется фактическое сопротивление реле
Zp с учетом его уменьшения при токе срабатывания отсечки, а
если отсечка выведена - при восьмикратном токе. Для этого
необходимо воспользоваться кривыми рис. 14, 15. Для других
уставок реле снижение сопротивления пропорционально. После
этого можно определить падение напряжения
4>='с,р,о^ (24)
или, если отсечка выведена,
Ц> = Ч,р4 (25)
Очевидно, что необходимая мощность и вторичное напряже-
ние нагрузочного трансформатора прямо пропорциональны
числу витков проверяемого реле. Для проверки десятиампер-
ных реле серии РТ-80 можно применить осветительный транс-
форматор ОСО-0,25 220/12 В. Так как сопротивление обмотки
реле с уставками 5 А и выше невелико, то необходимость в
предвключенном сопротивлении отпадает, и схема упрощается
(рис. 24, а). Для пятиамперных реле серии РТ-80 необходимо
использовать два таких трансформатора по схеме рис. 24, б. Они
могут быть заменены одним трансформатором 220/36 В,
500 В А.
Наибольшее потребление имеют реле серии РТ-90. Для прове-
рок десятиамперных реле вторичное напряжение должно быть
не менее 50 В, а для пятиамперных - 100 В. Мощность трансфор-
матора должна быть не менее 500 В • А.
Регулировка тока во всех случаях производится регулировоч-.
ным автотрансформатором или ползунковым реостатом на ток
5-7 А. Ток измеряют амперметром класса 0,5-1,5, включенным
через трансформатор тока класса 0,5. Правильный подбор аппа-
42
Рис. 24. Трансформаторная схема для проверки реле:
а — с одним трансформатором; б — с двумя трансформаторами; КА — реле серии
РТ-80; Tl, Т2 — трансформатор ОСО-0,25; ТЗ — автотрансформатор ЛАТР
ратуры позволит обеспечить синусоидальность тока и точность
измерений.
Проверка изоляции. Измерение сопротивления изоляции
производят мегаомметром 1 или 2,5 кВ при всех видах техничес-
кого обслуживания. Сопротивление изоляции на ’’корпус” и
между электрически не связанными токоведушими частями
должно быть не менее 5 мОм. Испытание электрической проч-
ности изоляции реле производится в полной схеме защиты
напряжением 1 кВ переменного тока в течение 1 мин.
Проверка тока срабатывания отсечки. На заводе-изготовите-
ле подгонка по шкале отсечки ведется при уставках индук-
ционного элемента 4 А - для десятиамперных реле и 3 А - для
пятиамперных. Шкала отсечки градуируется в пределах 2-8
кратностей тока срабатывания индукционного элемента. Завод-
изготовитель разрешает, а опыт эксплуатации подтверждает
возможность расширения верхнего предела до 16. Положение
регулировочного винта при этом устанавливается опытным
путем. Устанавливать ток отсечки выше 16-кратного не реко-
мендуется из-за больших разбросов.
При проверке реле, вводимого в эксплуатацию, определяется
ток срабатывания на рабочей уставке. Желательно перед этим
определить токи срабатывания на крайних уставках 2 и 8, а
43
также отметить положение винта, в котором отсечка перестает
работать при 16-кратном токе. Выполняя проверку отсечки,
необходимо учесть следующее:
1. Измеряемые токи, превышающие номинальный во много
раз, могут вызвать недопустимый перегрев обмотки. Перегрев
искажает электрические характеристики и может повредить
изоляцию. Чтобы этого не произошло, ток в реле подают корот-
кими импульсами с интервалом 5-6 с. После серии включений
реле должно остывать в течение 1 мин.
2. Рамку следует заклинить, так как частые и сильные удары
могут привести к повреждению червяка и зубьев сектора.
3. Металлический кожух вызывает изменение тока срабатыва-
ния отсечки. Поэтому реле, имеющее металлический кожух,
должно проверяться с надетым кожухом. Для сокращения
времени можно надеть специальный кожух с вырезанным
отверстием для доступа к регулировочному винту.
Установив регулировочный винт на заданную уставку, дают
серию импульсов, каждый раз незначительно уменьшая ток до
тех пор, пока отсечка не перестанет срабатывать. Затем, дав
реле остыть, увеличивают ток, добиваясь однократного срабаты-
вания при одном из 10 включений. После этого, снова дав реле
охладиться, следует увеличить ток до значения, при котором
отсечка будет срабатывать 10 раз из 10. Этот ток и будет током
срабатывания отсечки.
Если имеется небольшое расхождение этого тока с уставкой
по шкале, необходимо освободить стопорный винт и немного
повернуть кольцо со шкалой. Закрепив винт, повторно проверя-
ют реле на крайних уставках.
Повышенная погрешность реле в сторону увеличения тока
срабатывания по всей шкале - признак механической неисправ-
ности. Такое реле должно подвергнуться повторному осмотру, а
при необходимости и разборке. Характерные неисправности:
перекос или искривление оси якоря, чрезмерный люфт оси,
затирание якоря из-за загрязнения отверстия для оси и зазоров
между боковыми гранями якоря и торцом магнитного шунта.
Если отсечка не используется, регулировочный винт выверты-
вается так, чтобы отсечка не срабатывала при прохождении
тока, равного току КЗ на шинах.
Определение тока начала вращения диска, тока срабатыва-
ния индукционного элемента и проверка надежности зацеп-
ления. Для оценки состояния опор диска определяется мини-
мальный ток, при котором диск вращается безостановочно. Этот
ток не должен превышать 25% тока уставки для реле серий
РТ-80 и РТ-90 и 30% для реле серии ИТ-80. В противном случае
необходимо произвести ревизию опор.
Проверка тока срабатывания индукционного элемента ведет-
ся при опущенном до конца упоре сектора, т. е. на максималь-
44
ной уставке по времени. Это позволяет убедиться в надежности
зацепления всех его зубьев. Ток плавно увеличивают до сраба-
тывания, т. е. до зацепления сектора с червяком. В отрегулиро-
ванном реле рамка не должна ’’плавать”. Это значит, что рамка,
начавшая движение, должна дойти до упора без увеличения
зафиксированного тока. ’’Плавание” рамки может быть устра-
нено, если подогнуть ближе к электромагниту стальную скобу
или изменить угол между плоской и спиральной возвратной
пружиной, сделав его близким к 120°.
Ток срабатывания не должен отличаться от уставки более
чем на 5%. Подрегулировка осуществляется изменением натя-
жения возвратной пружины с помощью регулировочного винта.
Чрезмерное ослабление пружины нежелательно, так как оно
снижает надежность возврата рамки. После срабатывания
сектор должен плавно двигаться вверх без толчков и остановок.
При соприкосновении толкателя с фигурным рычагом недопу-
стимо замедление хода, остановка или соскакивание сектора.
Движение должно продолжаться до полного срабатывания
отсечки и надежного переключения контактов.
Соскакивание сектора устраняется следующим образом. У
реле типов PT-85, PT-95, РТ-86 повторно измеряется давление
верхней упорной пружины на пластину замыкающего контакта.
Если оно превышает 10 г, пружина слегка отгибается. У реле
остальных типов немного увеличивают глубину зацепления,
вывертывая упорный винт. Так же поступают и с упомянутыми
реле, если уменьшение давления контактов не привело к устра-
нению соскакивания. Увеличив глубину зацепления, повторно
убеждаются в свободном ходе зубцов. Если же и эти меры не
дают желаемого результата, а увеличить глубину зацепления
уже невозможно, следует подогнуть скобу ближе к электромаг-
ниту. Однако при этом нельзя забывать, что тем самым умень-
шается коэффициент возврата. И наконец, если ни одним из
названных способов нельзя добиться четкой работы индукцион-
ного элемента, можно рекомендовать установку грузика на
тыльной стороне сектора. После перехода сектора через горизон-
тальное положение вес грузика способствует преодолению
дополнительной нагрузки в конце хода.
У реле, вводимого в эксплуатацию, целесообразно проверить
токи срабатывания на всех уставках. При этом на рабочей устав-
ке по току проверка производится на максимальной уставке по
времени; на других уставках в целях экономии времени - на
рабочей уставке по времени.
Проверка и регулировка тока возврата. Оптимальный коэф-
фициент возврата лежит в пределах 0,85-0,87. Заводом-изгото-
вителем установлен коэффициент возврата не ниже 0,8. Более
низкий коэффициент возврата недопустим, так как он расхо-
дится с принятым в расчетах. Коэффициент возврата выше 0,9
45
свидетельствует о слабом зацеплении, могущем повлечь сброс
сектора.
Большое влияние на коэффициент возврата оказывает зазор
между скобой и магнитопроводом в притянутом положении
рамки. Кроме того, коэффициент возврата зависит от глубины
зацепления передачи, натяжения возвратной пружины, состоя-
ния опор рамки.
Ток возврата измеряют при зацеплении максимального числа
зубцов. Вялый, медленный возврат, застревание рамки в проме-
жуточном положении свидетельствуют о необходимости реви-
зии опор рамки.
Если коэффициент возврата выше 0,9, подгибают скобу На
1-2 мм. После этого повторно проверяют ток срабатывания. Если
он несколько возрос, необходимо ослабить возвратную пружину.
Коэффициент возврата может оказаться ниже допускаемого.
В этом случае можно слегка уменьшйть глубину зацепления,
ввернув упорный винт. Убедившись, что сброс сектора при этом
не происходит, закрепляют фиксирующую гайку и проверя!от
ток возврата. Если глубину зацепления уменьшить нельзя,
отгибают скобу на 1-2 мм. После ;этого опять проверяют, не
соскакивает ли сектор; измеряют и при необходимости регули-
руют возвратной пружиной ток срабатывания.
В эксплуатации имели место случаи неправильной работы
защиты при следующих обстоятельствах. Короткое замыкание
вне защищаемой зоны отключается предыдущей защитой.
Реле серии РТ-80 также срабатывает, но ток КЗ исчезает как раз
в момент соприкосновения толкателя с фигурным рычагом.
Если реле плохо отрегулировано, рамка может не возвратиться.
Это приведет к неправильному действию защиты при повтор-
ном ’’сквозном” КЗ или даже в нормальном режиме.
Во избежание этого необходимо при наладке реле проверить
возврат в указанном положении сектора, сбрасывая ток толч-
ком. Значение ’’аварийного” тока при этом должно быть не
менее 5-кратного тока срабатывания. Допускается некоторое
снижение коэффициента возврата относительно ранее измерен-
ного, но не ниже 0,8.
Если проверка ведется реостатным устройством РН-5 или
другим, то поступают следующим образом. Рабочим плечом
реостата устанавливают ток > 51с р. Подключив последователь-
но тормозное плечо, устанавливают ток 12 = 0,87с р. Тормозное
плечо шунтируют рубильником S2 (см. рис. 23). Включают ру-
бильник S1. В момент соприкосновения толкателя с фигурным
рычагом отключают рубильник S2 и убеждаются в четком воз-
врате рамки. При пользовании устройствами У-5052 или УПЗ
подбирают значение предвключенного сопротивления и коэф-
фициент трансформации нагрузочного трансформатора так,
чтобы при включенном сопротивлении протекал ток 12, а при вы-
ключенном /р
Во время плановых проверок коэффициент возврата достаточ-
но проверить обычным способом.
Измерение времени действия индукционного элемента.
Шкала выдержек времени калибруется заводом-изготовителем
при 10-кратном токе уставки с допусками, указанными ниже:
Уставка, с...... 0,5 1 2 3 4 8 12 16
Отклонение вре-
мени срабатыва-
ния, с, реле типов:
PT-81, PT-83, РТ-85 0,1 0,15 0,2 0,2 0,25 -
PT-82, PT-84, РТ-86 - - 0,5 - 0,5 0,6 0,75 1
При таком токе задается расчетная уставка по времени,
которая выставляется по шкале. Наибольшая абсолютная раз-
ность между измеренными при 1-кратном токе значениями
(разброс) не должна превышать приведенных значений. Разброс
при 1,5-кратном токе уставки не должен превышать 1 с для
4-секундных и 2 с для 16-секундных реле.
Устройства УПЗ и У-5052 имеют встроенный секундомер.
Схема для измерения времени собирается согласно инструкции
по пользованию устройством. При проверке реле типа РТ-85 и им
подобных необходимо разделить общую точку. Для этого от
штепсельного мостика отсоединяют провод, идущий на кон-
тактную колодку, и подключают провод, идущий от испытатель-
ного устройства. При пользовании испытательным устройством
с внешним секундомером собирается схема по рис. 23 или 24.
Сначала трижды делают измерения при 1-кратном токе.
Определяют среднее значение, отклонение его от уставки и
разброс. Если отклонение от уставки незначительно превышает
допустимое, слегка перемещают упор или подгибают его. Повы-
шенный против заводских норм разброс свидетельствует о
загрязнении или неисправности опор. Другая возможная причи-
на - неравномерное зацепление зубчатого сектора с червяком и
меняющееся в связи с этим поперечное давление на ось диска.
В свою очередь это может быть вызвано незначительным ис-
кривлением оси диска или незаметным на глаз перекосом
отверстий в теле рамки относительно оси диска.
Затем измеряют время при 4-кратном токе,которое не должно
превышать значений, приведенных ниже:
Уставка, с...... 0,5 1 2 3 4 8 12 16
Время при 4-крат-
ном токе срабаты-
вания, с, реле ти-
пов:
PT-81, РТ-83, РТ-85 0,9 1,65 3,1 4,6 6,0 - ~
PT-82, РТ-84, РТ-86 - - 0,5 - 0,5 0,6 0,75 1
После этого измеряют время при 1,5-кратном токе и опреде-
ляют разброс, который не должен превышать вышеприведен-
47
ных значений. Все измерения проводят на рабочей уставке по
току. Однако если испытательное устройство не может обеспе-
чить требуемых токов, допускается проверка на минимальной
уставке.
Одновременно с измерениями проверяют надежность работы
контактов, отсутствие вибрации якоря и срабатывание механи-
ческого указателя.
Вибрация якоря отсечки и ненадежное замыкание контактов
могут быть обнаружены по повторным запускам секундомера
после его остановки. В этом случае следует повторно осмотреть
узел отсечки и контактную систему. Повышенная вибрация
якоря чаще всего происходит из-за заводских дефектов. Поэто-
му’ при повторном осмотре нужно обратить внимание на люфты,
шпильку якоря, убедиться в отсутствии перекоса. После каждо-
го измерения заводят флажок механического указателя, следя
за тем, чтобы он не застревал и не задерживал замыкания
контактов. Флажок должен опрокидываться коромыслом в
начале хода. В то же время он не должен выпадать от сотрясе-
ния. Положение скобы сигнального флажка можно регулиро-
вать. Для этого ослабляют винт, крепящий флажок к замыкаю-
щему стержню, и перемещают его скобу по имеющемуся в нем
пазу.
Для обеспечения селективности с последующими защитами
в условиях прерывистого КЗ или при наличии быстродействую-
щего АПВ имеет значение время возврата рамки, т. е. интервал
между снятием или снижением тока и расцеплением червячной
передачи. Если реле не успеет возвратиться в бестоковую паузу,
то в последующих циклах оно может подействовать неселектив-
но. Время возврата исправного и хорошо отрегулированного
реле не должно превышать 0,5 с. Для реле, предназначенных
защищать конечные элементы сети (двигатель, трансформатор
6/0,4 кВ, распределительную линию), время возврата значения
не имеет.
При наладке и профилактическом восстановлении время
возврата оценивается на глаз одновременно с измерением
коэффициента возврата при сбросе тока толчком до 0,7/ср. Сни-
зить время возврата можно путем уменьшения глубины заце-
пления или увеличением натяжения возвратной пружины. Так
как при этом может повыситься ток срабатывания, то следует
его повторно измерить и в случае необходимости подрегулиро-
вать. Медленный, вялый возврат может быть следствием загряз-
нения, коррозии опорных узлов рамки или червячной передачи.
Для точного измерения времени возврата необходима установ-
ка специального контакта на нижнем упоре сектора.
Проверку коммутационной способности контактов усиленной
мощности производят расчетным вторичным током КЗ. Если при
новом включении ток КЗ неизвестен, проверку производят
48
Рис. 25. Схема проверки коммутационной способности контактов реле типов
PT-85, РТ-95 с помощью устройства У-5052:
RR - реостат 300 Ом; 2 А; РА — амперметр 5 + 10 А; КА - реле типа PT-85; YAT —
электромагнит отключения 5 А
током 150 А. Нагрузка на контакты должна быть реальной, т. е.
представлять собой электромагнит отключения, входящий в
данное устройство защиты.
В условиях отключения КЗ ток после дешунтирования может
уменьшиться незначительно, так как мощность, отдаваемая
трансформаторами тока в этом режиме, достаточно велика.
Мощность же испытательного устройства может оказаться
недостаточной, и тогда после дешунтирования ток резко сни-
зится из-за возрастания сопротивления нагрузки. Напомним,
что сопротивление отключающего электромагнита может в 10
раз превышать сопротивление реле. Поэтому для правильной
имитации работы защиты необходимо иметь достаточно мощ-
ное испытательное устройство. Испытательные устройства на
базе трансформаторов ОСО обычно оказываются непригодными.
Рекомендуется использовать нагрузочный блок устройства
УПЗ или У-5052 (рис. 25). Здесь нагрузочный трансформатор
служит дросселем, который регулируется плавно-ступенчато в
ограниченных пределах. Вторичная обмотка нагрузочного
трансформатора включается в сеть 220 В последовательно с
испытуемой схемой. К входным зажимам нагрузочного блока
присоединяется реостат 250-300 Ом на ток 2 А, а к измеритель-
ному трансформатору - амперметр. Переключатели секций
устанавливаются в положение 100 или 200 А. Ступенчатая
регулировка осуществляется переключателем предвключен-
49
ных сопротивлений и переключателями секций при обесточен-
ной схеме. Ток плавно регулируется реостатом. Проходное
сопротивление трансформатора на пределе 100 А изменяется от
0,4 до 2 Ом, а на пределе 200 А - от 0,1 до 1,2 Ом. Для наибольше-
го приближения условий проверки к действительным следует,
предварительно замыкая поочередно временной перемычкой
выводы 3-4 и 3-2 испытуемого реле, отрегулировать приближен-
но заданный перепад токов. Затем ток подается кратковремен-
ным толчком. Перед повторной подачей тока реле должно
остыть. После срабатывания допускается лишь наличие на-
гара на контактах, который следует удалить. Приваривание,
оплавление, выгорание контактов свидетельствуют о их не-
правильной регулировке. В этом случае контакты регулируют
заново, после чего проверку повторяют.
После окончания всех проверок реле осматривают повторно.
Еще раз проверяют затяжку всех винтов и гаек. Оформляют
протокол проверки. Необходимо позаботиться, чтобы реле не
повредилось при транспортировке к месту установки. Диск
заклинивают куском картона, проложенным под полюсы. Рамку
и якорь отсечки подвязывают. Упаковка должна оберегать реле
от ударов и сотрясений.
6. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНДУКЦИОННЫХ РЕЛЕ
Предотвращение ложной работы. Ложная работа токовой
отсечки может произойти из-за сотрясения. Если реле смонтиро-
вано на металлической стенке или дверце ячеек КСО, в прибор-
ном отсеке ячеек КРУ, КРУН , то при работе соседних выключа-
телей оно подвергается сотрясениям. Чтобы не допустить
ложной работы, необходимо придерживаться следующих реко-
мендаций:
после монтажа проверяют жесткость закрепления ячеек;
дверцы ячеек должны быть заперты;
в приборных отсеках ячеек реле устанавливают на резиновых
амортизаторах.
Предотвращение отказов из-за деформации цоколя. Кон-
структивным недостатком реле является недостаточная жест-
кость цоколя. Затягивая чрезмерно крепежные винты при
установке реле, можно изогнуть цоколь, что может привести к
нарушению зацепления или к заклиниванию диска. В связи с
этим противоаварийный циркуляр предписывает обязательное
применение резиновых прокладок между панелью и цоколем
при монтаже реле на щитах или стенках РУ. Этот же циркуляр
предупреждает о недопустимости чрезмерной затяжки крепеж-
ных гаек. Если проверка реле делалась в лаборатории, то после
его установки повторно проверяют работу индукционно1-о эле-
мента.
50
Рис. 26. Установка упорной шпильки
штифта для увеличения тока нача.
вращения диска:
1 — цоколь реле; 2 — гайка М4; 3
упорная шпилька; 4 — ось диска; 5
штифт; 6 — диск
Рис. 27. Схема намотки катушки реле серии РТ-80 на ток 10 А. Стрелкой показано
направление намотки
Увеличение тока начала вращения диска. Постоянное враще-
ние диска приводит к износу опор. Наиболее интенсивному
износу подвергается шарик подпятника у реле старой серии
ИТ-80. На износостойкость влияет запыленность окружающего
воздуха.
Несложная реконструкция позволяет увеличить ток начала
вращения диска (рис. 26). В цоколе реле сверлят отверстие и
нарезают резьбу М4 для закрепления шпильки. Шпильку фикси-
руют гайкой. В оси диска также сверлят отверстие, в которое
запрессовывают штифт. Шпильку и штифт изготавливают из
бронзы. Поверхности соприкосновения штифта и шпильки
полируют для уменьшения трения. Регулировку тока начала
вращения диска производят изменением угла встречи и значе-
нием зазора между шпилькой и штифтом. Для этого меняют
изгиб шпильки. В положении полного зацепления зазор между
шпилькой и штифтом должен быть не менее 1,2 мм.
После реконструкции ток начала вращения диска становится
равным около 0,95 тока срабатывания индукционного элемента.
Остальные параметры не изменяются.
Целесообразность такой реконструкции определяется с
учетом местных условий. Если имеет место коррозия, то для ее
предотвращения диск должен вращаться.
Расширение верхнего предела шкалы уставок по току. Рас-
четная уставка по току может оказаться более 10 А. Такая
уставка может быть выполнена, если использовать витки между
двумя отпайками. Для этого конец обмотки отсоединяют от
контактной колодки и изолируют. На его место подсоединяют
51
один из бтпаечных проводов, отсоединенный от штепсельного
мостика.
Нетрудно подсчитать необходимое число витков для задан-
ного тока. Известно, что магнитодвижущая сила (ампер-витки)
срабатывания при данной регулировке является постоянной
величиной. Так, реле типа РТ-80/1 имеет 60 витков. При всех
задействованных витках ток срабатывания равен 4 А. Следова-
тельно, на любой уставке магнитодвижущая сила составляет
240 А, а число витков
w = 240//уст . (26)
Найдя затем число витков между различными отпайками, мы
можем определить токи срабатывания для всех вариантов вклю-
чения промежуточных витков. В качестве примера это сделано
для реле типа РТ-81/1 (рис. 27, табл. 3).
Длительно допустимый ток при любых пересоединениях
остается равным указанному на щитке.
Изменение характеристики реле серии РТ-80. Если защита
присоединения выполнена на реле серии РТ-80, а последующая
защита имеет независимую выдержку времени, то при расчете
уставок могут возникнуть затруднения. Дело в том, что для обес-
печения селективности ток срабатывания последующей защиты
приходится принимать равным 6-7-кратному току предыдущей.
Чувствительность такой защиты может оказаться недостаточ-
ной. Более удобной для согласования представляется характе-
ристика с ранним переходом в независимую часть (аналогично
характеристике реле серии РТВ). Получить такую характеристику
возможно путем установки второй возвратной пружины. Она
устанавливается рядом с первой в тех же отверстиях. Витки
пружин не должны касаться друг друга. В результате ток срабаты-
Таблица 3
Отпайка, выве- Ток срабатывания, А, при положении однополюсной вилки
денная на зажим ___________________________________________________________________*
(рис. 27) 1 2 3 4 5 6 7
1 20 12 9,2 8 1,3 6,7
2 20 — 30 17,1 13,3 11,4 10
3 12 30 — 40 24 18,5 15
4 9,2 17,1 40 — 60 34,3 24
5 8 13,3 24 60 — 80 40
6 7,3 11,4 18,5 34,3 80 — 80
7 6,7 10 15 24 40 80 —
52
t
Рис. 28. Характеристика реле типа РТ-85/1 с двумя возвратными пружинами.
Штепсельный винт ввернут во второе гнездо (5 А)
Рис. 29. Двухрелейная схема защиты с одним электромагнитом отключения
вания увеличивается вдвое, а переход в независимую часть
наступает практически при трехкратном токе (рис. 28). При согла-
совании с характеристикой предохранителя ПКТ необходимо
иметь в виду, что при токе срабатывания время значительно
уменьшилось.
Двухрелейная схема защиты на переменном оперативном токе
с одним электромагнитом отключения. В эксплуатации до сих
пор сохранились ручные приводы с одним гнездом для электро-
магнита отключения. При переводе подстанции на переменный
оперативный ток в это гнездо устанавливается пятиамперная
катушка и выполняется однорелейная схема ”на разность то-
ков”. Недостатки такой защиты известны: неодинаковая чувст-
вительность к различным видам повреждений, трудность согла-
сования характеристик, более тяжелые условия работы контак-
тов из-за возрастания вторичного тока.
Эти недостатки устраняются двухрелейной схемой (рис. 29).
Отключающий электромагнит включен на разность токов, а два
реле типа РТ-85 - в каждое плечо на фазные токи.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Беркович М.А., Молчанов BJS., Семенов В.А. Основы техники релейной
защиты. — 6-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат. 1984.
2. Коваленский ИЛ. Релейная защита электродвигателей напряжением выше
1000 В. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия. 1977.
3. Левченко М.Т., Черняев П.Д. Индукционные реле тока. М.: Энергия. 1966.
4. Методические указания по техническому обслуживанию реле максималь-
ного тока РТ-80, РТ-90. / Союзтехэнерго. М.: Энергоатомиздат. 1983.
5. Правила технического обслуживания устройств релейной защиты и автома-
тики электрических сетей 0,4 — 20 кВ. / Союзтехэнерго. М.: Энергия. 1979.
б. Правила устройства электроустановок. Минэнерго СССР. — 6-е изд., перераб.
и доп. М.: Энергоатомиздат. 1986.
7. Реле защиты / В.С. Алексеев. Т.П. Варганов. Б.И. Панфилов. Р.З. Розенблюм.
М.: Энергия. 1976.
8. Шабад М.А. Защита трансформаторов распределительных сетей. Л.: Энерго-
издат. Ленингр. отд-ние. 1981.
9. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных
сетей. — 3-е изд. перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1985.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.................................... 3
1. Принцип действия электромагнитных и индукцион-
ных реле тока................................ 5
2. Конструкция реле........................... 11
3. Назначение и технические данные реле........17
4. Расчеты релейной защиты с реле серии РТ-80..22
5. Техническое обслуживание реле..............35
6. Опыт эксплуатации индукционных реле.........50
Список литературы..............................54
Производственное издание
Труб Иосиф Израилевич
ИНДУКЦИОННЫЕ РЕЛЕ ТОКА
Редактор Т.Н. Дороднова
Редактор издательства А.В. Волковицкая
Художественные редакторы В.А. Гозак-Хозак, Г.И. Панфилова
Технический редактор Г.Н. Лядухина
Корректор Е. С. Арефьева
ИБ № 2589
Набор выполнен в издательстве. Подписано в печать с оригинала-макета 09.01.90.
Формат 60 х 88 1/16. Бумага офсетная № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 3,43.
Усл. кр.-отт. 3.67. Уч .-изд. л. 3,55 . Тираж 28 000 экз. Заказ 6908. Цена 20 к.
Энергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Отпечатано в ордена Октябрьской Революции н ордена Трудового Красного Зна-
мени МПО ’’Первая Образцовая типография” Государственного комитета СССР
по печати. 113054, Москва, М-54, Валовая ул., 28.
20 к.