Принцип дії реле та їх класифікація

Релейним захистом (РЗ) називають сукупність спеціальних пристроїв, що контролюють стан усіх елементів електропостачання і реагують на виникнення ушкодження або ненормальний режим роботи системи.

При ушкодженнях РЗ виявляє ушкоджену ділянку і вимикає її, впливаючи на комутаційні апарати. При ненормальних режимах, що не представляють безпосередньої небезпеки елементам системи (перевантаження, обрив оперативних ланцюгів ті ін.) РЗ діє на сигнал.

Основними вимогами до пристроїв РЗ, що діють на вимикання, є селективність або вибірковість дії, швидкодія, чутливість, надійність.

У схемах релейного захисту й автоматики застосовуються різні типи реле. Електричне реле – це комутаційний апарат, що реагує на зміну контрольованої величини (електричний сигнал) і робить необхідні операції(спрацьовує).

Кожне реле має орган, що сприймає зміну контрольованого параметра, і виконавчий орган для виконання передбаченої дії в схемі.

За характером реагування розрізняють максимальні та мінімальні реле.Максимальні реле спрацьовують при зростанні величини (контрольованого параметра) до заданого значення, мінімальні – при знижені її до заданого значення.

За способом вмикання в ланцюг, що захищається, реле підрозділяються на первинні та вторинні.

Первинні реле вмикаються безпосередньо в головний електричний ланцюг, а вторинні – через первинні вимірювальні перетворювачі (трансформатори струму і напруги).

У залежності від способу впливу на комутаційний апарат об’єкту, що захищається, розрізняють реле прямої і непрямої дії.

У реле прямої дії рухлива система механічно зв’язана з пристроєм комутаційного апарата, що відмикає, (наприклад, з механізмом привода, що розчіплює вимикач). Реле непрямої дії керує ланцюгом електромагніта комутації вимикача.

За призначенням реле розділяються на основні, допоміжні і сигнальні.

В експлуатації застосовується електромеханічні реле з контактами, що замикаються або розмикаються, а також безконтактні реле на напівпровідникових або феромагнітних елементах.

2.Конструкції реле.За принципом роботи електромеханічні реле розділяються на електромагнітні, індукційні, магнітоелектричні.

Однією з основних ознак коротких замикань є збільшення струму, що і використовується для виконання струмових захистів.

На рис.8.1 представлена конструкція найбільш поширеного струмового електромагнітного реле РТ – 40. На якорі 2 знаходиться рухомий контакт 3 у вигляді містка, який перемикає два нерухомих контакти. Протидіюча пружина 4 дає змогу регулювати струм спрацьовування реле у великому інтервалі. Значна частина максимальних струмових захистів діє з витримкою часу, тобто, через реле часу.

При появі струму в обмотці 1 якір 2 втягується, звільнюючи важіль 4 із зубчастим сегментом 5. Під дією ведучої пружини 6 важіль 4 починає рух, що уповільнюється роботою анкерного механізму 7. Через деякий час, що залежить від швидкості руху важіль 4 і кута цей важіль зміститься й замкне контакти 8.

При зникненні струму якір та важіль 4 миттєво вертаються в початкове положення під дією пружини 3. Це забезпечується механізмом вільного розщеплення при зворотному русі сегменту 5.

На рис. 8.3 представлено індукційне реле РТ – 80, яке містить у собі 2 елементи: індукційний з обмежено залежною характеристикою часу дії та електромагнітного, що діє миттєво і зветься відсічкою.

Струмові захисти.

Ці захисти підрозділяються на максимальні струмові захисти (МСЗ), струмові відсічки без витримки часу (СВ) і струмові відсічки з витримкою часу (СВЧ).

Розходження між цими захистами полягає в засобі забезпечення селективності – властивості релейного захисту, що діє на вимикання ушкодженого елементу.

У МСЗ селективність досягається шляхом введення уповільнення в дію захисту за ступеневим принципом, у СВ без витримки часу – відповідним вибором струму спрацьовування відсічки, у струмовій відсічки з витримкою часу використовуються обидва способи забезпечення селективності.

МСЗ і СВЧ містять два органи: вимірювальний і витримки часу. СВ без витримки часу має тільки вимірювальний орган.

Розглянемо принципову сполучену схему МСЗ на постійному оперативному струмі (рис.8.5), що містить основні органи струмових захистів.

Вимірювальним органом є реле струму КА, що одержують живлення від трансформатора струму ТА. Вони реагують на ушкодження або порушення нормального режиму і вводять у дію орган витримки часу. Як орган витримки часу можна використовувати окреме реле часу КТ (ЕВ-110 та ін.). Проте, реле струму та часу можуть бути об’єднанні в одному органі захисту (напр., РТ-81).

Рисунок 8.5. Принципова схема максимального струмового захисту на постійному оперативному струмі.

Схеми струмових захистів можуть бути і на змінному оперативному струмі – джерелом живлення оперативних ланцюгів у даному випадку є трансформатори струму. У струмових захистах застосовуються різні схеми з’єднання трансформаторів струму і реле.

Витримки часу в МСЗ вибирають за ступеневим принципом:

починають вибір з найбільш віддаленого від джерела живлення елемента і в міру наближення до джерела живлення збільшують її таким чином, що захист наступної ділянки має витримку часу на ступінь селективності більше, ніж максимальна витримка часу попередньої ділянки (рис. 8.6)

При короткому замиканні у точці К2 струм проходить від джерела живлення до точки К2, у результаті чого в дію приходять обидва захисти АК1 і АК2, але за умовами селективності спрацьовує тільки захист АК2. Ступінь селективності Δt у сучасних реле складає 0,3...0,6 с.

На відміну від МСЗ струмова відсічка без витримки часу СВ відраховується не від максимального струму навантаження, а від струму КЗ наприкінці лінії або на початку іншої лінії ( ). Дія захисту при КЗ на ділянці, що захищається, забезпечується завдяки тому, що струм КЗ збільшується в міру наближення до джерела живлення місця КЗ (рисунок 8.7).

Відсіч спрацьовує, коли струм КЗ, що проходить по лінії , більше або дорівнює струмові спрацьовування захисту, тобто . Ця умова виконується при КЗ у межах (максимальний режим) або ділянки (мінімальний режим) лінії.

Як випливає з зазначених графіків, захищається зона тим більша, чим менше струм спрацьовування захисту і чим більше крутість струму КЗ, що визначається режимом роботи і видом КЗ. Тому у залежності від режиму роботи і виду КЗ зони відсічки змінюються.

Основним недоліком СВ без витримки часу є те, що вона захищає частину лінії, тобто її не можна використовувати в якості єдиного або основного захисту. Зону, що захищається, можна розширити шляхом створення у відсічки витримки часу (СВЧ). Вона звичайно застосовується з СВ без витримки часу та з МСЗ. При цьому виходить токовий захист зі ступеневою характеристикою витримки часу (триступінчастий струмовий захист), причому МСЗ резервує дія СВ і СВЧ.

Поиск по сайту: