Электромеханические элементы (стр. 5 из 8)
Эти реле изготовляют на номинальные напряжения UHOU= 24, 48, 110, 220 В постоянного тока; они четко срабатывают при напряжении 0,8£/ном. Время замыкания контактов при номинальном напряжении /ср < 0,06 с, а потребляемая обмоткой реле мощность Рр~ 6 Вт.
Промежуточное реле переменного тока выполняется с использованием шихтованного магнитопровода, состоящего из набора отдельных штампованных листов электротехнической стали. Такая конструкция магнитопровода необходима для уменьшения потерь на вихревые токи. Кроме того, полюс магнитной системы снабжается экраном для получения электромагнитной силы, незначительно изменяющейся во времени.
Одним из таких реле является реле РП-25, устройство и действие которого аналогичны реле постоянного тока. Оно предназначено для питания от измерительного трансформатора напряжения. Его недостатки: возможность отказа в действии при коротких замыканиях и снижении напряжения; значительная мощность, потребляемая при срабатывании. В этом отношении более совершенны промежуточные реле РП-321 и РП-341, подключаемые к измерительным трансформаторам тока.
На рис. 13, б показана схема внутренних соединений реле РП-341. В схеме используется электромагнитное реле постоянного тока, обмотка w которого подключается к двухполупериодному выпрямителю VS, благодаря чему снижается мощность, потребляемая реле при срабатывании, и улучшается работа контактов. Выпрямитель подключается к вторичной обмотке насыщающегося трансформатора TL, первичная обмотка которого имеет две секции, выведенные на зажимы 8—12 и 10—14. В зависимости от схемы соединения этих секций реле имеет два. номинальных тока срабатывания: /ср = 2,5 А при последовательном соединении и /ср = 5 А при параллельном. Секции могут соединяться и на разность токов. Насыщающийся трансформатор ограничивает ток и напряжение во вторичной цепи, при этом облегчаются условия работы контактов реле, управляющих работой РП-341, и условия работы диодов выпрямителя. Кроме того, ограничивается потребление мощности реле при больших кратностях тока. Параллельно выпрямителю к вторичной обмотке насыщающегося трансформатора подключается конденсатор С, который предназначен для сглаживания перенапряжений, обусловленных наличием высших гармонических в ЭДС насыщающегося трансформатора. Конденсатор снижает также потребление мощности реле.
Реле РП-341 имеет два переключающих контакта: KL.1 обычного исполнения и KL.2, переключающий без разрыва цепи. Для повышения коммутационной способности размыкающий контакт помещается внутри магнитопровода, представляющего собой рамку с воздушным зазором в боковой части. Таким образом осуществляется магнитное дутье и облегчаются условия гашения дуги. При этом контакты способны коммутировать ток до 150 А При токе /р = 2/с реле потребляет мощность Рр= 10 ВА, а время срабатывания /ср = 0,04 с.
Электромагнитные реле с герметизированными магнитоуправляемыми контактами. Значительными недостатками электромеханических реле, в том числе и промежуточных, являются наличие открытых ненадежных контактов, подверженных влиянию окружающей среды, а также относительно большое время срабатывания из-за значительной массы подвижного якоря. Попытка ослабить эти недостатки привела к созданию герконовых реле. Основной элемент этого реле — герметизированный магнитоуправляемый контакт. Это заполненная инертным газом стеклянная колба 1 с впаянными в нее пружинящими пластинами из ферромагнитного материала 2 и обмоткой 3. Пластины одновременно являются магнитопроводом, подвижными частями реле и контактными пружинами.
В нормальном режиме пластины разомкнуты и цепь управления разорвана. Ток в обмотке вызывает магнитный поток Ф, проходящий по пластинам. Он создает электромагнитную силу, стремящуюся притянуть пластины друг к другу. Пластины смыкаются и замыкают управляемую цепь, если электромагнитная сила превышает механические силы упругости пластины. Геркон имеет малые размеры, его длина /= 30...50 мм, диаметр стеклянной колбы D~ 3...5 мм, а зазор между пластинами — десятые доли миллиметра.
В связи с малой инерционностью пластин герконовое реле может следовать за изменением синусоидального напряжения и в течение периода срабатывать дважды, поэтому, как правило, реле выполняют для работы на выпрямленном или постоянном напряжении.
Создано множество различных конструкций герконовых реле и с одним, и с несколькими герметизироваными контактами. У многоконтактных реле внутри обмотки расположено несколько герконов. В логической части устройств релейной защиты применяются многоконтактные реле РПГ-2 и РПГ-5. Имеются предложения по использованию герконов в качестве измерительных органов, например токовой защиты. Конструктивные особенности герконового реле обеспечивают высокую надежность коммутации, малое время срабатывания, длительный срок службы.
Указательные реле. Для получения информации о срабатывании, возврате, действии или отпускании различных аппаратов в схемах защиты и автоматики служат указательные реле с последовательным и параллельным включением обмоток. Наиболее распространены реле с последовательным включением обмоток. Их обмотки включаются последовательно с обмотками реле или других аппаратов, действие которых контролируется. Промышленность выпускает электромагнитные указательные реле типа РУ-21 с поворотным якорем для включения в цепь постоянного тока. Они могут быть использованы и в схемах защиты и автоматики на переменном оперативном токе.
Конструкция указательного реле отличается от промежуточного наличием на якоре сигнального флажка, смотрового окна и конструкцией контактов. При появлении тока в обмотке реле якорь снимает упор с флажка, который выпадает в смотровом окне. Одновременно поворачивается изоляционный барабанчик с контактами, которые в зависимости от исполнения реле замыкают или размыкают сигнальную электрическую цепь. При исчезновении тока в обмотке реле якорь под действием пружины возвращается в начальное состояние, а флажок и контакты реле остаются в положении после срабатывания. Этим достигается длительная фиксация срабатывания защиты и автоматики. Возврат флажка и контактов производится вручную.
5. Принцип действия и выполнение индукционных реле
На индукционном принципе выполняют измерительные реле тока и реле направления мощности. В системах электроснабжения можно еще встретить реле сопротивления и реле частоты, уже снятые с производства.
Работа индукционных реле основана на взаимодействии переменных магнитных полей неподвижных обмоток, обтекаемых подведенными извне токами с токами, индуцированными этими полями в подвижном элементе. Поэтому на индукционном принципе могут выполняться лишь реле переменного тока.
Мгновенное значение силы взаимодействия между потоком Ф, и током I при расположении проводника с током длиной
в плоскости, перпендикулярной оси потока,При наличии только одного магнитного потока выполнить реле невозможно, так как известно, что сила
от взаимодействия тока с потоком, благодаря которому ток возникает, равна нулю. Непременным условием получения вращающего момента на подвижном элементе индукционной системы является наличие не менее двух магнитных потоков, сдвинутых в пространстве. Возникающий при этом вращающий моментТаким образом, для получения вращающего момента необходим также сдвиг по фазе между потоками на угол
. Два магнитных потока, смещенных пространственно и по фазе, можно получить, в частности, с помощью короткозамкнутого витка /, надеваемого на часть магнитопровода. Потоки Ф1 и Ф2 обусловлены током /р в обмотке реле; в ненасыщенной магнитной системе они пропорциональны току. Так как угол 
при изменении тока не изменяется, то вращающий момент 
В неподвижном диске индуцируются только ЭДС трансформации £, и Е2, которые и обусловливают вращающий момент Мвр. Во вращающемся диске наряду с ЭДС трансформации появляются также ЭДС резания, вызванные пересечением магнитных потоков Ф, и Ф2 вращающимся диском. Эти ЭДС создают в диске токи, которые при взаимодействии с вызвавшими их потоками обусловливают появление тормозных моментов
, гдеа — угол поворота подвижной части. Тормозные моменты пропорциональны частоте вращения диска и зависят от магнитных потоков. На подвижную часть реле действуют также тормозной момент пружины Маи момент инерции
При этом движение диска без учета момента трения определяется условием
или
