Релейная защита (стр. 2 из 4)
Индукционное реле. Индукционными называются реле, работающие по принципу взаимодействия переменных магнитных потоков с токами, которые они индуцируют в подвижной части реле (обычно диск). Поэтому индукционные реле могут работать только на переменном токе. Схема устройства индукционного реле показана на рис. VII-3.
Основными элементами этого реле являются неподвижная магнитная система / с обмоткой 2, подвижный алюминиевый диск 3, укрепленный на оси 5, и механизм выдержки времени (9, 10). Необходимые для получения вращающего момента диска два магнитных потока, сдвинутых пространственно и по фазе, создаются здесь благодаря расщепленным полюсам электромагнита, частично охваченных короткозамкнутыми витками 4 в виде медных колец. Взаимодействие магнитных потоков с токами, индуктируемыми в диске, создает момент, под действием которого диск вращается. При токе в обмотке реле, превосходящем ток срабатывания реле, происходит смещение оси диска и сцепление зубчатого сегмента 10 с червяком 9, укрепленным на той же оси. Под действием вращающегося червяка сегмент 10 перемещается, и в результате происходит замыкание контактов 12. Торможение диска осуществляется магнитным полем постоянного магнита 13, охватывающим диск.
Чем больше ток в обмотке реле, чем быстрее вращается диск с червяком, тем быстрее сегмент проходит путь, необходимый для срабатывания реле. Этим обеспечивается зависимость времени срабатывания реле от величины тока в обмотке реле.
Кроме индукционного элемента, представленного на рис. VII-3, реле ИТ-80 имеет и электромагнитный элемент (не указанный на рисунке), обеспечивающий мгновенное срабатывание реле при больших токах.
Другие системы устройства реле, в частности электродинамические и магнитоэлектрические, получили в релейной защите незначительное распространение.
4. ТОКОВАЯ ЗАЩИТА
Для защиты от междуфазных коротких замыканий широко применяют максимальные токовые защиты, а также токовые отсечки. Их используют также для защиты от однофазных замыканий на землю.
Максимальная токовая защита. Максимальной токовойназывают защиту, действующую в случаях, когда ток в защищаемой цепи превышает величину, равную максимальному рабочему току этой цепи. Эта защита является наиболее надежной, дешевой и простой по выполнению. Ее применяют для защиты кабельных и воздушных линий при одностороннем их питании, генераторов, трансформаторов, высоковольтных электродвигателей.
Максимальная токовая защита относится к защитам с выдержкой времени. Ее обычно выполняют при помощи электромагнитных реле максимального тока и реле времени.
На рис. 4,a показана принципиальная схема максимальной защиты, выполненной при помощи электромагнитного реле максимального тока 1 и реле времени 2.
В нормальном режиме работы защищаемого звена контакты реле 1 и 2 разомкнуты.
При увеличении тока в обмотке реле / до определенного значения /сз (ток срабатывания защиты), оно срабатывает и замыкает своими контактами цепь обмотки реле времени, которое приходит в действие и через заданную выдержку времени замыкает контактами цепь отключающей катушки 4 привода выключателя; выключатель отключается.
В схеме предусмотрена оперативная цепь постоянного тока, заблокированная через блок-контакты 5 привода выключателя. При отсутствии блок-контактов контакты реле 2 при размыкании отключили бы ток, в отключающей катушке привода, вследствие чего они могли бы быть повреждены (из-за недостаточной мощности на размыкание).
Время действия t3 зависит от времени срабатывания реле 2 и не зависит от величины тока к. з. в обмотке токового реле /, поэтому такую защиту называют защитой с независимой выдержкой времени (рис. 4,б).
На схеме рис.4,a показано также указательное реле 3, являющееся вспомогательным и служащее для сигнализации срабатывания реле.
Рис. 4. Максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени а — принципиальная однолинейная схема, б— характеристика
В радиальных сетях с односторонним питанием максимальную токовую защиту включают с питающей стороны каждой линии. При этом для обеспечения селективности отключения выдержку времени защиты подбирают по ступенчатому принципу, согласно которому у каждой последующей защиты, считая по направлению к источнику питания, выдержку времени принимают на ступень времени больше, чем у предыдущей защиты.
Рассмотрим пример защиты от однофазного короткого замыкания на землю кабельных линий в сети напряжением 6—10 кВ с заземленной нейтралью. На рис. 5,a приведен эскиз применяемого для такой защиты специального трансформатора тока типа ТЗ, а на рис.5,б — схема действия защиты. Действие защиты основано на том, что в нормальном режиме суммарный поток, создаваемый трехфазной системой токов в жилах кабеля, равен нулю. При замыкании на землю одной из фаз кабеля симметрия токов нарушается и возникает магнитный поток, который наведет э. д. с. в обмотке трансформатора тока ТЗ и в цепи реле Т появится ток. Реле срабатывает и дает сигнал о наличии повреждения в данной кабельной линии.
Рис. 5. Защита от замыканий на землю в кабельных сетях а — установка трансформаторов тока типа ТЗ; б — схема действия защиты; 1 — магнитопровод; 2 — кабель; 3 — обмотка
5. Проверка, ремонт и наладка реле
Реле должно быть надежным, обеспечивающим безаварийную работу электрических установок.
Проверять и налаживать реле рекомендуется в лаборатории, используя специальные электрические устройства. Проверку реле начинают с внешнего осмотра: проверяют наличие пломб, целостность кожуха и плотность прилегания его к цоколю, состояние уплотнений, очистка реле.
После снятия кожуха приступают к внутреннему осмотру очищают детали, проверяют затяжку винтов, гаек, кропящих пружин, контакты, подпятники, магнитопроводы, проверяют надежность внутренних соединений; регулируют механическую часть реле; контакты тщательно очищают и полируют воронилом (пользоваться надфилем или абразивными материалами нельзя).
Далее измеряют сопротивление изоляции мегаомметром 1000 М между электрическими частями реле и корпусом, которое должно быть не менее 10 МОм, проверяют уставки. Если обнаружены дефекты, выходящие
за возможность устранения их в лаборатории, реле заменяют ноным.Схемы проверки реле должны быть простыми и безопасными. Ниже ввиде примера приводятся некоторые из них.
Тепловое реле (вторичное прямого действия) РТП, встроенное в магнитный пускатель (рис. 6, а, б, в). Проверку тепловых расцепителей ТР выполняют по схеме рис. 6, в.
Разборку реле (рис. 6, б) производят в такой последовательности. Отвинтить винты 3, снять шайбы, крышку 4 и нагреватель 9. Вынуть из корпуса две планки. Снять пружину 10, ушко 11 и кнопку 5. Снять пружину 15 и венец 13, 14. Вынуть ось 16, вывернуть винт, снять скобу и контактный мостик 17. Вывинтить четыре винта 18, снять шайбы 19, 20, планку 22 и контактные пластины 21, 23. Вывинтить винты, снять упор 12, вынуть ось 6, снять термоэлемент 8 в сборе и охладитель 7.
Очистить детали от загрязнений. Осмотреть и проверить штангенциркулем износ поверхности контактного мостика, который при износе до 0,5 мм бракуется. Незначительное обгорание или брызги металла на поверхности контактов счищают надфилем. Контактные пластины заменяют новыми, если контактная поверхность изношена на 50%, повреждена резьба.
Термоэлемент (рис. 6, а) заменяют новым, если выгорел или деформировался термобиметалл 1, оборвались жгуты провода 2 в местах приварки.
После сборки реле и устранения дефектов следует: проверить сопротивление изоляции между входом и выходом каждого полюса при разомкнутых контактах, которое должно быть не менее 10 МОм; испытать электрическую прочность изоляции, которая должна выдержать 2500 В в течение 1 мин, не создавая пробоя изоляции или перекрытия по поверхности; проверить время срабатывания реле при
І = 1,21 Ін, которое не должно превышать 20 мин; проверить величину раствора контактов, которые должны быть не менее (1±0,2) мм, и усилие нажатия на контактный мостик, которое должно быть не менее 1,80 Н.
Рис. 6. Тепловое реле ТРП: а — термоэлемент; б— общий вид, в — схема проверки реле; Т1 — автотрансформатор, F—предохранитель, Т2 — трансформатор 220/12(36) В, ТР — тепловые реле, Q1 и Q2 — выключатели, ТА — трансформатор тока
Расцепитель минимального напряжения автоматических выключателей типа АВМ. Расцепитель (рис. 7, а) должен быть отрегулирован так, чтобы при снижении напряжения до 30% номинального и ниже он отключал бы выключатель, апри напряжении 50% и выше — нет.
Рис. 7. Расцепители автомата АВМ минимального напряжения (а) и максимального тока (б)
Регулировка срабатывания расцепителя производится натяжением пружины 1 и регулировочным винтом 7.
Зазор между ярмом 4 и сердечником 2, который образуется выступающей частью заклепки 5, у расцепителей постоянного тока должен быть 0,4—0,5 мм. Зазор между бойком 6 ярма и скобой отключающего валика 8 при притянутом ярме должен быть 1,5—2,5 мм. Зазор регулируется подгибом скобы. При отключенном выключателе между ярмом и сердечником должен быть зазор 0,4—0,8 мм. Для смены или ремонта катушки 3 расцепителя нужно отсоединить провода, снять пружину, ярмо и после этого катушку. После смены катушки регулировочным винтом отрегулировать натяжение пружины и напряжение срабатывания расцепителя.
Расцепитель максимального тока автомата АВМ. Регулирование тока срабатывания максимального расцепителя производится изменением натяжений пружины (рис. 7, б). Для нормальной работы максимального расцепителя необходимо проверить раствор между ярмом 9 и сердечником 10 магнитной системы. Необходима такая длина тяги часового механизма 13, чтобы угол А был равен 45° и метка на колодке 14 находилась напротив метки на корпусе часового механизма, а при отжимании скобы 17 получился бы некоторый зазор и метка на колодке совпала с меткой на корпусе часового механизма; при выходе из зацепления часового механизма между бойком 24 и кулачком 22 отключающего валика 20 и 21 нужен зазор 1-—1,5 мм.