Изучение конструкции и исследование защитных характеристик тепловых реле

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технологической политики и образования

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Красноярский государственный аграрный университет»

Электротехнологический факультет

Кафедра электроснабжения

Эксплуатация электрооборудования

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

Тема : «Изучение конструкции и исследование защитных характеристик тепловых реле»

Выполнил студент гр 59		Евсеева В.М.
	(подпись)
Принял преподаватель		Чаботаев А.В
	(подпись)

Красноярск 2008

Лаьораторная работа 10

Цель работы:

·  Изучить устройство и принцип действия тепловых реле.

·  Освоить методику исследования защитных характеристик и приемы настройки тепловых реле.

Контрольные вопросы: 

1. Для чего применяются тепловые реле типа ТРН?

Для защиты электродвигателей от технологических перегрузок, а также от обрыва фазы и торможения ротора могут быть использованы тепловые реле, которые работают в сочетании с магнитным пускателем. Реле серии ТРН выпускаются на токи (0,5...40) А с термокомпенсацией. Используются в основном в магнитных пускателях серии ПМЕ и ПА, имеют косвенный нагрев с помощью пластинчатых нихромовых нагревателей.

2. Каков принцип действия реле типа ТРН?

Биметаллическая пластина 2 при прохождении тока, превышающего заданный, изгибается и перемещает вправо пластмассовый толкатель 11, связанный жестко с биметаллической пластиной 3, выполняющей роль температурного компенсатора. Отклоняясь вправо, пластина 3 нажимает на защелку 8 и выводит ее из зацепления с пластмассовым движком 5 уставок, в результате чего под действием пружины 10 пластмассовая штанга 7 расцепителя отходит кверху (показана пунктиром)

Рис. 10.3. Конструктивная схема теплового реле типа ТРН: 1 - нагревательный элемент; 2 - биметаллическая пластина; 3 - биметаллическая пластина температурного компенсатора; 4 - эксцентрик; 5 - движок уставки; 6 - кнопка "Возврат", 7 - штанга расцепителя (тяга); 8 - защелка; 9 - контакты; 10 - пружина; 11 - толкатель

и размыкает контакты 9 в цепи управления магнитным пускателем. Движок уставок можно перемещать, поворачивая эксцентрик 4 и изменяя расстояние между концами пластины 3 и защелкой 8, а значит, и ток срабатывания реле.

3. Каков принцип действия реле типа ТРП?

Реле серии ТРП на токи 1...600 А в основном используется в магнитных пускателях серии ПА и имеет комбинированную систему нагрева (исключение реле ТРП-600) (рис).

Биметаллическая пластина 1 нагревается как за счет прохождения через нее тока, так и за счет нагревателя 7. При прогибе конец биметаллической пластины воздействует на прыгающий подвижный контакт 5. Реле допускает плавную ручную регулировку тока срабатывания в пределах ± 25 % номинального тока уставки. Эта регулировка осуществляется ручкой 8, меняющей первоначальную деформацию биметаллической пластины. Возврат реле в исходное положение после срабатывания производится кнопкой 9. Возможно исполнение и с самовозвратом после остывания биметалла. Высокая температура срабатывания (выше 200 ⁰С) уменьшает зависимость работы реле от температуры окружающей среды.

4. Каков принцип действия реле типа РТЛ?

5. Каковы основные факторы, влияющие на работу теплового реле ТРН?

6. Для чего в тепловых реле нужна температурная компенсация ?

7. Как выполнена в тепловом реле ТРН температурная компенсация?

8. Что называется защитной характеристикой теплового реле?

9. Расскажите методику настройки теплового реле.

10. По исследованным защитным характеристикам, соответствующим нулевому положению регулятора, определите мощность электродвигателя, который можно защищать тепловым реле.

Чтобы правильно защитить электродвигатели от аварийных режимов, необходимо знать основные причины их отказов. Основные аварийные режимы возникают из-за [1]:

·   обрыва фазы (ОФ) – 40...50 %;

·   заторможения ротора (ЗР) – 20...25 %;

·   технологических перегрузок (ТП) – 8...10 %;

·   понижения сопротивления изоляции (ПСИ) – 10...15 %;

·   нарушения охлаждения (НО) – 8...10 %.

Вероятность срабатывания некоторых устройств защиты, применяемых в сельском хозяйстве, от основных аварийных режимов электродвигателей, приведена в табл. 10.1.

Как видно из табл. 10.1, для защиты электродвигателей от технологических перегрузок, а также от обрыва фазы и заторможения ротора с успехом могут быть использованы тепловые реле, которые работают в сочетании с магнитным пускателем.

Таблица 10.1

Вероятность срабатывания некоторых устройств защиты в зависимости от аварийных режимов работы электродвигателей [1]

Защита	ОФ	ЗР	ТП	ПСИ	НО
Тепловые реле: ТРН	0,30	0,25	0,65	0	0
ТРН*	0,45	0,40	0,85	0	0
РТЛ	0,60	0,45	0,75	0	0
РТЛ*	0,85	0,65	0,90	0	0
Автоматические выключатели АП-50	0,50	0,40	0,70	0	0
Устройства встроенной тепловой защиты (УВТЗ-5)	0,76	0,67	0,91	0	0,91
Устройства защитного отключения по току утечки (УЗО)	0	0	0	0,95	0

* Точно отрегулированные тепловые реле

Для защиты электрооборудования от перегрузки по току широкое применение нашли тепловые реле типов ТРА, ТРВ, РТ, РТЛ, ТРН, ТРП, ТРТ [1 - 7].

Тепловое реле состоит из биметаллической пластинки, нагревательного элемента, контактов с пружиной и защелкой (рис. 10.1) [2].

Биметаллическая пластина состоит из двух металлов, прочно сваренных между собой по всей поверхности и имеющих различные температурные коэффициенты линейного расширения α. Один металл (инвар) имеет малый коэффициент линейного расширения и называется пассивным. Другой (хромоникелевая сталь) имеет большой коэффициент α и называется активным. При нагревании активный слой стремится удлиниться на большую величину, чем пассивный и, как следствие этого, возникает изгибающий момент.

Реле серии ТРП на токи 1...600 А в основном используется в магнитных пускателях серии ПА и имеет комбинированную систему нагрева (исключение реле ТРП-600) (рис. 10.2).