Ознакомление с конструкцией и методами испытания реле мощности

1. Цель работы.Ознакомление с конструкцией и методами  ислытания  реле мощности.

Назначение реле.

     Реле мощности применяются в различных  устройствах  релейной защиты для определения знака мощности  при  коротких  замыканиях. Они могут выполняться в виде реле на индукционном принципе или  в виде устройств с использованием полупроводниковых элементов.

Конструкция индукционных реле мощности.

Магнитопровод 1 из листов электротехнической стали, имеет четыре  выступающих полюса. Между полюсами для  уменьшения  сопротивления  магнитному потоку расположен неподвижный стальной сердечник 2.  В  воздушный зазор, образованный полюсами и сердечником, помещается  подвижный элемент алюминиевый полый цилиндр 3 (барабанчик),  поворачивающийся вокруг оси. Токовая обмотка реле состоит  из  двух  секций  5, расположенных на противоположных полюсах. Секции соединены  согласно и последовательно. Обмотка питается от трансформатора тока, установленного в цепи защищаемой линии.

     Обмотка напряжения выполняется из четырех секций  4,  соединенных последовательно. Секции расположены на ярме. Такое  расположение по сравнению с расположением обмотки  на  полюсах  позволяет увеличить общее число витков обмотки, что приводит к  увеличению н.с. и потока, а, следовательно,  и  к  повышению  чувствительности реле. Обмотка напряжения реле 8 питается от трансформатора напряжения защищаемой линии.

     Реле мощности в зависимости от назначения могут  иметь  один или два контакта (реле  одностороннего  или  двухстороннего  действия). Первые используются в схемах направленных защит для определения знака мощности при к.з.  (реле  РБМ-171,  РБМ-178), вторые - в схемах направленных поперечных дифференциальных  защит параллельных линий для определения поврежденной линии  (реле РБМ-271, РБМ-277, РБМ-278).

     При включении реле токи, проходящие по  его  обмоткам,  создают магнитные потоки Ф_i и Ф_u, сдвинутые  в  пространстве  на  90 эл.град. (за счет расположения обмоток на  магнитопроводе)  и  по фазе на некоторый угол (рис.2). Каждый из потоков дважды пронизывает алюминиевый цилиндр и индуктирует в нем вихревые токи. Вращающий момент, действующий на подвижную систему, определяется выражением:                                    M_вр=k`Ф_iФ_u siny.                 

При отсутствии насыщения магнитной системы поток Ф_i будет пропорционален  току  в  последовательной обмотке I_р, а поток Ф_u пропорционален току I_u; тогда

                                       М_вр = k`I_рU_рsiny.                  

   Векторная диаграмма реле мощности показана на рис.2. Пренебрегая потерями в стали, векторы потоков Ф_i и Ф_u  можно  представить совпадающими по фазе с векторами соответствующих токов I_р и I_u.

Конструкция реле мощности.

1 - ярмо; 2 - сердечник, имеющий срез по  образующей;  3 - подвижный алюминиевый  цилиндр  (барабанчик);  4 - четыре  катушки  параллельной обмотки; 5 - две катушки последовательной обмотки; 6 - ось; 7 - подвижной контакт; 8-пружина;  9 - спиральная  пружина;  10 - нижний подпятник; 11 - верхний подпятник.

    Значение угла j_u (угла между вектором тока в обмотке напряжения I_u и подводимым к ней напряжением U_р) определяется только параметрами цепи напряжения и для каждого типа реле является  неизменным. В зависимости от положения вектора I_р по отношению к вектору U_р создаются две области, характеризующиеся положительными и отрицательными значениями  момента.  Линия  перехода  от  положительных моментов к отрицательным будет при  y = 0 и при     y =180^o, когда вектор тока I_р оказывается совпадающим или в противофазе  с вектором I_u. При этих углах, как следует из выражения (1), значение вращающего момента оказывается равным