Индукционные реле тока. Составление карты селективности (Лабораторная работа № 2)

Спец. 1 43 01 02 «Электрические системы и сети»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИНДУКЦИОННЫЕ РЕЛЕ ТОКА. СОСТАВЛЕНИЕ КАРТЫ СЕЛЕКТИВНОСТИ.

1. Цель работы

Ознакомление с конструкцией, принципом действия, способами регулирования, выбора характеристик срабатывания индукционных реле тока типа РТ-80 и принципами составления карты селективности.

2. Краткие теоретические сведения

2.1. Конструкция и принцип действия реле

Реле тока РТ-80 (рис. 2.1) по принципу действия является комбинированным реле, состоящим из двух элементов: индукционного с вращающимся диском и электромагнитного клапанного типа. Такое исполнение дает возможность работать с двумя временными характеристиками: с зависимой характеристикой времени действия и с независимой в качестве мгновенной отсечки.

Основными органами реле тока РТ-80 являются:

·  Электромагнит 1 с расположенной на нем обмоткой 19. При протекании тока по обмотке создается магнитный поток .

·  На полюсах электромагнита имеются короткозамкнутые витки (медные кольца) 2, в которых возникает ток и этот ток создает магнитный поток .

·  Постоянный тормозной магнит 6.

·  Диск 3, расположенный между полюсами электромагнита.

При прохождении тока по обмотке реле в зазоре между полюсами создаются магнитные потоки  и , сдвинутые в пространстве на некоторый угол . Эти потоки пронизывают диск и создают вращающий момент:

,                                     (2.1)

где  – коэффициент пропорциональности

Так как потоки  и  пропорциональны току , проходящему через обмотку реле, а угол  постоянен, то:

,                                              (2.2)

где  – коэффициент пропорциональности.

в)                               г)

Рис. 2.1. Реле тока типа РТ-80 а – конструкция; б – силы, действующие на подвижную систему; в –обозначение катушки реле в схемах РЗА, г - обозначение контактов реле в схемах РЗА, 1 – электромагнит; 2 – короткозамкнутые витки; 3 – алюминиевый диск; 4 – подвижная рамка; 5 – пружина; 6 – постоянный магнит; 7 – червяк; 8 – подвижной сегмент; 9 – коромысло; 10 – якорь отсечки; 11 – скоба; 12 – контакты; 13 – регулировочный винт; 14 – регулировочная гайка; 15 –контактная колодка; 16 – регулировочный винт отсечки; 17 – упорный винт; 18 – магнитопровод электромагнитного элемента; 19 – обмотка реле; 20 – движок; 21 – контактные винты; 22 – регулировочный винт пружины

При значительном увеличении тока происходит насыщение магнитопровода и прямая пропорциональность между потоками и током в обмотке нарушается. При дальнейшем увеличении тока поток перестает увеличиваться. Вследствие этого вращающий момент, а, следовательно, и частота вращения диска перестают возрастать и характеристика зависимости времени действия реле от тока  приобретает независимый характер (рис. 2.2).

При вращении диска в поле постоянного магнита в диске возникают вихревые токи, которые, взаимодействуя с полем постоянного магнита, создают дополнительную силу, действующую на диск.

Таким образом, при вращении диска на него действуют силы: , создаваемая магнитной системой с короткозамкнутыми витками и , создаваемая постоянным магнитом 6, который противодействует вращению диска (рис. 2.1, б).

При увеличении тока в реле возрастают силы  и  и при  равнодействующая сил  и  преодолевает силу натяжения пружины рамки 4 и поворачивает рамку около своей оси на некоторый угол, осуществляя зацепление червяка с зубчатым сегментом 7. Сегмент начинает подниматься и через определенное время (концом рычага) упирается в скобу 9 якоря 10 электромагнита. Якорь начинает поворачиваться около своей оси по часовой стрелке, и когда воздушный зазор между якорем и магнитопроводом уменьшится до определенной величины, якорь притянется к электромагниту и скоба 9 замкнет контакты 12. Наименьший ток, при котором происходит зацепление червяка с зубчатым сегментом, называется током срабатывания индукционного элемента реле.

Диск начинает вращаться, когда ток в обмотке реле достигает 20-30 % от тока срабатывания, но срабатывание реле не происходит. В этом случае рамка 4 оттянута пружиной 5 в сторону и червяк 7 не приходит в зацепление с зубчатым сегментом 8, на котором укреплен рычаг, замыкающий контакты реле.

Для надежного сцепления червяка с сегментом, а также для исключения возможного расцепления червячной передачи при уменьшении частоты вращения диска на подвижной рамке предусмотрена стальная скоба 11. Она притягивается к электромагниту 1 потоком рассеяния и обеспечивает дополнительное усилие для надежного сцепления червячной передачи.

Регулировка тока срабатывания реле производится путем изменения числа витков обмотки электромагнита, имеющей отпайки, выведенные на контактную колодку 15. Для увеличения тока срабатывания следует уменьшить число витков. Нужное значение устанавливается с помощью контактных винтов 21. Для того чтобы при перестановке контактного витка под нагрузкой не происходило разрыва цепи вторичной обмотки трансформатора тока, каждое реле имеет два контактных винта. Поэтому нужно сначала холостой винт завинтить в нужном гнезде, а затем ранее установленный винт переставить в холостое гнездо. Якорь 10 с электромагнитом 1 одновременно представляет второй элемент реле – электромагнитный, действующий с временем срабатывания до 0,1 с. Для уменьшения вибрации якоря 10 на нем посажен короткозамкнутый