Інститут ЕЕЕМ

Кафедра ЕСС

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

“ ВИПРОБУВАННЯ ТА ЗНЯТТЯ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ”

Виконали:ст.гр.1ЕС-07

___________________________

Перевірив: ас. Видмиш В.А.

Вінниця 2011

Мета роботи: ознайомлення з конструкцією та характеристиками електромагнітних, індукційних та напівпровідникових реле, які використовуються в пристроях релейного захисту, визначення основних параметрів реле та зняття їх характеристик.

1 ПІДГОТОВКА ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

1.1. Ознайомитись з такою літературою:

методичними вказівками до роботи;

Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем електроснабжения: Учеб. для вузов по спец. «Электроснабжение».-М.:Высш.шк., 1991.-496 с.

Гельфанд Я.С. Релейная защита распределительных сетей.-М.:Энергоатомиздат, 1987. –368 с.

1.2. Підготуватися відповідати на запитання 1-21 в п. 8.

1.3. Написати заготовку звіту, в якій привести програму виконання робіт в лабораторії, схеми для визначення характеристик реле та приготувати таблиці випробувань реле.

2 ПРОГРАМА ВИКОНАННЯ РОБІТ В ЛАБОРАТОРІЇ

2.1. Ознайомитися зі стендом: джерелом живлення, апаратурою регулювання, електровимірювальними приладами та дослідними реле, вивчити схему стенда (рис. 1).

2.2. Записати технічні характеристик реле, вивчити їх конструкцію та принцип дії.

2.3. Випробування реле напруги типу РН-54:

а) визначити напругу спрацювання U_сп, повернення U_пв та коефіцієнт повернення реле к_пв;

б) виміряти потужність, яку потребує реле, при мінімальній та максимальній уставках;

в) виміряти час спрацювання реле.

2.4. Випробувати напівпровідникове реле струму РТЗ-50:

а) визначити струми спрацювання I_сп, повернення I_пв та коефіцієнт повернення реле к_пв;

б) перевірити роботу реле при швидкій зміні струму;

в) виміряти час спрацювання реле.

2.5. Випробувати індукційне реле струму типу РТ-81/1:

а) визначити струм спрацювання I_сп, повернення I_пв та коефіцієнт спрацювання для вибраних уставках за шкалою струмів;

б) перевірити кратності струмів спрацювання струмової відсічки, нанесені на регулювальному гвинті відсічки;

в) зняти часово-струмові характеристики реле при заданих уставках за шкалою струмів та за шкалою часу.

г) визначити розкид часу спрацювання реле при заданому значенні струму в реле.

2.6. Випробувати напівпровідникові реле часу типу ВЛ-27 при номінальній напрузі:

а) перевірити час дії реле для заданих уставок;

б) визначити потужність, яку потребує реле.

2.7. Скласти звіт про виконану роботу.

3 ОПИС ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

На стенді розташовані клеми джерел живлення, пускова та вимірювальна апаратура і досліджувані реле: реле напруги типу РН-54 (KV), напівпровідникові реле струму типу РТЗ-50 (КА1), індукційні реле струму типу РТ-81/1 (КА2) та напівпровідникові реле часу типу ВЛ-27 (КТ).

Напруга на стенд подається від мережі змінного струму 220 В. Для отримання напруги до 220 В змінного струму, яка плавно регулюється, використано лабораторний автотрансформатор (ЛАТР), позначений TV1.

Його первинна обмотка під’єднана до мережі через вимикач SA1, контактор K та вимикач SA2 (рис. 1).

Подача напруги на стенд фіксується за загоранням лампи HL1, а на трансформатор TV1 - за загоранням лампи HLR2. Напруга на вихідних клемах Т25-ХТ26 ЛАТРа регулюється ручкою на стенді, величина напруги визначається за вольтметром PV. Це напруга використовується при дослідах реле напруги та реле часу.

Для обмеження струму, що подається на дослідні реле струму додатково до TV1 застосовується трансформатор TV2. У вторинну обмотку TV2 ввімкнені чотири трансформатори струму (ТА1, ТА2, ТА3, ТА4) та перемикач SAC3 з амперметром PA2 для вимірювань струму при дослідженнях реле РТ-81/1 обмотка цього реле приєднується до виводів ХТ21-ХТ22, а виводи ХТ19 та ХТ20 з’єднуються (рис. 6 та 7).

При дослідженнях напівпровідникового реле струму типу РТЗ-50, яке має струм уставки I_уст = 20 мА, виводи ХТ21 та ХТ22 з’єднуються, а обмотка реле КА1 (клеми ХТ11 та ХТ12) - послідовно з перемикачем SAC4 та міліамперметром РА1 (клеми ХТ13 та ХТ14) приєднується до виводів ХТ19 та ХТ20; при цьому амперметр РА2 залишається ввімкненим в загальне коло, але він практично не реагує через малу величину струму (рис. 4 та 5).

Для спрощення схем на рис. 4, 5, 8 показаний один резистор перемикача SAC4, а на рис. 4, 5, 6, 7 – одне положення перемикача SAC3.

Для фіксації моментів спрацювання реле РН-54, РТЗ-50, РТ-81/1 контакти цих реле замикають коло лампи HLR3, яка під’єднана до клем ХТ17-ХТ18, на яких діє напруга 220 В (рис. 2, 4, 6).

Для вимірювання часу спрацювання реле використовується електромеханічний секундомір, який вмонтований в прилад РТ “Фіксатор інтервалів часу” ФІЧ. Контакти 7-8 ФІЧ під’єднуються послідовно в коло котушки, а контакти 1-2 - в коло контактів реле, яке випробовується (див. рис. 3, 5, 7, 8). Для вимірювання часу дії реле необхідно:

1. Ввімкнути живлення РТ на панелі ФІЧ мережа, при цьому засвічується зелена лампочка.

2. Встановити перемикач “Вид вимірювання” РТ в положення: лівий - “3”, правий - “відпускання”.

3. Встановити в колі необхідні напруги або струм.

4. Перемикач “Вид вимірювання” перевести в положення: лівий - “1”, правий - “спрацювання”.

5. Клавішею “скидання” на секундомірі встановити стрілку в положення “0”.

6. Правий перемикач “Вид вимірювання” перевести в положення “відпускання”.

7. Записати час спрацювання реле.

8. Лівий перемикач “Вид вимірювання” перевести в положення “3”.

9. Повторити п. 3.

10. Правий перемикач “Вид вимірювання” перевести в положення “спрацювання”.

11. Записати час повернення реле.

4 ВИПРОБУВАННЯ РЕЛЕ НАПРУГИ ТИПУ РН-54

Реле напруги типу РН-54 є реле мінімальної напруги: воно спрацьовує при зменшенні напруги. При номінальній напрузі U_н якір реле притягнутий, нормально замкнений контакт, замкнений. Коли напруга зменшується, реле спрацьовує при напрузі U_сп, якір відпускається та нормально розімкнений контакт розмикається. На схемі рис. 2 при напрузі, близькій до номінальної, контакт 1KV замкнений, лампа HLR3 горить. При напрузі U_сп< U_н контакт 1KV розмикається, лампа HLR3 гасне. При підвищенні напруги до U_пр> U_сп якір реле притягується, контакт 1KV замикається і лампа HLR3 знову починає світити. Коефіцієнт повернення реле K_п> 1. Дослід проводиться при U_уст = 160, 120 та 100 В. U_уст, U_сп, U_пв записуються в таблицю і обчислюється коефіцієнт K_п.

Для вимірювань потужності, яку потребує реле, в коло котушки реле на рис. 2 потрібно послідовно з реле приєднати міліамперметр PA1 (контакти ХТ13 та ХТ14).

Для вимірювання часу спрацювання реле зібрати схему згідно з рис. 3. Виміряти час спрацювання при U_уст = 160 та 80 В.

5 ВИПРОБУВАННЯ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО РЕЛЕ

СТРУМУ ТИПУ РТЗ-50

Струми спрацювання I_сп та повернення I_пв визначаються за схемою рис. 4. Струм I_сп фіксується по загоранню лампи HLR3, а струм I_пв - по згасанню лампи HLR3. Визначити струми I_сп і I_пв та коефіцієнт повернення K_п при уставках I_уст = 10, 16 та 20 мА. Дані записати в таблицю.

Для перевірки роботи реле при швидкому ввімкнені струму спочатку за приладом РА1 виставляємо в колі струм, якій дорівнює струму спрацювання реле, наприклад, I_уст = 14 А (перемикач SAC4 в положенні “2”). Знімаємо живлення зі схеми вимикачем SA2, а потім знову вмикаємо SA2; впевнюємося, що реле спрацьовує. Потім зменшуємо струм на 5-10% до величини, при якій реле вимкнеться, лампа HLR3 згасне. Вимикаємо SA2, а потім знову вмикаємо SA2. Впевнюємося, що реле не спрацьовує. Дослід повторюємо три-чотири рази.

Вимірювання часу спрацювання реле виконується за схемою рис. 5 при уставках I_уст = 10 і 20 мА.

6 ВИПРОБУВАННЯ ІНДУКЦІЙНОГО РЕЛЕ СТРУМУ ТИПУ РТ‑81/1

Струми спрацювання I_сп та повернення I_пв визначаються за схемою рис. 6 для вибраних уставок за шкалою струмів, наприклад, при I_уст = 4 та 6 А. Під струмом спрацювання I_сп індукційного реле струму розуміємо струм, при якому зубчатий сегмент, який “керує” роботою контактів реле, входить в щеплення з черв‘яком, розташованим на осі диска, що визначається візуально при знятому кожусі реле. Струм повернення I_пв - струм, при якому розмикаються контакти реле. Струми I_сп, I_пв, I_уст, заносяться в звіт та обчислюється коефіцієнт K_пв.

Перевірка кратності струмів спрацювання відсічки виконується також за схемою рис. 6. При заданій уставці за шкалою струмів спрацювання I_уст= 4 А встановлюється спеціальне значення (спочатку мінімальне) кратності струмів за шкалою на гвинті регулювання, а потім подається струм в реле. Встановлюється відповідність дослідних значень кратностей I_р/ I_сп значенням I_р/I_сп, нанесеним на гвинті регулювання. Дослід проводить до I_р = 30 А.

Часово-струмові характеристики знімаються при заданих уставках за шкалою струмів (наприклад, I_уст = 4 А) і за шкалою часу (наприклад, t_уст = 0,5 і 2 с) за схемою рис. 7. Апаратура стенда дозволяє зняти залежності t = (I_р/ I_сп) до кратностей I_р/ I_сп = 7-8 при I_уст = 4 А. При знятті характеристик необхідно зафіксувати, при яких кратностях струмів спрацьовує електромагнітний елемент реле (струмова відсічка). В звіті побудувати часово-струмові характеристики реле.

Визначення розкиду часу спрацювання реле проводиться також за схемою рис. 7 при I_р/ I_уст = 2 А та I_уст = 4А. Дослід провести не менше 4-5 разів.

7 ВИПРОБУВАННЯ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО РЕЛЕ ЧАСУ

ТИПУ ВЛ-27

Випробування проводиться за схемою рис. 8 для вибраних уставок часу, наприклад, t = 2 с та 10 с.

Для визначення потужності, яку потребує реле при номінальній напрузі, в схемі використовується міліамперметр РА1, а контакти 7-8 та 1-2 фіксатора ФІЧ від’єднуються від схеми: контакт ХТ28 з’єднується с ХТ26, а контакти ХТ29 і ХТ30 залишаються вільними.

8 ЗАПИТАННЯ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ТА ЗАХИСТУ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

1. Визначення та призначення реле.

2. Види реле, що реагують на зміну електричних параметрів.

3. Поділ реле за принципом роботи та за призначенням.

4. Поділ реле за способом вмикання обмоток та за способом впливу на вимикач.

5. Умовні позначення реле в схемах.

6. Що таке струми спрацювання та повернення реле?

7. Що таке коефіцієнт повернення і які до нього вимоги?

8. Принцип побудови та роботи електромагнітних реле струму і напруги.

9. Особливості побудови та роботи реле максимальної і мінімальної напруги.

10. Коефіцієнт повернення реле мінімальної напруги.

11. Схема реле мінімальної напруги та регулювання його уставок.