Практическая работа №5.2

Анализ устройства и принципа действия аппаратов электрозащиты, электромагнитных реле

Цели:

- формирование общих компетенций ОК 06, ОК 09

- формирование профессиональных компетенций ПК 1.3

Обеспечение занятия:

1. Описание конструкций электромагнитных реле

2. Рисунки конструкций электромагнитных реле

3. Методические рекомендации

Порядок выполнения работы:

1. Изучить по материалам конструкции электромагнитных реле

2. Зарисовать конструкции электромагнитных реле РТ-40 и РТ -80

3. Описать конструкции электромагнитных реле

4. Описать принцип работы электромагнитного реле

5. Ответить на контрольные вопросы.

6. Представить отчет.

Аппараты защиты - это устройства, которые предназначены для защиты электрических цепей, электрооборудования, машин и других агрегатов от любых угроз, мешающих нормальной работе этих устройств, а также для их защиты от перегрузок. Для того чтобы прибор мог успешно эксплуатироваться, он должен удовлетворять следующим требованиям: Аппараты защиты ни в коем случае не должны иметь температуру сверх допустимой для них под нормальной нагрузкой электрической сети или электрического оборудования. Аппарат защиты не должен отключать оборудование от питания во время кратковременных перегрузок, к которым часто относится пусковой ток, ток при самозапуске и т. д. Также важно понимать, что при длительном перегреве защитные качества значительно снижаются. Это негативно сказывается на приборах, так как в момент критической нагрузки они могут, к примеру, просто не отключиться, что приведет к аварии. Аппараты защиты должны обязательно отключать сеть при возникновении длительных перегрузок внутри этой цепи. При этом должна обязательно соблюдаться обратная зависимость от тока по времени выдержки. В любом случае устройство защиты должно отключать цепь в конце при возникновении короткого замыкания (КЗ). Если КЗ происходит в однофазной цепи, то отключение должно происходить в сети с глухозаземленной нейтралью. Если короткое замыкание происходит в двухфазной цепи, то в сети с изолированной нейтралью.У аппаратов защиты электрических цепей имеется отключающая способность I пр. Значение этого параметра должно соответствовать току короткого замыкания, который может возникнуть в начале защищаемого участка. Если же это значение будет ниже, чем максимально возможный ток КЗ, то процесс отключения участка цепи может не произойти вовсе или же произойти, но с задержкой. Из-за этого могут быть повреждены не только приборы, подключенные к этой сети, но и сам аппарат защиты электрической цепи. По этой причине коэффициент отключающей способности должен быть больше или же равен максимальному току короткого замыкания.

Тепловое реле - это одно из наиболее распространенных устройств, которое способно защищать электрические двигатели, нагреватели, любые силовые приборы от такой проблемы, как ток перегрузки. Принцип действия данного прибора очень прост, и основан он на том, что электрический ток способен нагревать проводник, по которому он протекает. Основная рабочая деталь любого теплового реле - это биметаллическая пластина. При нагреве до определенной температуры эта пластина изгибается, чем и разрывает электрический контакт в цепи. Естественно, что нагрев пластины будет происходить до тех пор, пока не достигнет критической точки. Кроме тепловых, имеются и другие типы аппаратов защиты, к примеру токовое реле, которое контролирует величину тока в сети. Есть также реле напряжения, которое будет реагировать на изменение напряжения в сети

Электромагнитные реле мгновенного действия серии РТ-40. Эти реле применяются в схемах максимально-токовой защиты систем электроснабжения и другого электрооборудования. Конструкция реле приведена на рис. 5.4. Реле состоит из электромагнита 1, обмотки из двух катушек 2, якоря 5, укрепленного на оси с подвижным мостом 3, и спиральной противодействующей пружины 4.

Работает реле следующим образом, когда электромагнитная сила реле больше механической силы пружины, якорь притягивается к электромагниту, при этом подвижный контактный мост 3 замыкает одну пару контактов и размыкает вторую пару неподвижных контактов.

Рис. 5.4. Реле максимального тока серии РТ-40:

а) – общий вид (1 – магнитопровод; 2 – катушки; 3 – подвижный контактный мостик; 4 – пружина; 5 – якорь; 6 – неподвижные контакты; 7 – изолированная колодка; 8 – шкала; 9 – указатель; 10 – пружинодержатель; 11 – втулка; 12 – хвостовик; 13 – гаситель колебаний; 14 – ось; 15 – упоры); б) – схемы соединения обмоток реле

Уставка срабатывания реле серии РТ-40 плавно регулируется натяжением пружины 4 и ступенчато переключением катушек обмотки с последовательной схемы на параллельную (рис. 5.4, б), при этом значение шкалы реле изменяется в два раза.

Пределы уставок тока срабатывания реле при последовательном соединении катушек составляют , при параллельном соединении – .

Реле тока серии РТ-80. Комбинированное реле тока имеет в своей конструкции индукционный воспринимающий элемент, действующий с выдержкой времени, зависимой от тока, и электромагнитный воспринимающий элемент мгновенного действия (отсечка), срабатывающий при больших значениях тока. Выпускаются следующие реле этой серии: РТ-81, …, РТ-86, РТ-91 и РТ-95. Все они аналогичны по устройству и принципу действия, но отличаются характеристиками, числом или конструкцией контактов. Реле РТ-81 и РТ-82 имеют один замыкающий контакт, а реле РТ-85 и РТ-86 – усиленные переключающие контакты. Реле РТ-83 и РТ-84 имеют два замыкающих контакта (главный – срабатывающий от электромагнитного элемента и сигнальный – действующий от индукционного элемента). Реле
РТ-91 имеет только один замыкающий контакт обычного исполнения, а реле РТ-95 – усиленный переключающий контакт.

Индукционное реле серии РТ-80 имеет два релейных элемента – индукционный и электромагнитный (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Индукционное реле серии РТ-80

Индукционный элемент состоит из электромагнита 14 с короткозамкнутыми витками 16 и диска 6, ось которого находится в подшипниках 8, установленных на рамке 4. Рамка поворачивается на осях 3 и пружиной 2 удерживается в крайнем положении, т.е. пружиной к упору 1. На ось диска насажен червяк 18. В исходном положении рамки сегмент 7, имеющий червячные зубья, не находится в зацеплении с червяком и контакты 9 реле разомкнуты.

При протекании по обмотке реле тока диск медленно начинает вращаться под действием электромагнитного момента, создаваемого током реле. Рамка поворачивается, червяк входит в зацепление с зубьями сегмента и начинает постепенно подниматься, преодолевая усилие пружины 17, и специальной планкой 10 замыкает контакты реле. Время срабатывания реле регулируется начальным положением зубчатого сегмента при помощи винта, укрепленного на шкале времени. Чем больше сила тока в обмотке электромагнита, тем быстрее будет вращаться диск, и тем меньше будет выдержка времени срабатывания контактов. Токи срабатывания индукционного элемента регулируется изменением числа витков обмотки (перестановкой контактного витка 13 на контактной колодке); ; время срабатывания – .

Электромагнитный элемент реле РТ-80 состоит из ярма, электромагнита 15 и якоря 11. При протекании по обмотке реле тока якорь втягивается и без выдержки времени (отсечкой) замыкает контакты реле. Таким образом, электромагнитный элемент может действовать совместно с индукционным элементом или самостоятельно.

Электромагнитный элемент действует при больших токах, как бы отсекая часть характеристики реле, поэтому действует с отсечкой. Ток отсечки . Токи срабатывания электромагнитного элемента регулируется изменением количества витков обмотки и положения регулировочного винта 12 тока серии РТ-80.