Реле направления мощности. Как называются устройства и принципы работы

Реле направления мощности. Назначение, конструкция, принцип действия.

РЕЛЕ НАПРВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕМ

Цель работы: изучить принцип действия реле направления мощности, его основные параметры и характеристики.

Реле направления мощности. Назначение, конструкция, принцип действия.

Реле имеет две обмотки. Одна из них подключается к трансформатору тока и обтекается вторичным током Iр, а вторая- к трансформатору напряжения и обтекается током, пропорциональным напряжению Uр на зажимах обмотки.

Каждый из токов создает магнитный поток. Поскольку один из магнитных потоков пропорционален току Iр, а второй напряжению Uр, то вращающий момент возникающий на подвижной части реле оказывается пропорциональным величине мощности на зажимах реле, а его направление (знак) зависит от направления этой мощности.

Рисунок 1.1-Внешний вид реле направления мощности марки

Рисунок 1.2-Реле направления мощности

В схемах релейной защиты используется главным образом однофазные индукционные реле направления мощности с цилиндрическим ротором типов РБМ-170 и РБМ-270.

Рисунок 1.3-Токовая обмотка реле направления мощности

Токовая обмотка расположенная на полюсах и создает через них проходящий магнитный поток Фт. Обмотка напряжения расположенная на ярме и состоит из четырех секций, который соединены между собой так, что магнитный поток Фн создаваемый ими проходил через другую пару полюсов. При таком выполнении обмоток магнитный потоки Фт и Фн оказываются сдвинутыми в пространстве относительно друг друга на угол 900. Магнитные потоки Фт и Фн создают токи в стенках алюминиевого сердечника пропорциональные им на угол y токи Idт и Idн. В результате взаимодействия магнитного потока Фт с током Idн и Фн с током Idт на цилиндр действуют силы:

Суммарная сила создает на цилиндре вращающий момент Мвр, под действием которого цилиндр поворачивается и с помощью подвижных контактов замыкает неподвижные. Общее выражение для вращающего момента индукционного реле имеет вид:

Из выражения (1.2) следует, что когда магнитные потоки совпадают по фазе, т.е. y=0, siny=0, то Мвр=0, и наоборот когда y=900, siny=1, то Мвр=max.

Рисунок 1.4-Векторная диаграмма

На векторной диаграмме:

φр- угол сдвига между Uр и Iр определяемый параметрами сети и схемой включения реле;

Iн – вектор тока в обмотке напряжения реле;

γн – угол между Uр и Iн (внутренний угол реле) определяемый соотношением активного и реактивного сопротивлений цепи напряжения, которая включает в себя как обмотку, так и дополнительно включаемые внешние сопротивления и конденсаторы.

Заменяя в выражении (1.2) магнитные потоки Фт и Фн на соответствующие им ток Iр и напряжение Uр и угол y равным ему углом γн-φр получим общее выражение для вращающего момента на подвижной части индукционного реле с цилиндрическим ротором:

Но в этом выражении:

Следовательно, вращающий момент рассматриваемого реле пропорционален мощности: Мвр=кSр, т.е. реле реагирует на мощность.

Характеристики реле направления мощности

Реле направления мощности имеет две основные характеристики:

Рисунок 1.9-Характеристика чувствительности

Чувствительность реле характеризируется величиной мощности, при которой оно срабатывает, т.е. Рср=IрUр. Чувствительность реле изображается вольтамперной характеристикой, которая показывает зависимость напряжения срабатывает тока.

Характеристика снимается при неизменной угле между током и напряжением и равном φм.ч.

Рисунок 1.10-Схема маркировки зажимов трансформаторов тока и напряжения

Реле направления мощности обычно включается через измерительные трансформаторы. Для их правильного включения необходимо точно знать полярность обмоток реле, полярность обмоток трансформатора тока и напряжения, к которым подключается реле. Выводы (зажимы) обмоток напряжения и тока реле маркируются на заводе, получили условное обозначение “Н” и “К”. Для одной обмотки “Н” выбирается произвольно, для второй обмотки “н” принимается таким образом, что при подведении к обоим обмоткам реле тока и напряжения, сдвинутых под углом, при котором вращающей момент положителен, реле сработало. Неправильное подсоединение цепей к одной из обмоток реле равносильно перемене зоны работы и зоны заклинивания. Обмотки трансформатора тока и напряжения маркируются таким образом, чтобы при направлении тока в первичной обмотке от “Н” к “К” во вторичной обмотке ток вытекал из “Н”. Как для трансформатора тока так и для трансформатора напряжения за “Н” первичной обмотки принимается вывод подсоединенный к шинам высокого напряжения. При включении трансформатора напряжения на линейные напряжения за “Н” первичных обмоток принимаются выводы, подключаемые к опережающим фазам, т.е. в порядке их электрического чередования (например, при чередовании А, В, С и при включении первичной обмотки трансформатора напряжения на фазы С и А за начало принимается вывод первичной обмотки, подключаемой к фазе С, при включении на фазы А и В за “Н” принимается к фазе А и т.д.). Обычно с учетом полярности выводов трансформаторов тока и напряжения реле включаются таким образом, чтобы токи в цепях тока и напряжения реле имели такую же фазу как если бы реле было включено в первичные цепи минуя трансформаторные обмотки.

Схема включения реле на фильтры тока и напряжения нулевой последовательности.

Рисунок 1.11- Схема включения реле мощности на фильтры тока и напряжения нулевой последовательности

К реле направления мощности в защитах от замыканий на землю подводиться ток и напряжение нулевой последовательности. Токовая обмотка этого реле включается обычно в нулевой провод трех трансформаторов тока, соединенных в звезду. Для питания обмотки напряжения реле используется в большинстве случаев специальные обмотки трансформатора напряжения, соединенные на сумму фазных напряжений (разомкнутый треугольник).

Реле направления мощности применяется в токовых направленных защитах кольцевых сетей и сетей с двухсторонним питанием напряжением до 35кВ, а также, в ряде других защит, таких как дистанционная защита, поперечная дифференциальная защита и направленная защита с высокочастотной блокировкой. Необходимость использования реле направления мощности в токовых направленных защитах обусловлена требованием селективности действия двух смежных защит, установленных на одной подстанции. Для обеспечения этого требования, защита должна срабатывать только при одновременном выполнении двух условий: 1) ток в линии больше тока срабатывания защиты; 2) мощность направлена от шин в линию. Проверка последнего условия осуществляется с помощью реле направления мощности.

Электрическое реле устройство, в котором при достижении определенно значения входной величины, выходная величина изменяется скачком — выходные контакты либо замыкаются — в управляемой цепи появляется ток (напряжение), либо размыкаются. Реле применяют в цепях управления с током менее 1 А. Входной величиной реле могут быть механические, тепловые, электрические и другие внешние воздействия.

Широкое распространение получили электрические реле (электромагнитные, магнитоэлектрические, электродинамические, индукционные), которые реагируют на изменения тока (напряжения) в обмотке управления (намагничивающей обмотке).

На рис 2.15, а показано устройство простейшего электромагнитного реле клапанного типа: при определенной МДС в цепи управления возникающая электромагнитная сила F притяжения якоря 3 к ярму 1 превышает силу противодействующей пружины 2. Реле срабатывает, воздушный зазор уменьшается, клапан 4 нажимает на подвижный контакт 5 и прижимает его с силой F, зависящей от значения воздушного зазора в конце хода якоря, к неподвижному контакту 6.

Управляемая цепь (цепь управления) замыкается, исполнительный элемент 7 производит требуемое действие. Контакты реле в исходном положении могут быть как разомкнуты, так и замкнуты, в последнем случае при срабатывании реле они размыкаются — действие какихлибо устройств прекращается. Первоначально открытые (замыкающие) контакты изображают на схемах, как показано на рис. 2.16, а, первоначально закрытые (размыкающие) контакты имеют условное обозначение, показанное на рис. 2.16, б.

Многие электромагнитные реле имеют несколько контактных пар, тогда их используют для управления несколькими электрическими цепями. Электрические реле выполняют множество функций, связанных с контролем режимов работы важных элементов электрической цепи генераторов, трансформаторов, линий передач, различных приемников.

Интересное видео о работе реле смотрите ниже:

При нарушении нормального режима того или иного элемента соответствующее реле приводит в действие аппаратуру, которая либо восстанавливает нормальный режим работы, либо отключает поврежденный участок. Такие реле — реле защиты — могут «наблюдать» за током в цепи (токовая защита), напряжением на отдельных участках (защита по напряжению), изменениям мощности (реле мощности), изменением частоты тока и т. д.

В зависимости от значения или направления входной величины, приводящей к срабатыванию реле, различают реле: максимальные, минимальные, направленного действия, дифференциальные и др.

В зависимости от времени срабатывания — отрезка времени от момента появления управляющего воздействия до момента замыкания контактов реле — различают реле быстродействующие (tср < 0,05 с), нормальные (tср = 0,05—0,25 с) и с выдержкой времени (реле времени).

Если реле «реагирует» только на значение входной величины (тока) и «не реагирует» на направление этой величины, то его называют нейтральным. Реле, «чувствующие» полярность (направление) входной величины (напряжения, тока), называются поляризованными.

Реле по способу воздействия

По способу воздействия исполнительного элемента реле на управляемую величину различают:

• реле прямого действия, в которых исполнительный элемент (у электромеханических реле исполнительным элементом является подвижная контактная система) непосредственно воздействует на цепь управления,
• реле косвенного действия, в которых исполнительный элемент воздействует на контролируемую цепь через другие аппараты.

Реле по способу включения воспринимающего элемента

По способу включения воспринимающего элемента различают первичные, вторичные и промежуточные реле.

Воспринимающим элементом электромагнитных реле является электромагнит, преобразующий управляющий ток (напряжение) в перемещение якоря относительно ярма.

Воспринимающими элементами других электрических реле могут быть магнитоэлектрический механизм, индукционная система, электродинамический механизм и т. д.

Воспринимающий элемент первичных реле включается непосредственно в контролируемые цепи. У вторичных реле воспринимающий элемент включается в контролируемые цепи через измерительные трансформаторы. Промежуточные реле работают в цепях исполнительных элементов других реле и предназначаются для усиления и преобразования сигналов первичных или вторичных реле.

Реле защиты

Рассмотрим устройство и принцип действия электромагнитных реле токовой защиты — реле максимального тока. Электромагнитные реле, получившие очень широкое распространение, по конструктивному исполнению воспринимающего элемента бывают клапанного типа и с поворотным якорем.

Реле клапанного типа (см. рис. 2.15, б) широко применяют в качестве реле максимального тока. Обозначения на рис. 2.15, б: 1 — катушка возбуждения; 2 — ярмо; 3 — клапан (якорь); 4 — контактная группа.

Катушка возбуждения реле тока РТ включается последовательно в контролируемую цепь (рис. 2.17)

. При токах / в этой цепи, превышающих допустимые значения, сила притяжения якоря к ярму преодолевает сопротивление пружины и приводит к размыканию или замыканию контактов Р~ в цепи управления другого аппарата (рис. 2.17, а, б) — аппарата КМ.

Размыкание контактов РТ в цепи аппарата (реле) КМ (рис. 2.17, а) приводит к размыканию контактов КМ в контролируемой цепи питания приемника, т. е. цепь тока / разрывания (одновременно размыкаются контакты КМЬ шунтировавшие кнопку «Пуск»). Исчезновение тока/в цепи возбуждения реле тока Рт приводит вновь к замыканию его контактов Рт (контакты этого реле при отсутствии тока в его обмотке всегда замкнуты), но теперь цепь возбуждения реле КМ разомкнута, так как кнопка «Пуск» не включена и разомкнуты контакты KMj. Для включения цепи питания приемника следует вновь нажать кнопку «Пуск», реле КМ сработает и замкнет свои контакты КМ}.

Кнопку «Пуск» после этого можно отпустить, так как цепь возбуждения реле КМ продолжает быть замкнутой через шунтирующие кнопку «Пуск» контакты КМР. Срабатывание реле Рт на схеме рис. 2.17, 6 приводит к замыканию первоначально разомкнутых контактов Рт в цепи реле КМ.

Реле КМ срабатывает и размыкает свои первоначально замкнутые контакты КМ, шунтировавшие резистор R в цепи питания приемника.

При этом последовательно с приемником включается резистор с сопротивлением R и тем самым значение тока в цепи ограничивается. Когда ток снизится до нормального значения, реле РТ «отпустит» свои контакты Рт, реле КМ отключится и резистор R будет вновь зашунтирован контактами КМ.

В качестве токовых реле применяют также реле с поворотным якорем (рис. 2.18), где между полюсами электромагнита / помещен якорь 3 из магнитомягкого материала. В отсутствие тока в обмотке возбуждения 2 пружина 4 удерживает якорь в таком положении, что контакты 5 и 6 разомкнуты, т. е. цепь управления разомкнута. Когда ток в обмотке возбуждения электромагнита достигнет значения, при котором сила, стремящаяся повернуть якорь к ярму, превысит силу противодействия пружины, якорь повернется, контакты 5 и 6 замкнутся, в управляемой цепи произойдет желаемое изменение режима.

Ещё одно видео о работе электромагнитного реле:

Вращение поводка, связанного с пружиной, вызывает изменение силы противодействия пружины 4 и, следовательно, настройку реле на требуемый ток срабатывания.

Значения токов срабатывания указывают на шкале. Это же реле может быть использовано для контроля значения напряжения на какомлибо элементе. В этом случае его обмотка возбуждения, очевидно, должна иметь значительно большее количество витков из провода меньшего диаметра по сравнению с обмоткой тока.

Если напряжение источника соответствует требуемому напряжению, то реле Рн срабатывает и его первоначально разомкнутые контакты Рн замыкаются (позиции 5 и 6 на рис. 2.18). Нажав кнопку «Пуск», замыкают цепь возбуждения реле К и посредством его контактов К приемник подключается к источнику.

Если напряжение источника уменьшается ниже допустимого предела (что определяется настройкой реле Рн), то сила противодействия пружины 4 (см. рис. 2.18) преодолевает силу притяжения якоря 3 к ярму 1 и контакты 5, 6 размыкаются. Цепь тока возбуждения реле К (рис. 2.19) размыкается, и приемник отключается от источника.

Для защиты электротехнических устройств от токов перегрузки, когда длительная эксплуатация устройства в таком режиме может вызвать выход его из строя за счет недопустимого перегрева, применяют тепловые реле.

Тепловое реле (рис. 2.20, а) состоит из биметаллической пластины 2, которая находится в тепловом поле нагревателя 7, включенного последовательно с контролируемым объектом (приемником), и контактов 4. Если контролируемый ток/больше допустимого, то через некоторое время биметаллическая пластина 2 под действием избыточной теплоты нагревателя 1 изогнется, так как ее нижний слой расширяется (удлиняется) больше, чем верхний. Пластина 2 освобождает защелку 3, которая под действием пружины поворачивается, и контакты 4размыкаются. Схема включения теплового реле представлена, например, на рис. 2.20, 6, где видно, что при срабатывании теплового реле его контакты разрывают цепь питания реле К и отключают приемник от источника. После охлаждения биметаллической пластины, реле механическим путем возвращается в исходное положение.

Реле управления и автоматики (указательные и сигнальные реле). Электромеханические реле управления представляют собой слаботочные аппараты, предназначенные для выполнения логических и измерительных функций в системах управления. Для характеристики работы реле вводят ряд коэффициентов. Если рассматривать реле в качестве нелинейного элемента, связь входной /вх и выходной /вых величин которых изображена на рис. 2.21, то можно ввести коэффициент возврата Кв как отношение входной величины /п, при которой реле срабатывает, к значению этой же величины /отп, при которой реле отпускает.

Этот коэффициент зависит от соотношения тяговой характеристики Fx (/в) реле (рис. 2.22) и характеристики Fnp(lB) противодействующей пружины.

Чувствительность реле

Важным параметром реле является чувствительность, т. е. мощность Ру в цепи управления, при которой срабатывает реле.

У высокочувствительных реле Ру < 10 мВт, реле нормальной чувствительности срабатывают при Ру = 1—5 Вт, реле низкой чувствительности при Ру = 10—20 Вт. Мощность в цепи, которую коммутируют контакты реле Рк, значительно превышает мощность цепи управления. Отношение этих мощностей называют коэффициентом усиления (управления) реле:

Конструкции промежуточных реле довольно многообразны. Применяются реле клапанного типа (рис. 2.23), предназначенные для работы в цепях постоянного и переменного токов. На рис. 2.23 видна контактная система 7, содержащая несколько пар контактов, коммутирующих цепи ab, cd, ef. Магнитная цепь реле имеет центральный сердечник (ярмо) 4, обмотку возбуждения 5, включаемую в цепь управляющего сигнала /у, и якорь J, который при своем движении к ярму 4 посредством траверсы 2 замыкает контактные группы ab, cd9 ef. Если это реле предназначено для работы в цепях переменного тока, то магнитопровод выполняют шихтованным.

В конструкции слаботочных реле стремятся уменьшить габаритные размеры, но одновременно повысить разрываемую мощность (Рк) и быстродействие.

Современные слаботочные реле способны производить 200—300 млн срабатываний за срок службы. Одна из конструкций слаботочных реле показана на рис. 2.24.

Все рассмотренные реле относятся к типу нейтральных, т. е. не реагирующих на полярность электрического сигнала в цепи управления они срабатывают при любом направлении тока в обмотке возбуждения. В случаях, когда требуется, чтобы реле срабатывало при определенном направлении тока, применяют поляризованные реле.

В поляризованном реле в магнитную цепь включается постоянный магнит 2 (рис. 2.25). Этот магнит создает основной магнитный поток Ф0, и если якорь J реле занимает среднее положение в зазоре магнитной системы, то на него действуют две равные по значению и противоположные по направлению силы притяжения к полюсам постоянного магнита. Положение якоря неустойчиво, и для удержания его в среднем положении якорь укрепляют на плоской пружине, упругость которой создает устойчивость. Если в катушке электромагнита 1 появляется ток /у, то возбуждается дополнительный магнитный поток Фу того или иного направления в зависимости от направления магнитодвижущей силы.

Таким образом, изменяются результирующие магнитные потоки в зазорах между якорем и полюсами N—S постоянного магнита (рис. 2.25): в одном из этих зазоров магнитный поток увеличивается, в другом — уменьшается. Сила притяжения якоря пропорциональна квадрату магнитного потока, и, следовательно, якорь, преодолевая сопротивление пружины, притягивается к тому или другому полюсу постоянного магнита — реле срабатывает — контакты 4 замыкают одну либо другую цепь в зависимости от направления тока управления.

Поляризованные реле являются достаточно быстродействующими (время срабатывания достигает тысячных долей секунды), чувствительными (Ру = 0,01—5 мВт), позволяют коммутировать токи 0,21 А при напряжении до 24 В. Высокое быстродействие дает возможность использовать их для коммутации с частотой включений 100-200 Гц.

Тенденция к уменьшению габаритных размеров электромагнитных устройств обусловила появление миниатюрных герметических электромагнитных реле, соизмеримых по размерам с полупроводниковыми элементами. Широкое распространение получают герконовые реле, обладающие высоким быстродействием, надежностью и очень большим сроком службы.

Особый класс аппаратов с герконами составляют реле с электромагнитной памятью (рис. 2.26). Геркон / помещен в магнитное поле магнитотвердого феррита 4 с наконечниками 2. Импульс тока в катушке 3 приводит к срабатыванию реле контакты 5 замыкаются, оставаясь замкнутыми и после окончания импульса тока управления за счет намагничивания ферритового сердечника. Для отпускания реле необходимо подать импульс тока обратного направления.

Значение этого обратного тока должно быть таким, чтобы ферритовый сердечник размагнитился, но не перемагнитился, иначе контакты снова замкнутся.

Релейная защита в распределительных электрических Б90 сетях
Булычев Александр Витальевич

2.5.2. Реле направления мощности

Магнитные потоки, создаваемые катушками с соответствующими токами, сдвинуты в пространстве на угол 90°. Взаимодействие потоков с токами, индуктированными ими в роторе, создает вращающий момент, который заставляет ротор поворачиваться. Если магнитные потоки имеют синусоидальную форму, то вращающий момент МВР ~ ФI ? ФU ? sin?. Здесь ФI и ФU — магнитные потоки, создаваемые токовой и потенциальной катушками соответственно; T — электрический угол между магнитными потоками ФI и ФU.

На рис. 2.18 показана векторная диаграмма, поясняющая принцип действия реле. Приняты следующие обозначения: ?p и ?H — векторы тока и напряжения, подведенных к реле; ?р — угол между векторами ?p и ?H, определяемый параметрами силовой электрической сети и схемой включения реле; ?H — вектор тока в потенциальной катушке реле; ? — угол между векторами ?H и ?H (угол внутреннего сдвига), определяемый соотношением активного и реактивного сопротивлений цепи потенциальной катушки.

Учитывая, что ФI ~ Ip, ФU ~ IH ~ UH, а ? = ? — ?р, можно получить:

MBP = kp ? UH ? IP ? sin (? — ?р).

В этом выражении kp — постоянный коэффициент, определяемый параметрами реле, а UH ? Ip ? sin (? ? ?р) = Sp — мощность на зажимах реле. Следовательно, вращающий момент реле пропорционален мощности: MBP = kp ? Sp, то есть реле реагирует на мощность.

Угол ?р между векторами ?P и ?H, при котором вращающий момент имеет максимальное значение, принято называть углом максимальной чувствительности ?МЧ. Линия, расположенная к вектору ?H под углом ?МЧ, называется линией максимального момента.

Если внутренний угол ? = 0 (рис. 2.19, а), то вращающий момент MBP = kp ? UH ? Ip ? sin (??р) в реле пропорционален реактивной мощности, подведенной к реле (синусное реле или реле реактивной мощности). Эти реле выполняют так, что MBP положителен, если угол ?р < 0 (то есть MBP = kp ? UH ? Ip ? sin ?р). Угол максимальной чувствительности для синусного реле ?МЧ = 90°.

Если внутренний угол ? = 90° (рис. 2.19, б), то вращающий момент

MBP = kp ? UH ? IP ? sin (90 ? ?р) = kp ? UH ? IP ? cos ?р

пропорционален активной мощности, подведенной к реле (косинусное реле или реле активной мощности). Для косинусного реле ?МЧ = 0°.

В реле смешанного типа (см. рис. 2.18) угол а может иметь значения от 0° до 90°. У отечественных реле смешанного типа (РБМ-171, РБМ-271) угол а изменяется дискретно: ? = 45° (?МЧ = 45°) или ? = 60° (?мч = 30°).

Срабатывание реле направления мощности происходит при выполнении условия:

где МПР — противодействующий момент, который определяется силой противодействия возвратной пружины, трением в подшипниках реле и силой нажатия контактов при срабатывании реле.

Поскольку вращающий момент реле пропорционален подведенной к нему мощности, то реле срабатывает при определенном произведении UH ? Ip. Минимальное значение мощности на зажимах реле, при котором оно срабатывает, принято называть мощностью срабатывания реле SCP. Для большинства индукционных реле SCP = (0,2 ? 4) B ? A.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Реле
Реле – это прибор, который реагирует на дифференциацию каких-либо параметров установки и воздействует на исполнительный аппарат за счет местного источника.Разновидности реле1. Реле автоматики – устройство, которое реагирует на какое-либо определенное значение

Реле
Реле (франц. relais) – вспомогательная часть электромагнитного телеграфного аппарата. Слабый гальванический ток, придя по проводу к станции, действует на Р., который замыкает уже местную гальваническую батарею; ток ее, более сильный, чем ток, пришедший к Р., действует на

Вар (единица мощности)

Вар (единица мощности)
Вар,
вольт-ампер реактивный, единица реактивной мощности переменного тока Q
=UIsinj
, где j
— сдвиг фаз между током I
и напряжением U
в цепи синусоидального переменного тока (см. также Вольт-ампер

). В.
обозначается вар
или var. Различие в размерах В. и

Пневматические переключатели давления (реле уровня)

6. Пневматические переключатели давления (реле уровня)
Важной деталью во всех моделях СМА является пневматический переключатель. Он служит для контроля уровня воды или моющего раствора в баке СМА, поэтому его часто называют датчиком, или реле уровня, или прессостатом, но

Расчет числа витков обмоток реле РНТ-565 и ДЗТ-11

2.6.2. Расчет числа витков обмоток реле РНТ-565 и ДЗТ-11
Определяется ток срабатывания реле для стороны ВН:

Рассчитывается и округляется в меньшую сторону число витков уравнительной обмотки на стороне ВН (первой, см. рис. 2.26):

где FCP — магнитодвижущая сила, необходимая для

Приложение 6 Параметры реле

Приложение 6
Параметры реле
Таблица П6.1

Таблица П6.2

Уставка электромагнитного элемента реле может устанавливаться в пределах (2–8) тока срабатывания индукционного элемента реле.Коэффициент возврата всех реле не менее 0,8.Мощность, потребляемая реле при токе уставки,

Ремонт скутера. Реле стартера — замена

16.35. Ремонт скутера. Реле стартера — замена
СНЯТИЕДля демонтажа реле стартера необходимо сначала снять заднюю часть облицовки скутера (см. Облицовки — снятие и установка).1. Шестигранным ключом отворачиваем болт крепления реле стартера.

2. Снимаем с реле стартера

Реле мощности предназначены для использования в составе схем РЗ в качестве чувствительного органа, реагирующего на знак направления мощности, к месту где возникло КЗ на защищаемом участке сети.

Электротехническая промышленность изготовляет реле направления мощности двух типов:

• индукционные с цилиндрическим ротором (РБМ-170, РБМ-270);
• микроэлектронные (РМ-1, РМ-12).

Индукционные реле изготовляют с использованием 2-х обмоток, одна из которых Ip подключается к ТТ, а вторая Uр к зажимам ТН.

При прохождении во вторичной цепи токов каждый из токов формирует собственные магнитные потоки Фн, Фт.

Под воздействием магнитных потоков в подвижной части реле наводятся вихревые токи. При взаимодействии вихревых токов с потоками на обмотке реле возникает вращающийся электромагнитный момент Мвр, зависящий от величины вторичного тока, напряжения и величины угла между ними — φр. Соответственно, этот момент пропорционален значению мощности, подведенной к клеммам реле.

Интересное видео о работе реле мощности смотрите ниже:

Знак электромагнитного момента на зажимах реле равен (α — φр).

Конструктивно данное реле состоит из магнитопровода (сердечника) с выступающими полюсами. Между полюсами сердечника установлен стальной сердечник, имеющий цилиндрическую форму, и ротор из алюминиевого сплава, который может оборачиваться. На роторе закреплен контактный мостик. При направлении потока мощности КЗ от шин в линию мостик замыкает контакты.

Для возврата контактов конструкцией предусмотрена специальная противодействующая пружина.

Типы индукционных реле мощности

Изменяя величину угла α, можно получать три типа реле:

• При α = 0 — электромагнитный момент реле пропорционален величине реактивной мощности. Такие реле принято называть синусными либо реактивными. Максимальный вращающий момент Мвр такие реле имеют при φр = 90, а при φр = 0 – он равен 0.
• При α = 90 ° — момент реле пропорционален активной мощности. Следовательно, такие реле принято называть активными или косинусными.

Принцип работы микроэлектронных статических реле основан на замерах промежутков времени, при которых ток, напряжение имеют одинаковое направление.

Продолжительность совпадения знаков фиксируется в течение каждого полупериода и сравнивается с уставкой. Такие реле превосходят индукционные по многим рабочим и эксплуатационным параметрам, и поэтому широко используются в разнообразных системах релейной защиты.

Реле направления мощности типов ИМБ и РБМ применяются в качестве органов направления мощности короткого замыкания в схемах релейной защиты, в сетях с кольцевым или двусторонним питанием.
Для различных случаев использования выпускаются следующие модификации реле:
а) ИМБ-171А/1 и ИМБ-171А/2 для направленной защиты от междуфазных коротких замыканий. В эксплуатации распространено также снятое с производства реле ИМБ-171, аналогичное по характеристикам и по назначению реле ИМБ-171А/1.
б) ИМБ-178А/1 и ИМБ-178А/2 для направленной защиты от замыканий на землю в сетях с большим током замыкания на землю.
В эксплуатации распространено также снятое с производства реле ИМБ-178, аналогичное по характеристикам и по назначению реле ИМБ-178А/1.
в) РБМ-171/1 и РБМ-171/2 для направленной защиты от междуфазных коротких замыканий. Применяются в сетях напряжением до 110 кВ и выше в тех случаях, когда необходимы более высокая чувствительность и быстродействие, чем это могут дать реле серии ИМБ.
г) РБМ-177/1, РБМ-177/2, РБМ-178/1 и РБМ-178/2 для направленной защиты от замыканий на землю в сетях с большим током замыкания на землю. Применяются в сетях напряжением 110 кВ и выше в тех случаях, когда необходимы более высокая чувствительность и быстродействие,  чем  это  могут дать  реле серии  ИМБ.
д) РБМ-271/1, РБМ-271/2, РБМ-277/1, РБМ-277/2, РБМ-278/1 и РБМ-278/2 реле двустороннего действия для поперечной направленной дифференциальной защиты параллельных линий соответственно для защиты от междуфазных коротких замыканий и от замыканий на зем­лю в сетях с большим током замыкания на землю.
Все указанные реле с индексом /1 имеют номинальный ток 5 А, с индексом /2 – 1 А.
Для защиты ЛЭП 400 и 500 кВ изготовляются реле РБМ-01, РБМ-02 и РБМ-12 с номинальным током 1 А, отличающиеся меньшим временем действия при меньшем потреблении мощности в цепи напря­жения по сравнению с остальными реле типа РБМ. Реле эти изготовляются по специальному заказу, широкого распространения не имеют и поэтому далее не рассматриваются.

Рисунок 1. Внешний вид релена правления мощности типа ИМБ-178А

Реле типов ИМБ и РБМ являются индукционными однофазными реле с цилиндрическим барабанчиковым ротором.
Отдельные типы реле незначительно отличаются друг от друга конструктивным выполнением (в основном контактной системы) и некоторыми особенностями схемы для получения различных рабочих характеристик.
Реле имеет замкнутый магнитопровод с четырьмя выступающими внутрь полюсами. Для уменьшения магнитного сопротивления междуполюсного пространства в центре между полюсами расположен стальной цилиндрический сердечник. Величина зазора между полюсами и сердечником для реле типов ИМБ составляет 2 мм, РБМ – 1 мм.
В зазоре расположен алюминиевый цилиндрический ротор (барабанчик) 3. Вращение барабанчика, изображенного, ограничивается упорами в пределах 2 – 4°. Противодействующий момент создается спиральной пружиной (в реле типов РБМ-271, РБМ-277 и РБМ-278 имеются две спиральные пружины).
Основанием подвижной системы служит массивная планка, укрепленная в нижней части магнитопровода. На этой планке закреплен стальной цилиндрический сердечник с нижним подпятником. Сердечник имеет срез по образующей.
Обмотка напряжения реле, выведенная на зажимы 7 – 5, состоит из четырех последовательно соединенных катушек, расположенных на внешнем магнитопроводе.
Токовая обмотка, выведенная на зажимы 5 – 6, состоит из двух последовательно соединенных катушек, надетых на полюсы.
Если за начало цепи тока принять зажим 5, обозначенный звездочкой, и считать, что ток Iр проходит по обмотке от зажима 5 к зажиму 6, а за начало цепи напряжения принять зажим 8 и напряжение Uр подвести к зажимам 8 – 7, то положительное направление и расположение создаваемых потоков Фн и Фт будет соответствовать указанному на рисунке 2.

Рисунок 2. Принципиальная схема реле направления мощности ИМБ и РБМ
1 – магнитопровод; 2 – цилиндрический сердечник; 3 – барабанчик; 4 – обмотки напряжения; 5 – токовые обмотки.

Реле типов ИМБ-171А/1.И ИМБ-171А/2.
При подаче напряжения на зажимы 8 – 7 реле имеет угол максимальной чувствительности φ м.ч. = -22° (δ= 68°). В этом случае реле обычно включают в схемы защиты по 30 или 60° схемам.
При подаче напряжения на зажимы 8 – 1, когда последовательно с обмоткой напряжения включено добавочное сопротивление и угол δ=45°, реле имеет φ м.ч. = -45°. В этом случае реле обычно включают по 90° схеме.
Реле типа ИМБ-171А имеет одну пару нормально открытых контактов. Подвижный контакт укреплен на оси барабанчика и изолирован от нее пластмассовой втулкой. Токопроводом является спиральная возвратная пружина, изолированная от механических деталей реле. Неподвижный контакт прикреплен к плоской гибкой пружинке из фосфористой бронзы, укрепленной в пластмассовой колодке. Контакты имеют форму цилиндрических штифтов, оси их взаимно перпендикулярны. Колодка неподвижного контакта может перемещаться в овальных отверстиях плато, к которому ее прикрепляют снизу сквозными болтиками. 
Перемещение колодки дает возможность регулировать зазор между контактами и угол встречи контактов. Регулировочный винт дает возможность изменять положение контакта и величину контактного зазора.
Жесткая упорная пластинка гасит вибрацию пружины при ударе контакта по контакту.
Реле типов ИМБ-178А/1 и ИМБ-178А/2.
В реле этого типа последовательно с обмоткой напряжения включены добавочное сопротивление и конденсатор. Угол δ= -20°, φ м.ч.=70°.
Для того чтобы вращающий момент, который направлен обычно от опережающего потока к отстающему, оставался действующим в сторону замыкания контактов, за начало цепи напряжения в реле ИМБ-178А следует принимать зажим 7, а не 8, как в реле ИМБ-171, что и отмечено звездочкой на схеме рисунок 3. Контактная система реле аналогична реле ИМБ-171А.
Реле типов ИМБ-171 и ИМБ-178.
В эксплуатации распространены ранее выпускавшиеся и снятые теперь с производства реле ИМБ-171 и ИМБ-178, эти реле имеют тот же принцип действия,  векторные диаграммы, схемы внутренних соединений и основные  конструктивные элементы, что и реле типов ИМБ-171 А и ИМБ-178А.
В отличие от реле ИМБ-171А и ИМБ-178А реле ИМБ-171 и ИМБ-178 имеют гофрированный токоподвод к подвижному контакту и не имеют регулируемых упоров подвижной системы.

Рисунок 3. Схемы внутренних соединений реле направления мощности ИМБ
a – ИМБ-171А; б – ИМБ-178А.

Реле типов РБМ-171/1 и РБМ-171/2.
Реле типов РБМ отличаются от реле ИМБ более высокой добротностью. Уменьшение зазоров между полюсами магнитопровода и цилиндрическим сердечником обеспечивает примерно в 4 раза более высокую чувствительность без существенного роста потребления реле. Повышено также быстродействие реле.
Кроме того, реле типа РБМ имеет качающийся нижний подпятник и сдвоенные неподвижные контакты из металлокерамики. Конструкция упоров и токоподвода к подвижному контакту аналогична реле типа ИМБ-171А.
При подаче напряжения на зажимы 8 – 7 (включено добавочное сопротивление R1) φ м.ч. = -30°.
При подаче напряжения на зажимы 8 – 1 (включены добавочные сопротивления R1 и R2) φ м.ч. = -45°.
Реле типов РБМ-177/1, РБМ-177/2, РБМ-178/1 и РБМ-178/2.
Конструктивное выполнение реле типов РБМ-177 и РБМ-178 аналогично реле РБМ-171. Схема внутренних соединений и выражение вращающего момента аналогичны реле ИМБ-178, φ м.ч. = 70°.
Реле РБМ-178 по сравнению с реле РБМ-177 имеет более высокую чувствительность за счет большего потребления цепи напряжения.
Благодаря этому реле РБМ-178 термически неустойчиво и допускает только кратковременную подачу напряжения.

Рисунок 4. Схема внутренних соединений реле направления мощности РБМ
а – РБМ-171; б – РБМ-271; в – РБМ-277 и РБМ-278.

Реле типов РБМ-271, РБМ-277 и РБМ-278.
Реле типов РБМ-271/1 и РБМ-271/2, используемых для направленной защиты от междуфазных коротких замыканий.
Реле имеет φ м.ч.= -30°, если штекер вставлен в гнездо 3 (R2 шунтируется), и φ м.ч.= -45°, если штекер находится в запасном гнезде 1.
Реле типов РБМ-277/1, РБМ-277/2, РБМ-278/1 и РБМ-278/2, используемых для направленной зашиты от замыканий на землю.
Реле имеют φ м.ч = 70° и включаются на напряжение и ток нулевой последовательности.
Реле РБМ-278 по сравнению с реле РБМ-277 имеет более высокую чувствительность за счет большего потребления мощности цепи напряжения. Благодаря этому реле РБМ-278 термически неустойчиво и допускает только кратковременную подачу напряжения.
Реле имеют два нормально открытых контакта двустороннего действия для выбора и отключения поврежденной линии в схемах поперечной дифференциальной защиты параллельных линий.

Рисунок 5. Устройство контактам системы реле направления мощности РБМ-271, РБМ-277 и РБМ-278
1 – пластмассовая траверса; 2 – подвижные контакты; 3 – штифт; 4 – возвратная пружина; 5 – регулировочные колеса.

На пластмассовой траверсе, укрепленной на оси реле, размещены два серебряных подвижных контакта. При отсутствии тока подвижные контакты устанавливаются в среднем нейтральном положении с помощью двух спиральных возвратных пружин, противоположно направленные усилия которых действуют на штифт, укрепленный на заднем конце траверсы.
При появлении на реле момента, направленного против часовой стрелки, штифт преодолевает натяжение возвратной пружины 4 и замыкается правый контакт реле.
Правая возвратная пружина при этом не работает, так как ее поводок, противодействующий штифту на контактной траверсе, удерживается на упорном штифте. Натяжение каждой возвратной пружины регулируется своим регулировочным колесиком, закрепленным двумя стопорными винтами.

I. Назначение и область применения реле направления мощности типов ИМБ и РБМ
II. Конструкция  и   принцип  действия  реле  направления  мощности типов ИМБ и РБМ
III. Особенности   выполнения   различных   типов   реле   направления мощности
IV. Проверка реле типов ИМБ и РБМ
V. Приборы и инструменты, необходимые для проверки реле
Приложение.  Основные  технические   данные  реле  типов  ИМБ и РБМ

Отраслевой каталог 07.34.01-89
Взамен 07.34.01-84
Реле направления мощности типов РМ-11 и РМ-12
УДК 621.318.5.016.2
ОКП 34 2561
РГ 45.31.3-1
Информэлектро, 1989

Реле направления мощности типов РМ-11, РМ-12 применяются в схемах релейной защиты в качестве органа направления мощности.
Принцип работы реле основан на сравнении времени совпадения двух электрических сигналов (в данном случае тока и напряжения) со временем их несовпадения.
С целью повышения отстройки от апериодических составляющих во входных сигналах в реле раздельно сравниваются время совпадения положительных знаков со временем их несовпадения и время совпадения отрицательных знаков со временем их несовпадения. Входные величины подводятся через разделительные трансформаторы напряжения TU и тока TA1 к фазоповоротным устройствам 1 и 12, с помощью которых обеспечивается заданное значение характеристического угла реле. Отдельные модификации реле отличаются выполнением фазоповоротных блоков.

Рисунок 1. Блок-схема реле направления мощности РМ-11 и РМ-12

С выхода фазоповоротных устройств сигналы поступают на схему совпадения положительных знаков сравниваемых величин 2, формирующую прямоугольное напряжение Uп и схему совпадения отрицательных знаков 11, формирующую прямоугольное напряжение.
Далее напряжения Uп+ и Uп-  интегрируются соответствующими интеграторами 3 и 10, совмещенными с двусторонними ограничителями 4, 2; в результате формируются напряжения Uн+ и Uн-, которые суммируются сумматором 5. Выходное напряжение сумматора U∑ контролируется триггером Шмидта 6, ширина петли которого несколько больше разницы между максимальным и минимальным значениями U∑ . Триггер Шмидта управляет работой исполнительных органов 7 и 8.
Основная часть структурной схемы реле является общей для всех типоисполнений и включает в себя фазосравнивающую схему (ФСС) со всеми ее элементами и делителем напряжений питания. Разными являются входные цепи и цепи питания с выходными элементами.
Реле направления мощности типов РМ-11 и РМ-12 выполнено в унифицированной конструкции СУРА. Конструкция реле допускает применение переднего или заднего (винтом) присоединения внешних проводников.
В комплект поставки входят: реле с деталями присоединения внешних проводников (переднее или заднее указывается в заказе); комплект деталей крепления реле; техническое описание и инструкция по эксплуатации (при указании в заказе); документ предприятия-изготовителя, удостоверяющий, что реле пришло приемосдаточные испытания.
Для поставок на экспорт по требованию заказчика поставляются запасные части. 
Необходимость поставки запасных частей и количество комплектов оговариваются в заказе.

Рисунок 2. Схемы электрические подключения реле типоисполнений:
а – РМ-11-11-1; РМ-11-13-1; РМ-12-11-1; РМ-12-18-1; б – РМ-11-11-2; РМ-11-18-2; РМ-12-11-2; РМ-12-18-2

Группа условий транспортирования в части воздействия механических факторов по ГОСТ 23216-78-Л, в части воздействия климатических факторов по ГОСТ 15150-69-5 (ОЖ4); для районов с тропическим климатом соответственно – С и 6 (ОЖ2); группа условий хранения по ГОСТ 15150-69-1(Л), для районов с тропическим климатом – 3 (ЖЗ); допустимый срок сохраняемости реле в упаковке поставщика – 2 года; нижнее значение температуры окружающей среды не ниже минус 40°С; транспортируются реле любым видом закрытого транспорта, предохраняющим их от воздействия солнечной радиации, атмосферных осадков и пыли с соблюдением мер предосторожности против повреждений при механических воздействиях; погрузка, крепление и перевозка реле в транспортных средствах осуществляются в соответствии с действующими правилами перевозок грузов на соответствующих видах транспорта, причем погрузка, крепление и перевозка реле мощности РМ-11 и РМ-12 железнодорожным транспортом должны производиться в соответствии с Техническими условиями погрузки и крепления грузов и Правилами перевозок грузов, утвержденными Министерством путей сообщения.

1. Общие сведения
2. Технические данные реле направления мощности РМ-11 и РМ-12
3. Принцип действия реле
4. Комплектность поставки
5. Формулирование заказа

Разработчик и производитель – Чебоксарский электроаппаратный завод

Типы реле направления мощности

В зависимости от параметров цепи напряжения реле направления мощности делятся на три типа.

– Если цепь напряжения реле (включая его обмотку) выполнить таким образом, чтобы ее активное сопротивление было много меньше реактивного r<<x, то ток в обмотке напряжения Iн будет отставать от приложенного напряжения Uр на угол, близкий к 900, т.е. в этом случае γн =900.

Рисунок 1.5-Векторная диаграмма

Вращающий момент на реле равен:

Учитывая, что sin(900-φр)=cosφр

– активная мощность на зажимах реле.

Следовательно, Мвр=кРр. Такие реле, реагирующие на активную мощность, называются реле активной мощности, или косинусными.

Рисунок 1.6-Векторная диаграмма

Учитывая, что sin(-φр)=-sinφр

Для того, чтобы момент реле был положительным, выводы цепи напряжения у реле этого типа выполняются с обратной полярностью по сравнению с рассмотренном выше типа реле активной мощности. С учетом этого справедливо выражение (1.8), а с другой стороны:

где Qp – реактивная мощность на зажимах реле.

Следовательно, Мвр=кQр. Такие реле, реагирующие на реактивную мощность, называются реле реактивной мощности, или синусными.

– Реле с промежуточным значением γн реагирующие на обе составляющие мощности называются реле смешанного типа.

В зависимости от значения угла y Мвр может быть равен нулю или быть максимальным.

Мврмах=кIрUр при sin(γн-φр)=1, т.е. (γн-φр)=900. Таким образом максимальный момент на реле мощности имеет место при (-φр)=900-γн. Знак минус перед углом φр показывает, что этот угол откладывается относительно Uр в сторону, противоположную γн, т.е. Iр опережает Uр.

Рисунок 1.7-Векторная диаграмма

Угол φр, при котором вращающий момент имеет максимальное значение, называется углом максимальной чувствительности и обозначается φм.ч.

(γн-φм.ч)=900, (-φр)= φм.ч=γн-900. Линия расположенная под углом φм.ч к вектору напряжения Uр, называется линией максимальных моментов. Вращающий момент на подвижной системе реле становиться равным нулю когда sin(γн-φр)=0, что возможно при (γн-φр)=0 и при (γн-φр)=1800. Таким образом вращающий момент равен нулю при углах φр=γн в сторону отставания и при (-φм.ч)=1800-γн в сторону опережения вектора напряжения Uр.

Линия, расположенная под углами 1800-γн<Uр<γн называется линией нулевых моментов или линией изменения знаков мощности.

Рисунок 1.8-Векторная диаграмма

Таким образом, рассмотренное реле реагирует не только на величину мощности, но и на ее направление, т.е. является направленным.

Изменение знаков момента происходит при изменении направления тока в токовой обмотке или обмотке напряжения. Изменение направления Iр может происходить в токовой обмотке реле при изменении направления первичного тока и при изменении схемы подключения токовой обмотки к трансформатора тока. Изменение направления тока Iн в обмотке напряжения реле может быть при изменении схемы подключения этой обмотки к трансформатору напряжения.

Таким образом знак Мвр зависит от схемы включения тока и напряжения. При согласном включении Мвр положителен, т.к. ток протекает от начала к концу обмотки или наоборот от конца к началу в обоих обмотках. Зажимы обмоток, на которые выведены начало обмоток называются однополярными и обозначаются точками (звездочками).

Для защит линий промышленностью выпускаются реле направления мощности двух основных типов:

– Реле типа РБМ-171 одностороннего и РБМ-271 двухстороннего действия. Применяется для схем защит от междуфазных коротких замыканий. воздушных линий. Эти реле в зависимости от схемы подключения цепи напряжения имеют угол максимальной чувствительности:

φм.ч=-300 и φм.ч=-450 – вектор Iр опережает вектор Uр.

– Реле типов РБМ-177, 178 одностороннего действия и РБМ-277, 278 двустороннего действия. Эти реле имеют угол максимальный чувствительности, когда вектор тока отстает от вектора напряжения на угол φм.ч=700. При принятом заводом обозначении однополярных зажимов обмоток тока и напряжения фактический угол максимальной чувствительности этих реле повернут на угол 1800 относительно указанного в каталоге и равен φм.ч=700-1800 =-1100.