Главная страница

Контрольная работа Алгоритмическое моделирование токовых защит. Алгоритмическое моделирование токовых защит


Скачать 0.57 Mb.
НазваниеАлгоритмическое моделирование токовых защит
Дата07.03.2022
Размер0.57 Mb.
Формат файлаdocx
Имя файлаКонтрольная работа Алгоритмическое моделирование токовых защит.docx
ТипКонтрольная работа
#385768


Частное учреждение образовательная организация высшего образования

Российской Федерации

Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Образования

Допущен (а) к защите:

Декан факультета

____________ Ф.И.О.

(подпись)

«____» 20____года

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

На тему: «Алгоритмическое моделирование токовых защит»

Дисциплина: (Специальность): «Геометрия»

Студент:

_________________







(подпись)

(инициалы, фамилия)










Научный руководитель,


_________________







(подпись)

(инициалы, фамилия)

Зав. Кафедрой

_________________







(подпись)

(инициалы, фамилия)

Москва - 2021 г
Введение


Актуальность темы исследования. Реле максимального тока трехфазное (УРОВ) РТ 40/Р изготавливается по ТУ 16-523.484-78 и применяются в схемах устройств резервирования отказа выключателей, а также в специальных схемах токовой защиты на номинальные токи 1 или 5 А. Основное назначение токового трехфазного реле типа РТ40/Р. - выявление в схемах УРОВ не отключившихся от релейной защиты фаз выключателя.

Благодаря наличию суммирующего трансформатора тока для контроля положения трех фаз выключателя одно реле РТ40/Р заменяет три однофазных реле.

Кроме УРОВ реле РТ40/Р применяется и в других схемах релейной защиты и автоматики, где требуется контроль наличия или отсутствия тока.

Диапазон рабочих температур окружающего воздуха РТ 40/Р - от минус 20 до плюс 55 °С для исполнения УХЛ4 и от минус 10 до плюс 55° С для исполнения О4. Группа механического исполнения М39 по ГОСТ 17516.1-90. Степень защиты оболочки реле IP40, а контактных зажимов для присоединения внешних проводников - IP00 по ГОСТ 14255-69.

Реле РТ40/Р по принципу выполнения аналогично реле РТ40/1Д, обладает повышенной чувствительностью и небольшим потреблением при больших кратностях тока.

Все элементы схемы реле смонтированы внутри корпуса, состоящего из основания (цоколя) и съемного прозрачного кожуха. Типоисполнения реле: РТ 40/Р1 и РТ 40/Р5

Реле тока РТ-40 (РТ-140) да настоящего времени применяется в схемах релейной защиты и автоматики в качестве органа, реагирующего на повышение тока. Выпуск освоен в 1964 году взамен серии ЭТ-520 (ЭТ-521 - с одним замыкающим контактом; ЭТ-522 - с одним размыкающим контактом; ЭТ-523 - с одним замыкающим и одним размыкающим контактами.)

Элементы реле тока РТ40 смонтированы в корпусе, состоящем из пластмассового цоколя и кожуха из прозрачного материала. Исполнение реле РТ 140 выпускаются в унифицированном корпусе "СУРА" I габарита несъемного исполнения. Реле крепится в вертикальной плоскости, отклонение от вертикального положения из-за неуравновешенности подвижной системы реле приводит к дополнительной погрешности.

ЗАДАНИЕ
Цель работы. 1. Изучить принцип действия и конструктивные особенности электромагнитных реле максимального тока РТ-40 HN – 80 и напряжения РН-50. 2.Снять основные характеристики реле.

В реле РТ-40 (рис.1) использована одна из разновидностей электромагнитных систем, называемая системой с поперечным движением якоря.

Магнитная система реле состоит из П-образного шихтованного магнитопровода 1 рис.1,а и Г-образного якоря 12, выполненного из тонкой сплошной пластины, вращающегося на двух полуосях. На рисунке видно только верхнюю полуось 4. На магнитопроводе установлены две одинаковые катушки 2, которые можно соединить последовательно или параллельно. В выпускаемых реле они соединены последовательно. Якорь реле удерживается в начальном положении с помощью противодействующей спиральной пружины 10, один конец которой связан хвостовиком 11 с якорем, а другой с указателем уставки 8. Пружина крепится на держателе пружины 9.

При перемещении якоря перемещается и контактный мостик с подвижными контактами 6, жестко связанные с полуосью 4.

электромагнитное реле ток напряжение



Коэффициент возврата электромагнитного реле определяется по формуле:

.

Среднее значение параметра вычисляется по формуле


где - значение параметра, полученного при измерении;

- количество измерений.

Разброс исследуемой величины, % определяется по формуле
,
где , - максимальное и минимальное значение измерительного параметра.

Для коэффициента возврата: =0.832; =5%;

Cредняя основная погрешность по току срабатывания, % рассчитывается по формуле
,

где , - среднее значение тока срабатывания и уставки реле.

Аналогично рассчитывается погрешность по току возврата.

Для тока срабатывания:

Для тока возврата:


Iуст

0,3

0,5

0,6

0,7

0,9

1

Iср

0,97

1,18

1,41

1,61

1,77

1,99



0,9

1,01

1,14

1,3

1,45

1,57

Kb

0,927835

0,855932

0,808511

0,807453

0,819209

0,788945



Схема зависимости тока срабатывания от тока уставки



Схема зависимости тока возврата от тока уставки:


Схема зависимости коэффициента возврата от тока уставки:


Вывод: В данной лабораторной работе мы рассмотрели работу реле максимального тока, изменение тока возврата и тока уставки, рассчитали величину разброса различных параметров.

Изучение конструкций реле, применение в схемах релейной защиты

Цель работы: Ознакомиться с конструкциями реле и применением их в схемах релейной защиты.

Ход работы:

Релейной защитой называется специальные устройства (реле, контакторы, автоматы и т.д.) обеспечивающие автоматическое отключение повреждённой части установки или приводит в действии сигнализацию.

Реле называется аппараты, замыкающие или размыкающие электрические сети, или механически воздействуют на выключатели при заданном значении величин напряжения, на которые они реагируют.

Указательное реле РУ – 21


Указательные реле (рис. 1) используются в схемах РЗ и автоматики в качестве указателей срабатывания этих устройств. Устройство реле РУ-21, широко распространенного в настоящее время, состоит из электромагнита с обмоткой 1. Когда по обмотке проходит ток, якорь 2 притягивается, освобождая флажок (блинкер) 3. Флажок падает под действием собственного веса и занимает положение, при котором oн виден через смотровое окно 4. Возврат флажка в исходное положение производится нажатием на кнопку 5.

Тепловые реле применяются для защиты от перегрузок в сетях напряжением до 1 кВ. Такие реле входят в конструкцию магнитных пускателей.

Рассмотрим реле с использованием полупроводниковых приборов (диодов и транзисторов). Эти реле обладают малым временем возврата и малыми погрешностями по току срабатывания, относятся к бесконтактным аппаратам, в которых используются усилительные свойства транзисторов. Принцип действия полупроводниковых реле сводится, как правило, к скачкообразному изменению тока в электрической цепи при воздействии на него, управляющего сигнала. К недостаткам таких реле следует отнести: наличие небольшого тока в цепи нагрузки в положении «выключено», в связи, с чем бесконтактные реле не могут быть использованы для полного разрыва цепи; большие разбросы характеристик, зависимость от температуры, нелинейность сопротивлений.


Рисунок 1 – Указательное реле РУ - 21



Промежуточное реле РП 341

Промежуточные реле (рис. 2), как правило, выполняются на электромагнитном принципе и предназначены для увеличения числа контактов основного реле, когда при его срабатывании требуется замкнуть и разомкнуть несколько цепей. Кроме того, промежуточные реле имеют значительно более мощные контакты по сравнению с контактами основного реле. Поэтому, если необходимо замыкание



Рисунок 2 – Промежуточное реле РП – 341

или размыкание цепей такой мощности, на которую контакты основного реле не рассчитаны, то они сначала замыкают цепь катушки промежуточного реле, которое своими контактами замыкает соответствующие цепи основного реле. При прохождении тока по катушке 1, превышающего ток нормального режима, срабатывает якорь 3 магнитной системы 2. С помощью рычага 6 замыкаются контакты 4 и 5.

Реле прямого действия ЭТ – 520

Рассмотрим принцип действия и конструкции различных типов реле, применяемых в схемах РЗ. На рис. 3 показана конструкция электромагнитного реле серии ЭТ-520 мгновенного срабатывания. Ток срабатывания реле регулируется натяжением спиральной пружины 4 с помощью рычага 7. Обмотка 1, расположенная на сердечнике 2, состоит из двух секций, что позволяет последовательным или параллельным включением секций изменять пределы регулирования тока срабатывания четырьмя ступенями. Якорь 3 поворачивается и контактный мостик 5 замыкает неподвижные контакты 6, чем обеспечивается подача отключающего импульса на выключатель. У ставка реле устанавливается на шкале 8.



Рисунок 3 – Токовое реле ЭТ – 520.

Реле тока РТ – 80

По принципу действия данное реле является комбинированным, состоящим из индуктивного и электромагнитного элементов. При перегрузках, когда величина тока в обмотке реле меньше тока срабатывания электромагнитного элемента, отключение происходит с выдержкой времени за счёт индукционного элемента, а при токах в обмотке реле, превышающих ток срабатывания индукционного элемента, срабатывает электромагнитный элемент без выдержки времени.

При протекании по обмотке реле тока диск индукционного элемента медленно вращается, причем его вращению препятствует тормозной момент создаваемый постоянным магнитом. Под действием электромагнитного момента, создаваемое током реле рамка поворачивается, червяк входит в зацепление с зубьями сегмента, начинает постепенно подниматься, преодолевая усилия пружины и специальной планкой замыкает контакты реле. Время срабатывания регулируется винтом.

Электромагнитный элемент состоит из ярма электромагнита и якоря, через которые замыкается часть потоков рассеивания электромагнита. При протекании больших токов по обмотке реле, якорь втягивается и без выдержки времени замыкает контакты реле. Токи срабатывания электромагнитного элемента регулируется изменением количества витков обмотки и погашением регулировочного винта.



Рисунок 4 – Реле тока РТ – 80

Реле напряжения РНТ

Пo конструкции реле максимального напряжения схожи с реле максимального тока, но катушка имеет большее число витков меньшего сечения провода. При подключении напряжения подвижные контакты замыкают неподвижные. При падении напряжения до установленных значений подвижных контакты под действием пружины возвращается в исходное положение, тем самым размыкается (силовая) цепь. На этих реле так же имеются дополнительные пары нормально разомкнутых контактов, которые при срабатывании замыкаются и сигнализируют об этом.



Рисунок 5 – Реле напряжения РНТ

Реле времени ЭВ

Реле времени (рис. 6) предназначено для создания выдержки времени срабатывания РЗ.



Рисунок 6 – Реле времени типа ЭВ

Реле времени имеют выдержки в диапазоне 0,1–20 с. Наибольшее распространение получили реле времени с часовыми механизмами. При подаче напряжения на обмотку 1 реле якорь 3 втягивается, палец 2 освобождается и под действием пружины 4 происходит поворот зубчатого сектора 5 по часовой стрелке, а шестерня 8 и подвижной контакт 9 поворачиваются против часовой стрелки, что приводит к замыканию контактов 10. Выдержка времени регулируется перемещением контактов 10 по шкале 11, отградуированной в секундах; контакты б и 7 мгновенного срабатывания без выдержки времени.





Принципиальные схемы рассмотренных выше реле (схемы выходов):

а) Реле тока прямого действия Pf-40/50

б) Реле тока РТ – 81/1 – У4

в) Реле напряжения РН – 54/160

Вывод: Ознакомились с конструкциями реле и применением их в схемах релейной защиты.

Реле тока РТ-40 (РТ-140) да настоящего времени применяется в схемах релейной защиты и автоматики в качестве органа, реагирующего на повышение тока. Выпуск освоен в 1964 году взамен серии ЭТ-520 (ЭТ-521 - с одним замыкающим контактом; ЭТ-522 - с одним размыкающим контактом; ЭТ-523 - с одним замыкающим и одним размыкающим контактами.)
Элементы реле тока РТ40 смонтированы в корпусе, состоящем из пластмассового цоколя и кожуха из прозрачного материала. Исполнение реле РТ 140 выпускаются в унифицированном корпусе "СУРА" I габарита несъемного исполнения. Реле крепится в вертикальной плоскости, отклонение от вертикального положения из-за неуравновешенности подвижной системы реле приводит к дополнительной погрешности.

Расшифровка РТ Х40/ХХ Х4. Маркировка.

Р - реле;

Т - тока;

Х - наличие цифры 1 обозначает реле в унифицированной оболочке;

40 - номер разработки;

ХХ - ток максимальной уставки, А: 0,2; 0,6; 2; 6; 10; 20; 50; 100; 200;

Х4 - климатическое исполнение (УХЛ, 0) и категория размещения (4) по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.



Реле тока типа РТ 40/Р применяются в схемах устройств резервирования отказа выключателей, а также в специальных схемах токовой защиты на номинальные токи 1 или 5 А. Реле состоит из трансформатора тока (сумматора) с тремя первичными обмотками: и одной вторичной, к которой подключен через выпрямительный мост исполнительный орган. Две первичные обмотки имеют одинаковое ко­личество витков, третья — вдвое большее. Элементы схемы реле смонтированы внутри корпуса, состоящего из основания (цоколя) и съемного прозрачного кожуха. Габаритные размеры 179х218х170.

Расшифровка РТ 40/РХ Х4:

РТ 40/РХ Х4

Р - реле;

Т - тока;

40 - номер разработки;

P - для схем УРОВ;

Х - номинальный ток (1 или 5 А);

Х4 - климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения (4) по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.

Технические характеристики РТ 40/Р

 Номинальный ток:

РТ 40/Р1 0 1 Ампер;

РТ 40/Р5 0 5 Ампер.

Пределы уставок тока срабатывания реле:

Зажимы 2-4, 6-8

РТ 40/Р1 - от 130 до 260 милиAмпер;

РТ 40/Р5 - от 650 до 1300 милиAмпер.

Зажимы 5-7:

РТ 40/Р1 — от 65 до 130 милиAмпер;

РТ 40/Р5 — от 325 до 650 милиAмпер

Термическая устойчивость при длительном протекании тока, равного – 6,93 Ампер

Номинальная частота переменного тока – 50 или 60 Герц.



Реле тока мгновенного действия типа РТ 40/Ф применяется в схемах защиты установок переменного тока реагирующие на повышение тока, в тех случаях, когда требуется загрубление защиты при появлении высших гармоник тока. В частности, они находят применение в схемах поперечной дифференциальной защиты генераторов. Реле состоит из трансформатора тока и исполнительного органа (реле РТ-40), подключенного к вторичной обмотке трансформатора. Элементы схемы реле смонтированы внутри корпуса, состоящего из основания (цоколя) и съемного прозрачного кожуха. Габаритные размеры 179х218х170.

Расшифровка РТ 40/Ф Х4:

Р - реле;

Т - тока;

40 - номер разработки;

Ф - фильтровое;

Х4 - климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения (4) по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89. Технические характеристики РТ 40/Ф

 Номинальный ток – 6,3 Ампер

Пределы уставок тока срабатывания реле:

зажимы 4-8 (I диапазон) – от 1,75 до 3,5 Ампер;

зажимы 6-8 (II диапазон) – от 2,9 до 5,8 Ампер;

зажимы 4-6 (III диапазон) – от 4,4 до 8,8 Ампер;

зажимы 2-4 (IV диапазон) – от 8,8 до 17,6 Ампер.

Термическая устойчивость при длительном протекании тока, равного 6,93 Ампер.

Номинальная частота – 50 или 60 Герц.

Коэффициент возврата реле на любой уставке, не менее 0,8.

Время срабатывания:

при I=1,2 Iуст – 0,15 секунд

при I=3 Iуст – 0,05 секунд

Время размыкания замыкающего контакта при уменьшении тока с 1,2 Iном до 0,8 Iвоз, – не более 0,10 секунд.

Количество контактов – 1 замыкающий и 1 размыкающий.

Минимальный ток, коммутируемый контактами реле при напряжении 24 Вольт – 0,1 Ампер.

Увеличение токов срабатывания при частоте 150 или 180 Герц – не менее 8 раз.

Коммутационная способность контактов реле при напряжении от 24 до 250 Вольт или токе не более 2 Ампер:

в цепях постоянного тока с постоянной времени индуктивной нагрузки не более 0,005 секунд – 60 Ватт;

в цепях переменного тока с коэффициентом мощности не менее 0,5 – 300 ВA

Коммутационная износостойкость – 1250 циклов ВО.

Мощность, потребляемая реле при токе минимальной уставки:

I, II, III диапазоны – 0,5 ВA;

IV диапазон 1,0 ВA.

Конструктивное исполнение по способу присоединения внешних проводников – переднее, заднее (винтом или шпилькой).





Реле РТ 40/1Д применяется в схемах защиты переменного тока, реагирующих на повышение тока, в тех случаях, когда требуется большая кратность длительно-допустимого тока к току срабатывания реле. Оно более термически устойчивое чем обычное РТ-40. Подвеска подвижной системы РТ-40 не приспособлена к длительному пребыванию в фиксированном состоянии из-за вибрации в системе. Для снижения вибрации подвижной системы обмотка исполнительного органа запитывается выпрямленным током через выпрямительный мост. Реле состоит из трансформатора тока и исполнительного органа, подключенного к вторичной обмотке трансформатора через диодный мост. Для защиты диодов от импульсов напряжения ВЧ использован активно-емкостный фильтр.
Элементы схемы реле смонтированы внутри корпуса, состоящего из основания (цоколя) и съемного прозрачного кожуха. Габаритные размеры 179х218х170.

Расшифровка РТ 40/1Д Х4:

Р - реле;

Т - тока;

40 - номер разработки;

1Д - термически стойкое;

Х4 - климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения (4) по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.

Технические характеристики РТ 40/1Д

 Номинальный ток – 6,3 Ампер

Пределы уставок тока срабатывания реле:

зажимы 2-8 – от 0,15 до 0,3 Ампер;

зажимы 2,6  – от 0,3 до 0,6 Ампер;

зажимы 2-4 – от 0,5 до1 Ампер.

Термическая устойчивость при длительном протекании тока, равного 6,93 Ампер.

Номинальная частота – 50 или 60 Герц.

Коэффициент возврата реле на любой уставке, не менее 0,8.

Время срабатывания:

при I=1,2 Iуст – 0,15 секунд

при I=3 Iуст – 0,05 секунд

Время размыкания замыкающего контакта при уменьшении тока с 1,2 Iном до 0,8 Iвоз, – не более 0,10 секунд.

Количество контактов – 1 замыкающий и 1 размыкающий.

Минимальный ток, коммутируемый контактами реле при напряжении 24 Вольт – 0,1Ампер.

Увеличение токов срабатывания при частоте 150 или 180 Герц – не менее 8 раз.

Коммутационная способность контактов реле при напряжении от 24 до 250 Вольт или токе не более 2 Ампер:

в цепях постоянного тока с постоянной времени индуктивной нагрузки не более 0,005 секунд – 60 Ватт;

в цепях переменного тока с коэффициентом мощности не менее 0,5 – 300 ВA

Коммутационная износостойкость – 1250 циклов ВО.

Конструктивное исполнение по способу присоединения внешних проводников – переднее, заднее (винтом или шпилькой).



Реле серии РТ-80, РТ-90 предназначены для использования в схемах релейной защиты в качестве органа, реагирующего на увеличение тока в контролируемой цепи и применяются для защиты электрических машин, трансформаторов и линий электропередачи при перегрузках и коротких замыканиях. Прототипом послужило реле RI, ASEA (ныне ABB). Реле типов РТ-85, РТ-86 используются в устройствах защиты на переменном оперативном токе. Они оснащены контактами усиленной мощности.

Реле типов РТ-86/1 и РТ-86/2, предназначенные для защиты электродвигателей, имеют контакты усиленной мощности, управляемые только якорем отсечки, и сигнальные контакты, управляемые индукционным элементом. В этом они аналогичны реле РТ-84 и имеют такую же шкалу уставок.
Реле являются комбинированными и состоят из двух элементов: индукционного с диском, создающего выдержку времени, и электромагнитного мгновенного действия, создающего «отсечку» при больших значениях тока короткого замыкания. Габаритные размеры не более 245х149х145 мм

Расшифровка РТ-ХХ/Х Х4:

Р - реле;

Т - тока;

Х - классификация серии реле: 8 или 9

Х - конструктивное исполнение: 1; 2; 3; 4; 5; 6;

Х - номинальный ток:1 - 10 А; 2 - 5 А;

Х4 - климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения (4) по ГОСТ 15150-69

*При десятикратном токе срабатывания индукционного элемента.
**Т.е. отношение тока срабатывания отсечки к току срабатывания индукционного элемента.

2. Испытания электромагнитных реле переменного тока и напряжения
2.1. Цель работы
1) Ознакомление с конструкциями электромагнитных реле переменного тока и напряжения, выпускаемых отечественной промышленностью (типы реле: РТ-40 и РН-50);

2) Выяснение принципиальных отличительных признаков; определение основных параметров реле - тока (напряжения) срабатывания и возврата, коэффициента возврата, потребления мощности; определение времени действия реле.
2.2. Конструкция электромагнитных реле типа РТ-40


  1. Конструкция реле РТ-40 поясняется рисунком 2.1.

Электромагнит 1 (П-образный, с двумя катушками 2, соединяемыми последовательно или параллельно) притягивает ферромагнитный якорь 3. Последний при перемещении поворачивает контактный мостик 5, жестко связанный с осью. С этой же осью связана противодействующая пружина 4. Ее натяжение (закручивание) регулируется при помощи рычага 6. Замыкание цепи контактами 5 происходит при их соприкосновении с контактными пружинами. На рисунке 2.1 пояснено выполнение крепления контактных пружина и б к неподвижному держателю в.

2) При прохождении тока по обмотке реле магнитный поток, создаваемый этим током, намагничивает подвижный якорь. Возникающая при этом электромагнитная сила, действующая на якорь, будет обуславливать вращающий момент, поворачивающий подвижную систему по часовой стрелке. Этому перемещению препятствует спиральная пружина, создающая противодействующий момент.

3) Для надежного срабатывания реле необходимо, чтобы вращающий момент превосходил момент сопротивления пружины, трения и массы подвижной системы. Равенство моментов определяет граничное условие, т. е. условие срабатывания реле. Отсюда следует, что для реле подобного типа наиболее простым способом изменения тока срабатывания является изменение натяжения пружины. Если ослабить закручивание пружины 4 (рис. 2.1), т. е. сдвинуть указатель 6 влево по шкале, то ток срабатывания реле уменьшится. У реле типа РТ-40 при перемещении указателя от крайнего левого в крайнее правое положение ток срабатывания увеличивается в 2 раза.


Рисунок 2.1- Выполнение реле типов РТ-40 и РН-50
Ток срабатывания реле РТ-40 можно также менять путем переключения обмоток катушек с последовательного соединения на параллельное - в последнем случае ток, проходящий по каждой из катушек, уменьшается в 2 раза и соответственно в 2 раза уменьшается намагничивающая сила. Выводы катушек имеют маркировку 2, 4, 6 и 8. Шкала реле проградуирована на заводе для последовательного соединения секций обмотки, поэтому при включении секций параллельно уставка срабатывания реле надо увеличивать в 2 раза. Для согласованного включения секций реле должно быть подключено к контролируемой цепи всегда крайними зажимами (зажимали 2 и 8). При последовательном соединении секций накладкой соединяются средние зажимы 4 - 6;при параллельном соединении устанавливаются две накладки: одна между зажимами 2—4, другая — 6—8.


Рисунок 2.2 - Крепление неподвижных контуров у реле РТ-40 и РТ-50
При прохождении по обмотке реле переменного тока
(2.2.1)
якорь реле притягивается с усилием
(2.2.2)
где k — коэффициент пропорциональности; ω — угловая частота переменного тока.

Так как





(2.2.3)



то
(2.2.4)
Следовательно,
(2.2.5)

Из этого выражения видно, что притяжение якоря обусловлено постоянным усилием

(2.2.6)
и знакопеременным усилием
(2.2.7)
Знакопеременное усилие с частотой, удвоенной по сравнению с частотой сети, вызывает вибрацию якоря и, связанной с ним контактной системы.

Для уменьшения вибрации контактов в конструкции реле РТ-40 предусмотрены совместный ход подвижного и неподвижного контактов и специальное устройство - гаситель вибрации 7 (рис. 2.1), представляющий собой барабанчик, закрепленный на общей оси с якорем.

Кроме того, за счет инерционности гасителя вибрации достигается более равномерный вращающий момент (так же как при наличии тяжелого маховика на оси, вращаемой многотактным двигателем).

У реле напряжения типа РН-50 подобный гаситель вибраций отсутствует. Для снижения вибраций подвижной системы обмотка реле этого типа, состоящая из двух секций, соединенных последовательно, включается в контролируемую цепь напряжения посредством выпрямительного моста, который показан на рисунке 2.3.


Рисунок 2.3 – Схема включения обмоток реле напряжения.
Мост собран из полупроводниковых диодов и обеспечивает двухполупериодное выпрямление переменного тока. В этом случае через обмотку проходит пульсирующий ток, который можно разложить на переменную составляющую
(2.2.8)
и постоянную составляющую
(2.2.9)
Знакопеременное усилие, действующее на подвижную систему и обусловливающее вибрацию в этом случае равно:
(2.2.10)
и оказывается значительно меньшим, чем для электромагнитных реле типа РТ-40.

Для реле напряжения, подключенного к трансформатору напряжения по схеме двухполупериодного выпрямления, влияние знакопеременного усилия, вызванного переменной составляющей выпрямленного тока, сказывается в меньшей степени, чем для реле тока с малым числом витков, включенного на выпрямленный ток трансформаторов тока. Происходит это вследствие того, что обмотка многовиткового реле напряжения представляет для переменной составляющей большее сопротивление чем для постоянной составляющей. Это обстоятельство обусловливает снижение амплитуды переменной составляющей и, следовательно, амплитуды знакопеременного усилия, меняющегося с частотой .


Рисунок 2.4 – Схемы испытания реле тока (а) и напряжения (б)
Для изменения предела регулирования напряжения срабатывания в схеме реле РН-50 предусмотрено два добавочных резистора. При подключении реле в цепь крайними выводами напряжение срабатывания увеличивается в 2 раза. Соответственно в 2 раза увеличивается уставка на шкале.
2.3 Задания на работу
1) Ознакомиться с устройством и электрической схемой исследуемого реле.

2) Составить эскиз реле и схему внутренних соединений с указанием маркировки выводов.

3) В соответствии со схемой испытания (рис. 2.4) и параметрами реле подобрать аппаратуру—измерительные приборы и регулирующие устройства для проверки реле на учебном лабораторном стенде; собрать испытательную схему.

4) Для каждого оцифрованного деления шкалы путем плавного увеличения тока илинапряжения зафиксировать ток или напряжение срабатывания реле максимального тока (напряжения); уменьшая величину тока или напряжения определить ток (напряжение) возврата.

Результаты занести в таблицу 2.3.
Таблица 2.3.1- Ток (напряжение) срабатывания реле максимального тока (напряжения)









Примечание

















5) Повторить опыт, изменив пределы параметров срабатывания в 2 раза.

6) Убедиться с помощью неоновой лампы и промежуточного реле, включенных в исполнительную цепь контактов, в отсутствии искрения и вибрации контактов.

7) Для одной заданной уставки проверить работу реле тока при резком (толчкообразном) изменении тока. Для этого, установив в цепи ток, равный току срабатывания реле, отключить выключатель; затем наблюдать за работой реле при включении выключателя. Реле должно надежно сработать. Убедиться, что при уменьшении величины тока на 5% тока уставки реле не срабатывает.

8) Измерить мощность, потребляемую обмоткой реле при минимальной yставкe. Измерение произвести с использованием амперметра и вольтметра:
и .
9) Измерить время действия реле тока при и . Измерение произвести с использованием миллисекундомера (рис.2.5,а). Измерить время возврата (время размыкания контактов) минимального реле напряжения при (схему включения миллисекундомера выполнить по рисунку 5,б).

10) Включить реле типа РТ-40 в цепь постоянного тока и проверить, какизменится значение тока срабатывания по сравнению с условием работыреле в цепи переменного тока. Объяснить полученный результат.


Рисунок 2.5 – Измерение времени действия реле максимального тока (а) и минимального напряжения (б)

2.4 Указания по выполнению работы
1) Проверку отсутствия вибрации и искрения контактов сделать один раз с использованием неоновой лампы, другой раз — с использованием промежуточного выходного реле при токах и .

2) Окончательные уставки срабатывания проверять при надетом кожухе реле, предварительную настройку уставок можно производить при снятом кожухе. Проверить, как влияет на изменение уставки срабатывания наличие или отсутствие кожуха на реле.

3) Заключение о пригодности реле в эксплуатации сделать после сравнения данных опыта по определению коэффициента возврата и времени действия с каталожными данными (при отсутствии вибрации и искрения контактов).
2.5 Контрольные вопросы
1) Почему у реле типа РТ-40 при параллельном соединении секций обмотки ток срабатывания увеличивается в 2 раза?

2) При переключении секций обмоток реле РТ-40 надо соблюдать определенную полярность включения обмоток. Будет ли работать реле при токе, равном току срабатывания, указанному на шкале, если секции соединены встречно-последовательно?

3) Причины появления вибрации контактов электромагнитных реле переменного тока. Способы уменьшения величины вибраций, переменных для реле РТ-40 и РН-50.

4) Объясните применение разных схем измерения при определении мощности, потребляемой обмотками реле типа РТ-40 и РН-50.

5) Можно, ли применять реле типа РТ-40 и РН-50 для контроля цепей постоянного тока. Сохраняется ли при этом уставка реле, отрегулированная для цепи переменного.

6) Поясните, почему у реле типа РТ-40 электромагнит набран шихтованным железом с изоляцией пакетов относительно друг друга?

7) Почему для максимальных реле (тока, напряжения) коэффициент возврата меньше единицы, а для минимальных реле –

больше единицы?

8) Объясните, почему с увеличением кратности тока в обмотке реле по отношению к току уставка у максимальных реле уменьшается время срабатывания?

9) Когда время срабатывания реле большее - при работе реле на размыкание или при работе на замыкание? Объясните причину.

10) Для регулирования напряжения срабатывания реле РН-50 используется включение добавочного резистора; каким образом можно еще изменить напряжение срабатывания этого реле?

Заключение
При выполнении данного дипломного проекта получены следующие результаты:

1) Разработано учебно-методическое пособие по расчету релейной защиты электроустановок от коротких замыканий для подготовки бакалавров по направлению "Электроэнергетика и электротехника"

2) Подробно описаны конструкции и принцип действия комплектного переносного устройства типа УПЗ-2, панелей защиты типов ЭПЗ-1636-67/1, ЭПЗ-1636-67/2, а также различные электромагнитные и индукционные реле.

3) Сформулированы требования к выполнению работ и порядок их выполнения.

4) Разработаны вопросы охраны труда, произведена оценка экономической эффективности проведения и использования результатов НИР.

5) Результаты выполнения данного дипломного проекта будут использованы в учебном процессе по дисциплине "Релейная защита и автоматика", при издании учебной и методической литературы на кафедре ЭПБ АлтГТУ, позволят повысить качество преподавания данной дисциплины, знания студентов по дисциплинам и специальную компьютерную подготовку будущих инженеров-электриков.

Список использованных источников:


  1. Андреев, В. А. Релейная защита и автоматика СЭС [Текст] : учебник для вузов / В. А. Андреев. – 4-е изд., перераб. и доп. – Москва : Высш. школа, 2014. – 639 с.

  2. Барзам, А. Б. Лабораторные работы по релейной защите и автоматике : учеб. пособие для энерг. и энергостр. техникумов / А. Б. Барзам, Т. М. Пояркова. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Москва : Энергия, 2016. - 288 с.

  3. Шабад, М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. – 3-е изд., перераб. и доп. – Ленинград : Энергоатомиздат. Ленинград. отд-ние, 2016. – 296 с. : ил.

  4. Электронная лаборатория на IBMPC / под ред. В. Разевиг – 2-е изд., доп. и перераб. – Москва : Солон-Р, 2016. – 726 с. : ил.

  5. Федосеев, А. М. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей : [учеб. пособие для вузов по специальности "Автоматизация пр-ва и распределения электроэнергии"] / А. М. Федосеев. – Москва : Энергоатомиздат, 2016. - 520 с. : ил.

  6. 6. Гуревич В. И. Как нам обустроить релейную защиту: мнения российских специалистов и взгляд со стороны. - Вести в электроэнергетике, № 2, 2007.

  7. 7. Гуревич В. И. Надежность микропроцессорных устройств релейной защиты: мифы и реальность. - Проблемы энергетики, 2008, № 5-6.

  8. 8. ШЕЕ Standart Electrical Power System Device Function Numbers and Contact Designations (IEEE Std C37.2 - 1996): New York, USA, 1997.

  9. 9. Monaghan J. Analysis of relaying performance for high resistance single phase faults on a solidly grounded 110 kV system with no ground wires. CIGRE Paper 34 - 05,1976.

  10. 10. Meinnes A.D., Morrison I.F. Real time calculation of resistance and reactance for transmission line protection by digital computer // IEEE Trans. Institution of Engineers Australia. 1971. № l.P. 16 - 31.

  11. 11. Cook V. Analysis of Distance Protection; Research Studies Press Ltd. Letchwoith, Herfordshire, England, 1985.

  12. 12. Sashdev M.S., Baribeau M.A. A new algorithm for digital impedance relays // IEEE Trans, on PAS. 1979. Vol. 98. №6.

  13. 13. Guide on EMC in Power Plants and Substations // CIGRE Publ. 124,1997.

  14. 14. Шнеерснон Э.М. Цифровая релейная защита. M.: Энергоатомиз-дат, 2007, 549с.

  15. 15. ALSTOM MiCOM Р120,Р121,Р122 and Р123 Universal Overcurrent Relays, transmission & distribution, Protection & Control, 60 Route de Sartouville, BP58, 78230 Le Pecq Cedex. France. 20c.

  16. 16. Защита электрических сетей Sepam 1000+, измерение, защита, управление и контроль / Руководство по эксплуатации, SEPED30300 1EN / фирма Schneider Electric 241 с.

  17. 17. Терминал защиты сборных шин Устройство резервирования при отказе выключателя SIPROTEC 7SS522 V4.0, 7SS5223 V3.0. / Руководство по эксплуатации, E50410-A0012-U501-A4-7691-1 / фирма Siemens - 446 с.

  18. 18. Комплектное устройство защиты и автоматики присоединений 6-35 kB SP АС 810: каталог / ООО «АББ Автоматизация» 22 с.

  19. 19. Устройство микропроцессорной защиты «СИРИУС-2-Л» / Техническое описание, инструкция по эксплуатации, паспорт. / М. : ЗАО «РАДИУС Автоматика», 56 с.

  20. 20. Блок микропроцессорной релейной защиты БМРЗ / Руководство по эксплуатации, ДИВГ.648228.001 РЭ / НТЦ «Механотроника», 126 с.

  21. 21. Шабад М.А., Шевелев B.C. Опыт использования цифровых реле серии SPAC-800 в сетях электроснабжения России // Энергетик. №12. 1998. -21с.

  22. 22. Шмурьев В.Я. Цифровая регистрация и анализ аварийных процессов в электроэнергетических системах, приложение к журналу Энергетик, выпуск 2. - М.: 2004г. - 24с.

  23. 23. Шмурьев В.Я. Анализ осциллограмм цифровых регистраторов вовнешней среде // Энергетик. 2001. №8. С. 14-17.

  24. 24. Шмурьев В.Я. Цифровые реле защиты. Приложение к журналу Энергетик, вып. 5. М.: НТФ Энергопрогресс, 1999. - 25с.

  25. 25. Шмурьев В.Я. Цифровые реле: Учебн. Пособие. Санкт-Петербург: Изд-во ПЭИпк, 1998. 180с.

  26. 26. Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1989.-448с.

  27. 27. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины: Учебник для ВУЗов. -М.: Энергия, 1980. 928 е., ил.

  28. 28. Копылов И.П. Проектирование электрических машин: Учебник для ВУЗов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1993. - 464 е., ил. -ISBN 5-283-00724-3

  29. 29. Патент РФ №2335027 Однофазно трехфазный трансформатор с вращающимся магнитным полем /Н.И. Богатырев, О.В. Григораш, В.Н. Темников, Ю.Г. Пугачев, А.Е. Усков - Заявл. 29.06.2007. Опубл. 27.09.2016.

  30. 30. Патент РФ №2274942 Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное / О.В. Григораш, В.Г. Руденко, A.B. Ракло, Б.О. Но-вокрещенов, В.А. Клещенов. Заявл. 15.09.2004. Опубл. 20.04.2016.

  31. 31. Патент РФ №2082245 Многофазный трансформатор /H.A. Сингаев-ский, Б.Х. Гайтов, Ф.И. Жуков, H.A. Суртаев, Ю.А. Суртаев. Заявл. 8.11.1994. Опубл. 20.06.2016.


написать администратору сайта