работа. Лабаораторная работа №1 РЗА. 1. Лабораторные работы по релейной защите и автоматике 1 "Испытания электромагнитных реле переменного тока и напряжения"

• Название: 1. Лабораторные работы по релейной защите и автоматике 1 "Испытания электромагнитных реле переменного тока и напряжения"
• Анкор: работа
• Дата: 09.10.2021
• Размер: 222.36 Kb.
• Имя файла: Лабаораторная работа №1 РЗА.docx
• Тип: Документы; #244014

1. Лабораторные работы по релейной защите и автоматике

1.1 "Испытания электромагнитных реле переменного тока и напряжения"
1.2 Цель работы

1) Ознакомление с конструкциями электромагнитных реле переменного тока и напряжения (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.

1.3 Конструкция электромагнитных реле типа РТ-40

Конструкция реле РТ-40 поясняется рисунком 1.1.

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.

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.

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. 1.1), 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.

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 2.1- Выполнение реле типов РТ-40 и РН-50


Рисунок 1.2 – Крепление неподвижных контуров у реле РТ-40 и РН-50

При прохождении по обмотке реле переменного тока

якорь реле притягивается с усилием



где k — коэффициент пропорциональности; ω — угловая частота переменного тока.

Так как то

Следовательно,

Из этого выражения видно, что притяжение якоря обусловлено постоянным усилием и знакопеременным усилием

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. 1.1), 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 1.3.


Рисунок 1.3 – 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

и постоянную составляющую

Знакопеременное усилие, действующее на подвижную систему и обусловливающее вибрацию в этом случае равно:

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 .




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.

1.4 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. 1.4 и 1.5) 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 или напряжения зафиксировать ток или напряжение срабатывания реле максимального тока (напряжения); уменьшая величину тока или напряжения определить ток (напряжение) возврата. Результаты занести в таблицу 1.3, 1.4

Таблица 1.3.- Ток срабатывания реле максимального тока РТ-40

Последовательное соединение

Параллельное соединение

Iуст (А)

Iср.р (А)

Iвоз (А)

Kвоз.р

Таблица 1.4.- Напряжения срабатывания реле напряжения РН-50

Уставка по шкале Uуст, В	Диапазон уставки
	Первый (4-8)					Второй (2-8)
U ср, В
U воз, В
K воз

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

6) 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.

7) Измерить мощность, потребляемую обмоткой реле при минимальной yставкe. Измерение произвести с использованием амперметра и вольтметра:

и .

8) Измерить время действия реле тока при и . Измерение произвести с использованием миллисекундомера (рис.1.5,). Измерить время возврата (время размыкания контактов) минимального реле напряжения при (схему включения миллисекундомера выполнить по рисунку 1.5,).

10) Включить реле типа РТ-40 в цепь постоянного тока и проверить, как изменится значение тока срабатывания по сравнению с условием работы реле в цепи переменного тока. Объяснить полученный результат.
1.5 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).

1.6 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?