Реле сверхтока: описание, принцип действия и характеристики типов токовых устройств - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Например, полупроводниковое устройство имеет дополнительные силовые ключи на тиристорах и симисторах, поэтому считается более эффективным. Важна пропускная способность устройства.

Содержание

Принцип работы реле тока и типы устройств

Для защиты от короткого замыкания и перегрузок установлены специальные устройства. Одним из них является реле тока. Им оснащаются электродвигатели, трансформаторы и другое промышленное оборудование. Без такого устройства существует риск пробоя изоляции, повреждения проводов, что приводит к выходу из строя оборудования и дальнейшей поломке.

Реле тока и напряжения являются основными элементами почти всех основных защит. Поэтому давайте подробнее рассмотрим их применение и схему подключения.

Проектирование токовых реле

Для начала давайте познакомимся с принципом работы реле тока и его устройством. Сегодня существуют электромагнитные, индуктивные и электронные реле.

Мы рассмотрим наиболее популярные электромагнитные реле. Тем более что они дают наиболее очевидное понимание принципа их работы.

Давайте начнем с основных компонентов любого реле тока. Обязательно с магнитопроводом. И этот магнитопровод имеет часть с воздушным зазором. В зависимости от конструкции магнитной цепи может быть 1, 2 или более воздушных зазоров. На нашем рисунке есть два таких воздушных зазора.
На неподвижной части магнитопровода находится катушка. С другой стороны, подвижная часть катушки закреплена пружиной, которая обеспечивает сопротивление при соединении двух частей катушки.

Когда напряжение подается на катушку, в магнитной катушке индуцируется ЭДС. Благодаря этому движущаяся и недвижущаяся части катушки становятся похожими на два магнита, которые стремятся сойтись вместе. Пружина не позволяет им это сделать.
При увеличении тока в катушке ЭДС будет возрастать. Поэтому притяжение между подвижной и неподвижной частями катушки увеличивается. Когда ток достигает определенного значения, ЭДС становится настолько большой, что преодолевает сопротивление пружины.
Воздушный зазор между двумя частями магнитопровода начнет сжиматься. Но, как гласит инструкция и логика, чем меньше воздушный зазор, тем больше притягивающая сила и тем быстрее соединяются магнитные сердечники. В результате процесс коммутации занимает одну сотую секунды.

Подвижные контакты жестко прикреплены к подвижной части катушки. Они замыкают неподвижные контакты и сигнализируют о том, что ток на катушке реле достиг заданного значения.

Для сброса ток в реле должен уменьшиться, как показано на видео. Насколько она должна быть снижена, зависит от того, что называется “текущим снижением”. коэффициент возврата реле.

Это зависит от конструкции и также может быть отрегулировано индивидуально для каждого реле путем подтягивания или ослабления пружины. Это можно легко сделать вручную.

Статическое или измерительное реле (RET) помогает замкнуть контакты цепи при наличии определенного значения электрического тока. Его основная задача – сравнивать имеющиеся параметры сети с требуемыми и быстро реагировать на их изменение. Реле давления (RPI-15, 20, RPZ-1M, FQS-U, FLU и т.д.) необходимо для контроля жидкостей (вода, масло, нефть), воздуха и т.д. Он используется для отключения насоса или другого устройства при достижении заданного давления. Часто используется в системах водоснабжения и на станциях технического обслуживания автомобилей.

Как это работает?

Токовое реле – это устройство (обычно электромагнитное или электронное), которое реагирует, когда контролируемое значение превышает контролируемое значение во входной цепи. При превышении установленного значения выходные контакты переключаются, и этот сигнал используется для управления цепями сигнализации или устройствами переключения питания (отключение нагрузки).

Когда ток падает ниже заданного значения, токовое реле возвращается в состояние выхода, и его выходной сигнал обрабатывается системами автоматизации, управляющими силовыми цепями. Реле со встроенным трансформатором тока позволяет протянуть провод через переднюю часть изделия, где измеряется ток. Питание реле осуществляется от контролируемого провода переменного тока.

Дифференциальные реле широко используются как в бытовых, так и в промышленных приложениях. Эти реле в виде защитных устройств предотвращают утечку тока в оборудовании и проводниках.

Реле тока. Типы и конструкция. Эксплуатация и способы ее выбора. Приложение

Реле тока – Перегрузки и короткие замыкания являются обычным явлением в промышленных электрических сетях. Все компоненты цепи, от обычных проводников до потребителей нагрузки сложной конструкции, рассчитаны на максимально допустимый ток нагрузки. Превышение этого значения приводит к пробою изоляции или нарушению целостности проводников в результате плавления жил, а также к коротким замыканиям в обмотках двигателей и перегрузкам трансформаторов. Все эти факторы представляют собой аварийные условия работы, приводящие к нарушениям и сбоям в сети.

Релейная защита используется для обеспечения надежной защиты генераторов, трансформаторов, приводов электродвигателей, включая один из основных компонентов в виде реле тока, который предотвращает работу электрооборудования в режиме неисправности.

Реле тока классифицируются по двум основным признакам:

Главная страница обычно встроены в конструкцию автоматического выключателя и являются его частью. В основном они используются в электрических сетях с напряжением до 1000 В.
Вторичный включаются в цепь с помощью трансформатора тока, который подключается к силовой шине или кабелю. Трансформатор уменьшает ток до значения, подходящего для работы реле. В качестве примера рассмотрим трансформатор тока 100 : 5. Он способен управлять током до 100 ампер, используя реле с максимальным номиналом тока всего 5 ампер.

Реле вторичного тока делятся на различные типы:

Индуктивные реле.
Электромагнитный.
Дифференциальные модели.
Цельнозамкнутые реле.

Дизайн и функция

Конструктивные особенности основных типов реле и принцип их работы.

Индуктивные реле .

Этот тип реле работает на основе взаимодействия между током, индуцированным в данном проводнике, и переменным магнитным потоком. Поэтому они используются с переменным током в качестве защитных реле непрямого действия.

Имеющиеся типы индуктивных реле делятся на 3 группы:

С рамой.
Тип плиты.
С мензуркой.

Версия с с рамой (рис. “а”) поток тока Ф2 создает в обмотке замкнутого каркаса в магнитном поле второго потока Ф1 ток, сдвинутый по фазе. Этот тип реле более чувствителен и отзывчив, чем другие реле. Недостатком является слабый крутящий момент.

Образцы с диском являются наиболее часто используемым типом. Принципиальная схема такого реле показана на рисунке “b”. Эти реле оснащены диском с высоким крутящим моментом и имеют простую конструкцию.

Реле стаканное реле (Рисунок “c”) оснащены подвижной чашкой, которая может вращаться в магнитном поле системы магнитных потоков, состоящей из четырех полюсов. Эти потоки перпендикулярны друг другу в пространстве.

В стакане 5 находится стальной цилиндр 1, который предназначен для уменьшения магнитного сопротивления. Эта конструкция является более сложной, в отличие от реле дискового типа. Это позволяет обеспечить малое время срабатывания (0,02 с), что является важным преимуществом и обеспечивает широкую популярность в использовании реле тока с коротким замыканием.

4-полюсная магнитная цепь позволяет производить без существенных изменений различные типы реле и стандартизировать их производство.

Электромагнитный

Нейтральный Реле одинаково реагирует на постоянный ток, протекающий в обмотке в обоих направлениях. Движение арматуры можно разделить на два типа: с угловой арматурой и с удлинительной арматурой.

Ядро.
Якорь.
Якорь.
Пин.
Пин.

Если управляющий сигнал отсутствует, якорь удерживается как можно дальше от сердечника под действием пружины. Когда на обмотку подается сигнал, создается магнитная сила, которая толкает якорь к сердечнику. Это закрывает одни контакты и открывает другие.

Поляризованные реле состоят из аналогичных компонентов, но характеризуются двумя обмотками, двумя сердечниками, постоянным магнитом и контактным стержнем. Поляризованные реле активируются в зависимости от полярности полученного управляющего сигнала.

Сердечник изготовлен из листового электротехнического металла. Это увеличивает скорость реакции устройства. Когда в катушках нет тока, реле находится в начальном состоянии. В реле уже есть магнитный поток, который создается постоянным магнитом. Силовые линии замыкаются на две цепи.

Первый контур содержит магнит, левый сердечник, ярмо, якорь и еще один магнит. А вторая цепь проходит через магнит и ярмо к правому сердечнику и якорю. Затем он возвращается в исходное положение.

Между левым сердечником и якорем нет воздушного зазора. В этом случае правый сердечник и якорь разделены большим воздушным зазором. Воздух обладает большим сопротивлением, поэтому величина магнитного потока в правом контуре будет намного меньше, чем в левом. Якорь будет притягиваться к левому сердечнику под действием большего магнитного потока.

Так работает поляризационное реле. Его действие основано на магнитных свойствах. Это позволяет изменять направление тока на обмотке с разной полярностью.

Реле переменного тока Он отличается от модели постоянного тока тем, что работает на переменном токе непосредственно от сети. При одинаковых конструктивных размерах размер реле переменного тока в два раза меньше, чем реле постоянного тока.

Преимущества

Низкая стоимость электромагнитных реле по сравнению с твердотельными моделями.
Низкое падение напряжения на контактах, низкое тепловыделение, не требуется охлаждение.
Высококачественная электрическая изоляция катушки и цепей управления контактной группы.
Устойчивость к ударным нагрузкам и помехам от ударов молнии и высоковольтных коммутационных цепей.
Возможность подключения нагрузки до 4 киловатт при объеме реле менее 10 куб. см.

Недостатки

Проблемы при подключении высоковольтных нагрузок постоянного тока и индуктивных нагрузок.
Возникновение радиопомех при работе силовых контактов.
Ограниченный механический и электрический ресурс.
Медленная скорость работы.

Дифференциал

Эти реле работают, сравнивая значение тока выше и ниже нагрузки. Обычно такой нагрузкой является силовой трансформатор. При нормальной работе ток до и после трансформатора практически одинаков. Однако если в трансформаторе происходит короткое замыкание, этот баланс нарушается. В этом случае реле замыкает контакты и дает команду на отключение напряжения от неисправного участка цепи.

Защищаемое оборудование, как правило, может быть:

Офисное оборудование.
Котлы.
Осветительные приборы.
Бытовая техника.

Это защищает людей от поражения электрическим током при прикосновении к корпусу оборудования.

Реле на основе микросхем (интегральные схемы)

Эти типы изготавливаются на основе полупроводниковых элементов. Их главное преимущество – постоянная стабильная работа в условиях повышенной вибрации.

Применение и подключение

При нормальном использовании каждое реле тока должно быть достаточно чувствительным, чтобы принимать ток, превышающий номинальное значение его входной цепи. При повышении тока выше допустимого значения выходные контакты переключаются и отключают оборудование от сети.

Если ток продолжает падать и приближается к номинальному значению, цепь снова замыкается выходным сигналом и подается ток.

Реле защиты используются как в жилых домах, так и на промышленных объектах. Многие современные жилища оснащены мощными электроприборами. Если все такие устройства будут включены одновременно, это вызовет значительную нагрузку на электрическую сеть.

Для предотвращения этого все устройства разделены:

Приоритет.
Второй.

Приоритет считаются устройства, отключение которых от сети создаст критическую ситуацию. Такие внезапные отключения приводят к неисправностям и сбоям.

Другая сторона устройства – это те, которые могут быть отключены без нанесения какого-либо ущерба и без возникновения аварийных ситуаций или каких-либо неисправностей. Поэтому реле подключаются таким образом, чтобы предотвратить любую перегрузку в электросети.

Примером может служить реле сверхтока PMT-101.

Это устройство позволяет установить определенное время для отключения нагрузки в случае перегрузки сети, а затем снова включить питание.

Этот тип реле способен контролировать и измерять ток нагрузки. При необходимости реле также можно использовать вместо цифрового амперметра. При измерении тока нет необходимости разрывать цепь. Устройство оснащено специальным датчиком, размещенным в корпусе.

Защитное реле RMT-101 может быть подключено к удаленным трансформаторам тока. На передней панели реле имеются цифровые и светодиодные индикаторы для отображения текущего значения в цепи. Реле оснащено двумя переключателями, с помощью которых можно установить необходимый интервал измерения, режим отображения, точность отображения, наибольший и наименьший рабочий ток.

Другой важной функцией реле является его использование вместо реле ограничения тока. Также можно выбрать необходимую нагрузку. Реле может работать в двух режимах: низкий ток и высокий ток. Для переключения между двумя режимами можно использовать переключатель.

Реле тока RMT-101 стало очень популярным в промышленности. Он защищает мощные двигатели переменного и постоянного тока и другое оборудование от возникающих перегрузок.

Реле REO-401 также широко используется в различных приложениях.

Конструкция этого токового защитного реле состоит из двух основных компонентов:

Электромагнитная система.
Контактное лицо.

Электромагнитная система состоит из держателя сердечника с трубкой. На трубке находится катушка, которая в качестве защиты имеет изоляционную оболочку. В трубке находится якорь, который можно легко перемещать вдоль трубки. Величина тока отключения зависит от положения якоря.

Ток срабатывания регулируется путем изменения положения якоря, который после настройки может быть зафиксирован специальным винтом. После срабатывания реле вспомогательные контакты остаются разомкнутыми до тех пор, пока ток не снизится до нормального значения. Затем якорь переместится в нижнее положение, и контакты замкнутся под действием пружины. Провода подключаются к реле в передней части корпуса.

Советы по выбору реле

Чтобы сделать оптимальный выбор сильноточного реле, следуйте приведенным ниже рекомендациям:

Задание, которое необходимо выполнить.
Текущее значение.
Напряжение питания.
Условия эксплуатации.
Наличие механизма замедленного отключения.
Максимально допустимый ток.
Характеристики и параметры регулировки.

После приобретения реле необходимо его отрегулировать. Это можно легко сделать с помощью встроенных уставок, изменяя их плавно. Все подобные реле имеют компактные размеры. Это позволяет легко устанавливать их в шкафах защитных реле или распределительных щитах.

Реле имеют надежную и простую конструкцию и стандартизированы между собой, что позволяет легко заменять их друг на друга. Они оснащены встроенным светодиодным дисплеем для контроля параметров.

Реле тока могут быть подключены в различных конфигурациях (звезда, фильтр последовательности звезды, дифференциальный ток).

В общем, реле тока – это устройство, которое реагирует на увеличение тока в защищаемой сети, т.е. срабатывает, когда цепь достигает заданного значения тока.

Когда ток уменьшается до заданного значения, подвижная система возвращается в исходное положение.

Значение, определяемое отношением тока возврата к току срабатывания, называется коэффициентом возврата и обычно составляет от 0,8 до 0,92.

Еще одно интересное видео о реле тока PTB:

Когда контролируемый ток превышает установленный пользователем предел тока, специальный микроконтроллер размыкает цепь. В случае сильного перенапряжения (25%) система автоматически отключит питание, пока напряжение в сети не вернется к нормальному уровню.

Когда ток превышает контролируемое значение тока, установленное пользователями, специальный микроконтроллер размыкает цепь. В случае сильного перенапряжения (25%) система автоматически отключит питание, пока напряжение в сети не нормализуется.

Если в течение 5-20 минут не будет скачков напряжения, устройство автоматически подключится к сети. Если электропитание нестабильно в течение 10 минут и прерывается три раза, устройство блокируется. Его можно перезапустить только вручную.

Читайте далее: