I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОВЕРКЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ
типов ЭВ-180, ЭВ-200, РВ-73, РВ-75, ЭВ-100 и ЭВ-200 (новая серия)

СОСТАВЛЕНА Бюро технической информации ОРГРЭС

Авторы инженеры М.А. Беркович, В.С. Гусев, О.А. Гильчер и В.М. Елфимов

УТВЕРЖДЕНА Главным специалистом-электриком Союзглавэнерго П.И. Устиновым

Данная работа предназначается для руководства работникам энергосистем и промышленных предприятий. В работе приведены описание конструкций и принципов реле времени разных типов, программы проверки, методические указания по проведению проверок, наладке и регулировке реле. Указаны возможные дефекты реле и способы их устранения. Приведены технические данные реле и схемы внутренних соединений.

Работа охватывает реле времени типов ЭВ-180, ЭВ-200, РВ-73 и РВ-75, ранее выпускавшихся нашей промышленностью, а также реле типов ЭВ-100 и ЭВ-200, выпускаемых в настоящее время.

1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

В схемах релейной защиты и автоматики для создания выдержек времени применяются реле времени различных типов. В настоящей инструкции рассмотрены реле времени, наиболее распространенные в схемах релейной защиты и автоматики энергосистем. Инструкция охватывает как реле прежних выпусков (типов ЭВ-180 и ЭВ-200 завода ХЭМЗ и Чебоксарского электроаппаратного завода и реле типов РВ-73, РВ-75 завода «Энергоприбор»), так и реле, выпускающиеся Чебоксарским заводом в настоящее время (типов ЭВ-111 ÷ 248).

Реле отличаются как по роду тока (реле типов ЭВ-100 и РВ-73 предназначены для работы на постоянном токе, а реле типов ЭВ-200 и РВ-75 — на переменном токе), так и по количеству контактов, пределам регулировок времени и термической устойчивости.

Рассматриваемые защитные реле времени состоят из электромагнитного привода, часового механизма и контактной системы и делятся на две группы:

1) реле времени, у которых нормально часовой механизм находится в незаведенном состоянии и его работа обеспечивается за счет энергии электромагнитного привода при втягивании плунжера; к этой группе реле относятся реле типов ЗВ-180 и ЭВ-200 Чебоксарского электроаппаратного завода и реле типов РВ-73 и РВ-75 завода «Энергоприбор»;

времени, у которых нормально часовой механизм находится в заведенном состоянии и его работа обеспечивается за счет энергии, запасенной пружиной в положении покоя; к этой группе относятся реле Чебоксарского электроаппаратного завода типов ЭВ-111 ÷ ЭВ-248 (новая серия).

Преимуществом реле второй группы является независимость работы часового механизма от электромагнитного привода, а недостатком — постоянно напряженное состояние пружины часового механизма, что предъявляет повышенные требования к качеству пружин, которые не должны стареть со временем.

2. ПРОГРАММА ПРОВЕРКИ РЕЛЕ

В объем проверки входят следующие операции:

а) внешний осмотр;

б) осмотр и проверка механической части;

в) проверка изоляции;

г) проверка напряжений срабатывания и возврата;

д) проверка и регулировка времени срабатывания;

е) повторный осмотр.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

а) Внешний осмотр реле. При внешнем осмотре перед вскрытием реле необходимо проверить наличие пломб, целость стекла и его уплотнение, плотность прилегания кожуха к цоколю и состояние уплотнения, состояние ламелей, штырей и их винтов и гаек.

б) Осмотр и проверка механической части реле. Осмотр и проверка механической части реле производятся перед установкой его в эксплуатацию, а также во всех случаях обнаружения в нем неисправностей. Персонал, производящий проверку и ревизию механической части реле, должен иметь четкое представление об устройстве и методах регулировки часового механизма и иметь достаточную квалификацию.

При осмотре проверяется состояние монтажа и деталей: выявляются загря

Как подключить реле времени к магнитному пускателю

Как правило, допустимая максимальная нагрузка любого реле времени не так велика, как необходимо. Для усиления выхода реле с целью управления более мощной нагрузкой разумно воспользоваться магнитным пускателем. Схема подключения к пускателю не представляет собой ничего сложного и любой начинающий электрик сможет осуществить такое подключение без особых сложностей.

Прежде чем приступить к изучению особенностей подключения, опишем особенности и назначения реле времени и магнитного пускателя.

Реле времени

Реле времени представляет собой простое современное автоматическое устройство. Здесь все понятно на интуитивном уровне и такие приборы очень широко используются в самых разных схемах для автоматизации технологических операций.

В наше время задачи реле времени могут выполняться программируемыми логическими контроллерами, однако, «старые» приборы еще не полностью вытеснены.

Предназначение реле времени — коммутация электроцепей с предварительно установленной временной выдержкой.

Современные реле времени представляют собой временные контроллеры, которые можно запрограммировать для решения конкретных задач.

Эти приборы способны обеспечивать нужный интервал времени, учитывая определенный алгоритм подключения элементов в электроцепи. Чаще всего они применяются при необходимости автоматического запуска устройств через определенный интервал времени, после того, как поступил основной сигнал.

Самые разные конструкции реле времени определяют применение прибора на бытовом и промышленном уровне.

Принцип работы определяет пять главных типов реле:

1. Электромагнитное замедление. Такой прибор может применяться исключительно в цепях постоянного тока. Задержка во времени происходит из-за дополнительной обмотки, которая препятствует увеличению магнитного потока.
2. Пневматическое замедление. Здесь применяется пневматический демпфер, который изменяет отверстие забора воздуха.
3. Анкерный или часовой механизм. Здесь электромагнит взводит специальную пружину, которая замыкает реле после отсчета установленного времени.
4. Использование двигателя. Здесь применяется синхронный электрический редуктор, двигатель и электромагнит. Первые два элемента сцепляются электромагнитом.
5. Электронное реле. Здесь применяются микроконтроллеры, позволяющие программировать задержки включения.

Электромагнитный пускатель

Электромагнитный пускатель представляет собой электрический аппарат, который позволяет

запускать, останавливать и защищать трехфазные асинхронные электрические двигатели.

Кроме того, эти приборы позволяют запускать и выключать любые виды нагрузки, к примеру, элементы нагрева, источники освещения и другие.

Производятся электромагнитные пускатели в одиночном или сдвоенном исполнении. Последние обладают механической защитой от одновременного запуска.

Приборы открытого исполнения используются в панельных установках, их применяют внутри закрытых специализированных шкафов, а также в других местах, которые надежно защищены от мелких частиц и механических повреждений.

В отличие от них, защищенные пускатели могут применяться внутри помещений, если среда не сильно запылена. Есть и пускатели, которые обладают надежной защитой от влаги и пыли, они могут использоваться как на внутренних, так и на наружных установках.

Особенности монтажа

Чтобы пускатель и реле времени смогли надежно работать, их нужно правильно установить. Устройства должны быть жестко закреплены.

Нельзя устанавливать приборы в местах, которые могут подвергаться ударам и вибрациям, например там, где установлены электромагнитные аппараты (больше 150 А), создающие удары и вибрации во время включения.

Если к контактам магнитного пускателя подключается один проводник, нужно загибать его П-образно, чтобы предотвратить перекос пружинной шайбы зажима.

Если подсоединяются два проводника, они должны быть прямыми, и каждый должен располагаться с одной стороны винта зажима. Обязательно нужно проверить надежность закрепления проводников.

Перед подключением к пускателю концы медных проводников нужно залудить, а многожильные скрутить. Однако нельзя смазывать контакты и подвижные детали пускателя.

Простая схема подключения

Для начала будет рассмотрена самая простая схема подключения реле времени. Первым делом нужно закрепить прибор на стене, он должен размещаться в строго вертикальном положении с допустимым отклонением примерно 10 градусов.

Также нужно учесть, что нормальная работа прибора возможна в диапазоне от –10 до +50 ºС. При этом максимально допустимая влажность должна составлять 80%.

Нужно убедиться в том, что прибор надежно закреплен. Также следует обесточить сеть. Только после этого можно приступать к его подключению. Нужно снять крышку реле и заземлить прибор. Затем подключить электрическую сеть к контактам, как показано на рисунке ниже.

Контакты, которые пронумерованы цифрами 1 и 2 используются здесь для подачи напряжения от сети 220 В. Для представленной на схеме модели таймера, питание подводится в верхней части, а для управления выключением и включением предусмотрены контакты в нижней части прибора.

В данном случае на разрыв отводится фазный проводник, а ноль подается на нагрузку (в данном случае электролампы).

Средний контакт под номером 4 использован для подачи фазы от электрического щита, она может коммутироваться отдельно с подключениями 3 или 5.

Соединение 4–5 является нормально открытым (н.о.), а 3–4 нормально замкнутым (н.з.). (Для тех, кто не понимает слово «нормально» — состояние, когда выходное реле не сработало, в том числе, когда нет напряжения питания на клеммах 1–2).

Это довольно простое подключение и выполнить его способен даже начинающий электрик.

Схема подключения к магнитному пускателю

Если реле времени используется для контроля работы более мощной нагрузки, например, электродвигателя, понадобится подключение магнитного пускателя.

Этот прибор предназначен здесь для запуска, а также разгона до номинальной скорости электрического двигателя. Также пускатель обеспечивает непрерывность его работы, при необходимости отключает питание, обеспечивая защиту электродвигателю.

Магнитные выключатели могут использоваться не только для подключения электродвигателей. Их широко применяют и при других многокиловаттных нагрузках, для подключения обогревателей, уличного освещения и другого.

Для подключения выбран магнитный пускатель типа C-09D10. Схема подключения выглядит следующим образом:

Каждый пускатель содержит два контакта, которые используются для подключения выводов катушки. При подаче на катушку будет создано магнитное поле, втягивающее подвижный сердечник с подвижными контактами и траверсой, которые к нему закреплены. В зависимости от марки пускателя рабочее напряжение может составлять 110, 220 или 380 В.

Как и в предыдущей схеме, можно задействовать н.о. контакты 4–5 или н.з. 3–4.

Запуск электродвигателя

Для того, чтобы запустить электрический двигатель используется схема «Звезда-Треугольник», которая включает применение независимой временной выдержки во время запуска с режима «звезда» и перехода двигателя в рабочий режим «треугольник».

Здесь применяется реле времени RT-SD. Прибор регулирует время отключения режима «звезда» от 1 с до 10 минут. Кроме того, предусмотрена регулировка времени от предустановленных настроек и переключение режима «звезда-треугольник».

Однако такое реле можно использовать и в системах бытовой и промышленной автоматики для регулировки работы отопительных и вентиляционных систем и осветительных приборов.

Преимущество использования реле времени RT-SD заключается в следующем. Движки большой мощности при запуске обладают пусковым током, который в 5–6 раз выше рабочего. Как раз поэтому во время запуска электродвигателя по схеме «звезда-треугольник» используется прибор RT-SD.

Он позволяет снижать пусковой ток мощных двигателей во время запуска в режиме «звезда», а также при переключении в режим «треугольник», обеспечивая работу электродвигателя на номинальных значениях.

Реле времени в данном случае представляет собой альтернативу прибору плавного пуска. И в силу дороговизны последнего, реле RT-SD применяется очень часто. Кроме того, при запуске электродвигателя также используется магнитный пускатель, который подключается к реле как показано на схеме выше.

Применение кнопочного поста совместно с реле времени

Реализовать возможность запуска двигателя не только от реле времени, но и от кнопочного поста можно, добавив второй пускатель и собрав специальную схему «подхвата».

Внешний вид кнопочного поста с двумя кнопками

Рассмотрим принципиальную схему ниже. При нажатии на кнопку «ПУСК» происходит срабатывание Пускателя 1 и замыкание соответствующего контакта K1.1, подключенного параллельно кнопке «ПУСК». При отпускании этой кнопки, напряжение питания продолжает поддерживать Пускатель 1 во включенном состоянии и, соответственно, параллельный контакт K1.1 — в замкнутом.

Одновременно с контактом K1.1 замыкается контакт K1.2, который непосредственно включает Пускатель 2, управляющий нагрузкой. В момент срабатывания реле времени происходит срабатывание «контакта реле времени» и включение Пускателя 2.

В момент нажатия на кнопку «СТОП» (по умолчанию она замкнута) происходит размыкание цепи и Пускатель 1 отключается. Состояние Пускателя 2 при этом будет зависеть только от состояния реле времени.

Пускатель может управлять, к примеру, двигателем или еще чем-то. Если числа его контактов не достаточно, то их количество может быть увеличено специальными приставками.

Запуск нагрузки кнопкой на заданное время

По просьбе читателя Сергея публикуем схему, реализовав которую, появится возможность запускать нажатием кнопки исполнительное устройство на заданное время. Например, двигатель. Устройство задержки РВО-П2-15 выбрано случайным образом, подойдет любое другое со сходными параметрами.

Схема простая и приводится без пояснений:

Для правильной работы РВО-П2-15, необходимо выполнить его настройку согласно паспорту:

Настройки реле обязательно проводить в отключенном состоянии!

1. Чтобы устройство задержки включалось одновременно с подачей питания, необходимо DIP-переключатель 4 перевести в положение 2.
2. DIP-переключателями 1–3 выбрать диапазон времени.
3. Установить заданное время выдержки.

В окончание

Перед тем, как запустить собранную электрическую схему, нужно провести ее наружный осмотр, а также осмотр всех приборов.

Нужно убедиться, что все подключения осуществлены правильно и в случае подачи напряжения не произойдет замыкания или перегорания приборов. Также стоит проверить надежность закрепления проводников в зажимах.

Усиление выхода реле времени с помощью магнитного пускателя не представляет собой ничего сложно. Оно используется очень широко при подключении не только электродвигателей, но и других приборов промышленного и бытового типа.

Одной из главных задач мастера-электрика является изучение инструкции, которая прилагается к реле времени и магнитному пускателю.

Другая задача — правильно определить назначение зажимов на корпусе приборов. Если всё сделать грамотно, можно обеспечить успешное управление электроприборами на предприятии или в домашних условиях.

Видео по теме

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Регулирование временных параметров электромагнитных реле

Министерство образования  РФ

 Вятский государственный университет

Кафедра ЭМА

Лабораторная работа №4

«Регулирование временных параметров электромагнитных реле»

Выполнили: студенты группы ЭМ-42                                   Харченко В.В.

                                                                                                               Карпачёв С.В.

                                                                                                               Зонов А.Н.

                                                                                                               Садаков А.В.

           Проверил:                                                                                  Головенкин В.А.

Киров 2004

         Цель работы: теоретическое и экспериментальное исследование временных параметров

                          электромагнитных  реле  и  способов  их  изменения; изучение принципов

                          действия реле времени.

Объекты исследования:

Реле времени РЭВ-816.

 Предназначено для работы в схемах промышленной  автоматики. Выдержка времени создается в основном короткозамкнутой обмоткой, выполненной в виде алюминиевой гильзы.  Для уменьшения зависимости выдержек времени от колебаний напряжения сети сталь магнитопровода при включении реле входит в насыщенное состояние, плавную регулировку выдержек времени осуществляют путем изменения натяга возвратной пружины.  При этом изменяется как время трогания, так и движения.  При возврате плавную регулировку выдержек времени можно также осуществить путем изменения натяга пружины отжимного устройства, установленного на якоре.

      Ступенчатое регулирование выдержки времени при возврате можно осуществить путем изменения толщины латунной прокладки, установленной на якоре.  При этом будет изменяться величина немагнитного зазора между сердечником и якорем в притянутом состоянии а, следовательно, постоянная времени цепи катушки, ток трогания и время трогания.

               Диапазон регулирования выдержки времени реле при возврате от 0,5 до 1,5 сек.            

               Абсолютный разброс выдержки не более 10%, потребляемая мощность – 25 Вт.

Реле времени пневматическое РВП62М-312.

Предназначено для работы в схемах промышленной автоматики. Реле состоит из пневматической приставки времени и электромагнитного привода, собранных на общем основании. При подаче команды на срабатывание привод освобождает шток, соединенный с мембраной, разделяющей пневматические камеры.  Шток  под действием пружины начинает медленное движение по мере заполнение камеры воздухом. При этом клапан закрывает отверстие, соединяющее камеры.  В конце хода шток с помощью рычага переключает контакты микровыключателя.  Регулировка уставки осуществляется с помощью винта дросселирующего устройства пневмоприставки, который изменяет активную длину канала, соединяющего камеру с окружающим пространством через фильтр забора воздуха.

      Диапазон регулирования выдержки времени от 0,4 до 180 сек. Абсолютный разброс не более 10%. Механическая износостойкость  циклов.   Потребляемая мощность 30 ВА.

Реле времени РВ-132.

Имеет часовой механизм, который выполняет роль замедляющего устройства. Для исключения влияния нестабильности напряжения  сети на  точность выдержек времени часов механизм приводится в действие пружиной.   При этом роль электромагнитов реле сводится к освобождению пружины при включении реле и взведению ее  возвратной   ее при возврате.  С осью ведущей шестерни часового механизма связаны подвижные контакты реле.  Регулировка времени осуществляется изменением положения неподвижных контактов.

         Абсолютный разброс выдержки не более 0,34 сек. Выход – 1 замыкающий и 1 – скользящий контакты.  Механическая износостойкость – 5000 срабатываний.

Реле времени ВС-33.

Представляет собой электромеханическое устройство с приводом от синхронного двигателя. При подаче питающего напряжения срабатывает электромагнит сцепления.   Вращение от электродвигателя  предается  через понижающий  редуктор подвижным частям, которые по истечении заданного времени воздействуют на выходные контакты.  При снятии питающего напряжения механизм реле возвращается в исходное положение и реле готово к следующему циклу.

 Средняя основная погрешность на диапазоне 0,2-6 сек. равна 0,12 сек. разброс 0,12 сек.

      Выход 1- замыкающий и 2- размыкающий контакты.  Механическая износостойкость не менее  циклов. Потребляемая мощность — не боле 8 ВА.

Реле GPM-2.

 Реле быстродействующее, имеющее при напряжении  В время срабатывания  с и время возврата 0,02с. Активное сопротивление  катушки равняется 712 Ом, индуктивность катушки при начальном положении якоря 175 мГн.

Реле времени полупроводниковое ВЛ-69.

Нижний и верхний предел установок – (0,1-9,9) сек.  Приведенная погрешность – 1,5%. Выход -1 замыкающий контакт и 1 размыкающий. Механическая износостойкость не менее циклов, потребляемая мощность не более 4,5 Вт. Работа реле начинается после подачи напряжении питания, при этом снимается сигнал уставки исходного состояния счетчика и разрешается его работа.  Счетчик начинает пересчитывать поступающие на его вход импульсы генератора, при заполнении счетчика появляется положительный сигнал на его выходе, открывается транзистор и включается реле.  Повторный запуск реле осуществляется при подаче напряжения питания на предварительно обесточенное реле.  Выдержка времени устанавливается плоским переключателями, осуществляющими изменение коэффициента пересчета счетчика импульсов.

Результаты работы:

1.2.  Таблица 1- Зависимости времени срабатывания и времени возврата от силы натяга возвратной пружины

Реле времени РЭВ-814 | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Сегодня я расскажу Вам про небольшую «штатную» неисправность, которая случилась неделю назад на одной из обслуживаемых мной подстанций.

У электромагнитного реле времени РЭВ-814 сгорела катушка. Резервной катушки в запасе не оказалось, поэтому пришлось ее снимать и отдавать в обмоточное отделение для перемотки.

Но об этом чуть ниже, а пока я расскажу Вам о технических характеристиках, конструкции и схеме подключения реле времени РЭВ-814 и остальных его серий (РЭВ-811, 812, 813, 815, 816, 817, 818 и модификации для тепловозов с индексом «Т»).

Расшифровка РЭВ-814:

• Р — реле
• Э — электромагнитное
• В — времени
• 814 — серия

Внешний вид реле времени РЭВ-814.

Серия 814 подразумевает под собой следующие технические характеристики:

• количество контактов — 1 замыкающий (1 з) и 1 размыкающий (1 р)
• номинальный ток контактов — 16 (А)
• 3-5 (сек.) выдержка времени при отключении катушки от сети
• 3,8-5,5 (сек.) выдержка времени при шунтировании катушки
• температура эксплуатации от -40°С до +40°С
• габаритные размеры 150х200х135 (мм)
• масса реле 3,5 (кг)

Катушки для реле всех серий выпускаются на номинальные напряжения постоянного тока: 24, 48, 110 и 220 (В). А катушки реле для тепловозов серий с индексом «Т» — на 75 и 110 (В).

 

Конструкция и принцип работы реле

Рассматриваемое реле времени РЭВ-814 имеет номинальное напряжение катушки Uном=220 (В). Напряжение срабатывания реле происходит при 0,6·Uном. Также по бирочке видно, что данное реле 1965 года выпуска — ему через год будет 50 лет. Вот какое надежное и долговечное электрооборудование выпускалось в советское время.

В моем примере используется только размыкающий контакт (справа). К нему подключены провода синего цвета.

У реле РЭВ-814 можно изменить тип контактов, например, из размыкающего сделать замыкающий, и наоборот.

Присоединение проводов к катушке и контактам осуществляется с помощью винтового соединения.

Неподвижная часть магнитопровода состоит из сердечника и угольника. На сердечник одевается медный демпфер (его на фото не видно), катушка, прокладка из текстолита и ограничительное фиксирующее кольцо.

На угольник установлен медный демпфер, а также крепится скоба для перемещения подвижного якоря. На якоре установлена планка с подвижными контактами. Узел неподвижных контактов закреплен к корпусу реле.

При подаче напряжения на катушку в магнитопроводе реле возникают электромагнитные силы, которые мгновенно притягивают якорь (подвижную часть) к полюсному наконечнику (сердечнику). Происходит переключение контактов реле без выдержки времени.

При снятии напряжения с катушки магнитный поток в магнитопроводе спадает не сразу, а с некоторым временем из-за установленных на сердечнике и угольнике медных демпферов. Соответственно, и якорь отпадает не сразу, а переключение контактов происходит с выдержкой времени. Выдержку времени можно отрегулировать изменением натяжения пружины якоря или изменением воздушного зазора между якорем и полюсным наконечником (сердечником).

Для информации!!! Новые реле отрегулированы на максимальную выдержку времени. 

Ниже в таблице указаны технические характеристики реле РЭВ всех серий.

Назначение реле РЭВ-814

А теперь вернемся к нашей неисправности.

На распределительной подстанции 10 (кВ) установлен небольшой щит постоянного тока (ЩПТ) =220 (В).

Он разбит на две рабочие секции: 1 секция и 2 секция. Вот фотография сборных шин обоих секций.

Согласно цветовой маркировки шин постоянного тока, красный цвет — это «+», а синий — «-».

Каждая секция получает питание по кабельной линии с двух разных аккумуляторных батарей (Ввод-1 и Ввод-2). Кабель подключается на предохранители, с них питание идет через рубильник на соответствующую секцию.

Между 1 и 2 секциями установлен межсекционный рубильник с предохранителями. Он включается в случае выхода из строя кабельной линии Ввода-1 или Ввода-2. На фотографии ниже как раз представлен такой случай, когда 2 секция получает питание с Ввода-1 через межсекционный рубильник из-за повреждения кабельной линии Ввода-2.

К щиту постоянного тока подключены оперативные цепи (цепи управления), цепи сигнализации и аварийное освещение распределительной подстанции 10 (кВ).

Схема щита постоянного тока ЩПТ = 220 (В).

На каждой секции установлено реле времени РЭВ-814 (по схеме РКН-1 и РКН-2), которое контролирует ее напряжение. Для визуального контроля уровня напряжения на секциях дополнительно установлены вольтметры типа Э30.

Я знаю, что для контроля напряжения рекомендуется применять реле РЭВ-821 серии, но таков был изначальный проект подстанции и менять чего-либо без веских обоснований и утверждений изменений в проекте не допустимо. К тому же у реле РЭВ-821 нет выдержки времени, и пришлось бы устанавливать дополнительное реле времени, например, ЭВ-124, что несколько усложнит схему.

В случае исчезновения напряжения на какой либо секции, реле РЭВ-814 обесточивается и с заданной выдержкой времени (в моем случае 5 сек.) замыкает свой контакт, тем самым выдавая сигнал на диспетчерский пульт через устройство телемеханики УТБ-3. Контакты обоих реле запараллелены.

В нормальном режиме работы ЩПТ реле постоянно находятся под рабочим напряжением. Соответственно, что катушки все это время обтекаются током и нагреваются до определенной температуры. Тепловизором температуру нагрева я не измерял, но по ощущениям около 50°С будет точно.

В течение длительного срока эксплуатации под воздействием температуры произошло высыхание и старение изоляции одной из катушек, и, соответственно, она сгорела.

Вот фото сгоревшей катушки.

Катушка безкаркасная.

Осмотрев катушки у рядом установленных реле, я решил заодно заменить катушки и на них, т.к. их изоляция была неудовлетворительного состояния (уже виднелись трещины) и рано или поздно они все равно бы вышли из строя.

Вот обмоточные данные для перемотки катушек:

• провод ПЭЛ диаметром 0,12-0,13 (мм)
• количество витков — 12500
• сопротивление — 2650 (Ом)

Катушки я отдал на перемотку в наше обмоточное отделение и через 2 дня (с учетом сушки) они были уже готовы.

Осталось только заменить старые катушки на новые. Для этого нужно открутить два винта крепления якоря и снять его, затем открутить ограничительное фиксирующее кольцо, убрать прокладку, снять старую катушку и установить вместо нее новую. Далее собрать все в обратном порядке и проверить работу реле.

Как Вы заметили, у старой катушки выводы были сделаны жесткими, а новые катушки намотали с длинными гибкими выводами. Пришлось питающие провода и выводы катушки соединять в воздухе с помощью винтового соединения. Питающие провода выполнены медным проводом ПВ-1 сечением 2,5 кв.м и являются достаточно жесткими, поэтому я аккуратно их выгнул и прижал к реле. Изолировать соединения я не стал.

Вот так смотрятся реле с новыми катушками.

P.S. Я привел лишь один пример применения реле РЭВ. На этом его применение не ограничивается. Если возникли вопросы по материалу статьи или хотите что-либо дополнить, то к Вашим услугам форма комментариев. Спасибо за внимание.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Электромеханические реле времени

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 24Следующая ⇒

 

В схемах защиты и автоматики часто требуется выдержка времени между срабатыванием двух или нескольких аппаратов. При автоматизации технологических процессов также может возникнуть необходимость в определенной временной последовательности операций. Для создания выдержки времени служат электрические аппараты, называемые реле времени.

Конструкция реле времени с электромагнитным замедлением типа РЭВ – 800 показана на рис. 10.5.

Рис. 10.5. Реле времени с электромагнитным замедлением

 

Реле содержит П-образный магнитопровод 1 и якорь 2 с немагнитной прокладкой 3. Магнитопровод укрепляется на плите 4 с помощью литого алюминиевого цоколя 5, на котором устанавливается контактная система 6.

На магнитопроводе установлена намагничивающая обмотка 7 и короткозамкнутая обмотка в виде гильзы 8. Усилие возвратной пружины 9 регулируется с помощью регулировочной гайки 10, которая фиксируется шплинтом.

Выдержка времени при отпускании для насыщенной магнитной системы с короткозамкнутым витком или обмоткой может быть определена по формуле:

, (10.11)

где w – число витков короткозамкнутой обмотки;

R – ее сопротивление;

Ф_ОТП – значение магнитного потока, при котором происходит отпускание якоря;

Ф_О – установившееся значение магнитного потока в магнитопроводе при включенной намагничивающей обмотке;

i₁w₁ – МДС первичной обмотки.

Время срабатывания реле можно регулировать с помощью возвратной пружины 9. С увеличением сжатия этой пружины увеличивается электромагнитное усилие, необходимое для трогания якоря и определяемое потоком в магнитной цепи. При большем сжатии пружины поток трогания возрастает. Следовательно, возрастает время трогания.

Для получения выдержки времени более 1 с необходимо использовать отпускание якоря. Регулировка выдержки реле при отпускании может производиться плавно и ступенчато (грубо).

Плавное регулирование выдержки времени производится изменением усилия пружины 11, которая верхним концом упирается в шайбу 14, удерживаемую шпилькой 15, ввернутой в якорь реле. Нижний конец пружины посредством специальной пластины 16 предает силу через два латунных штифта 12, которые могут свободно перемещаться в отверстиях якоря. Оси латунных штифтов смещены относительно оси пружины. В притянутом положении якоря 2 штифты 12 перемещаются вверх и пружина 11 дополнительно сжимается. Пружина 11 создает основную силу, отрывающую якорь от сердечника. Начальное сжатие пружины изменяется с помощью гайки 13. С увеличением силы пружины 11 электромагнитное усилие, при котором происходит отрыв якоря, увеличивается и возрастает поток отпускания Ф_ОТП. При этом время отпускания уменьшается (рис. 10.6). Чем меньше сила пружины, тем больше выдержка времени.

а б

Рис. 10.6. Регулирование времени отпускания с помощью пружины (а)

и изменением немагнитного зазора (б)

 

Возвратная пружина 9 регулируется так, чтобы обеспечить необходимое нажатие размыкающих контактов реле и четкий возврат якоря в положение, показанное на рис. 10.5, после того как он оторвется от сердечника.

Грубое регулирование выдержки времени осуществляется изменением толщины немагнитной прокладки δ. Поскольку при притянутом якоре магнитная цепь насыщена, то толщина немагнитной прокладки мало сказывается на установившемся потоке. С уменьшением толщины немагнитной прокладки (δ₂ < δ₁) растет индуктивность катушки при ненасыщенном магнитопроводе и уменьшается скорость спадания магнитного потока. В результате при неизменном усилии пружины 11 (рис. 10.6,б) выдержка времени реле увеличивается. Толщину немагнитной прокладки не рекомендуется брать менее 0,1 мм, т.к. в этом случае якорь расклепывает прокладку и ее толщина уменьшается.

Промышленностью выпускаются многочисленные реле с электромагнитным замедлением и выдержкой времени при отпускании 0,3 – 5 с.

Реле с электромагнитным замедлением работают только при питании катушки постоянным напряжением.

Поэтому в цепях переменного тока применяют реле с пневматическим замедлением или с анкерным механизмом (рис. 10.7).

В таких реле электромагнит постоянного или переменного тока воздействует на контактную систему, связанную с замедляющим устройством в виде пневматического демпфера или в виде часового (анкерного) механизма. Выдержка времени меняется путем регулирования замедляющего устройства. Работа реле практически не зависит от величины питающего напряжения, частоты питания, температуры.

Электромагнит переменного тока 1 имеет втяжной якорь 2, двигающийся поступательно. С якорем связана возвратная пружина 3. Пневматическое устройство 4 имеет две полости, разделенных диафрагмой 12, изготовленной из тонкой прорезиненной ткани. Нижняя полость свободно сообщается с атмосферой. Верхняя полость сообщается с атмосферой через регулируемое отверстие – дроссель 9 и выпускной клапан 10. Диафрагма 12 связана с пластмассовой колодкой 5, которая удерживается в верхнем положении упором, который, в свою очередь, связан с якорем электромагнита. Чем меньше сечение отверстия, тем медленнее движется диафрагма, а следовательно, и колодка 5. Когда колодка опустится до своего крайнего нижнего положения, она начинает воздействовать с помощью рычагов на штифт микропереключателя 7, который производит нужные переключения. Регулирование выдержки времени производится иглой 11, которая меняет сечение всасывающего отверстия. Контактная система микропереключателя имеет длительный ток 3 А, ток отключения 0,21 А при напряжении 380 В переменного тока.

Рис. 10.7. Реле времени с пневматическим замедлением

 

В замедлителях в виде анкерного механизма его пружина заводится под воздействием электромагнита. Контакты реле приходят в движение лишь после того, как связанный с ними анкерный механизм отсчитает определенное время уставки. Выдержка времени у этих реле регулируется в пределах от 7 до 17 с.

 

 

Лекция № 11

Полупроводниковые реле

 

Полупроводниковые реле в отношении быстродействия, селективности и надежности превосходят электромагнитные. В ряде случаев полупроводниковые реле обладают характеристиками, которые невозможно получить с помощью электромагнитных реле.

Рассмотрим некоторые полупроводниковые реле, например реле защиты от замыкания на землю, трёхфазное реле напряжения, полупроводниковые реле времени.

 

Реле защиты от замыкания на землю применяется в схемах защиты при замыкании на землю генераторов, двигателей, линий с малыми токами замыкания на землю. Основные параметры реле: ток срабатывания регулируется в пределах 0,02-0,12 А; коэффициент возврата не менее 0,93; коммутируемое напряжение не более 250 В; механическая износостойкость 10⁴ циклов; электрическая износостойкость не менее 10³ циклов.

Схема реле представлена на рис. 11.1.

Измерительный орган реле содержит промежуточный трансформатор ТА и резисторы R2-R7, которые вместе с выключателями SB1-SB5 служат для дискретной регулировки тока срабатывания. При отключенных выключателях ток срабатывания реле минимален. По мере включения R2-R 7 уменьшается напряжение на выходе операционного усилителя А1 и ток срабатывания увеличивается. Диоды VD1- VD4 служат для ограничения сигнала на входе А1. При большом входном сигнале трансформатор ТА насыщается и его входное сопротивление падает. R1 ограничивает ток в цепи трансформатора ТА.

Операционный усилитель А1 работает как активный фильтр. Многоконтурная отрицательная обратная связь с помощью резисторов R8, R9, R10 и конденсаторов С1, С2 позволяет отфильтровать высшие гармоники в сигнале и оставить основную частоту 50 Гц.

Сравнивающая часть реле состоит из порогового элемента на операционные усилители А2, времяизмерительной цепи VD5, R15, R16, С8и триггера Шмидта на операционном усилителе А3. Конденсаторы С3-С10 служат для стабилизации работы усилителя, исключая его самовозбуждение. Резистор R17 создает положительную обратную связь. Выходной каскад реле выполнен на транзисторе VT1, в цепь коллектора которого включено быстродействующее электромагнитное реле К.

 

 

Рис. 11.1. Реле защиты от замыканий на землю

 

 

Питание схемы осуществляется от сети постоянного тока (контакты 4, 1 при U=220 B и 4, 2 при U=110 B) или от сети переменного тока напряжением 100 В (контакты 4, 3). С помощью стабилитронов VD6 и VD7 получаются два симметричных напряжения -15 В и +15 В для питания операционного усилителя.

Порог срабатывания порогового элемента определяется резисторами R11 — R14. Настройка реле на минимальную уставку производится резистором R11.

В схеме трехфазного реле напряжения (рис. 11.2) напряжение срабатывания регулируется резистором R 1.

Реле может работать как максимальное (переключатель S в положении 1) и как минимальное (переключатель S в положении 2). Коэффициент возврата реле регулируется в широком диапазоне с помощью резистора R2, которым изменяется коэффициент положительной обратной связи в усилителях А1, А2, А3. Логический элемент И обеспечивает срабатывание реле в случае, когда напряжение хотя бы в одной фазе падает ниже допустимого (при S в положении 2).

Рис. 11.2. Трёхфазное реле напряжения

 

Структурная схема реле напряжения для защиты электродвигателей, тиристорных преобразователей и других трехфазных потребителей при недопустимом снижении симметричного напряжения, асимметрии междуфазных напряжений, обратном чередовании фаз приведена на рис. 11.3.

На входе реле включены пороговые элементы ПЭ1, ПЭ2, ПЭ3, образующие пороговый блок ПБ. С выхода ПБ система полученных в нем прямоугольных импульсов (рис. 11.4).поступает в логическую схему ЛС на триггеры Т1, Т2 и логический элемент И. Полученная в ЛС система прямоугольных импульсов через дифференцирующую цепочку RC подается на схему временной установки СВУ, которая с выдержкой времени открывает транзистор VT выходного усилителя ВУ. Если контролируемое напряжение симметрично и близко к номинальному значению, то выходные импульсы ЛБ не приводят к срабатыванию СВУ и ВУ (см. рис. 11.4).

 

 

Рис. 11.3. Структурная схема реле напряжения

 

Рис. 11.4. Диаграммы к работе схемы на рис. 11.3

 

Когда изменения трёхфазного напряжения или порядка чередования фаз выходят за пределы допустимых, на выходе ЛС исчезает показанная на рис. 11.4 последовательность импульсов. При этом по истечении выдержки времени в СВУ выдаётся сигнал на ВУ и выходное реле срабатывает. Например, при исчезновении напряжения в фазе А перестает работать триггер Т1 и на выходе логического элемента И появится логический 0. Триггер Т2 тоже перестает переключаться. На выходе RC цепочки сигнал пропадает, на вход СВУ и ВУ не подается сигнал ЛС, и реле К отключает цепь. Реле срабатывает при снижении напряжения в одной из фаз до (55-65)% от номинального при номинальном напряжении в остальных фазах. При обрыве двух или трех фаз одновременно или при обратном чередовании фаз реле срабатывает при напряжении (70-75)% от номинального. Коэффициент возврата реле составляет не менее 0,9, время срабатывания не превышает 5 с. Реле не срабатывает при колебании симметричного напряжения в пределах (85-110)% от номинального.

Полупроводниковые реле времени служат для регулирования времени срабатывания основной коммутационной аппаратуры

В схеме простейшего полупроводникового реле времени (рис. 11.5.) при замыкании контакта 1 напряжение на конденсаторе растёт по экспоненте с постоянной времени T=RC и подается на пороговый элемент. При равенстве пороговому напряжению пороговый элемент срабатывает с выдержкой времени и выдает сигнал на усилитель мощности, который управляет выходным электромагнитным реле. Возможно использование процесса разряда конденсатора (при этом контакт замыкается в положение 2).

а б

Рис. 11.5. Полупроводниковое реле времени:

а – принципиальная схема;

б – процессы заряда 1 и разряда 2 конденсатора С

 

Процесс разряда конденсатора происходит по кривой 2 (рис. 11.5,б). Реле работает на начальных участках кривых 1 и 2. Выдержка времени регулируется за счёт изменения величин сопротивления R и ёмкости конденсатора С. Предельная выдержка времени достигает 10 с.

Для повышения точности работы реле заряд конденсатора производят через токостабилизирующее устройство (рис. 11.6).

Поскольку напряжение на базе транзистора стабилизировано, то коллекторный ток не зависит от напряжения на коллекторе (схема генератора тока). Ток заряда конденсатора устанавливается потенциометром R1. Чем больше ток заряда конденсатора, тем меньше выдержка времени t_с. Стабилитрон VD стабилизирует напряжение на R1, что позволяет получить постоянное время срабатывания при данном положении движка потенциометра.

Рис. 11.6. Полупроводниковое реле времени с зарядом конденсатора

от источника тока (а) и процесс заряда конденсатора (б)

 

Для увеличения выдержки времени реле используется заряд конденсатора от источника импульсного напряжения (рис.11.7, а).

Рис. 11.7. Полупроводниковое реле времени (а) и диаграмма его работы (б)

 

На цепочку R2-С2 подаётся импульсное напряжение прямоугольной формы, вырабатываемое генератором G. При каждом импульсе напряжение на конденсаторе возрастает на небольшую величину, после чего во время паузы остается неизменным. Напряжение приложено к пороговому элементу. При равенстве напряжения порогового элемента и напряжения на конденсаторе С2 ( ) реле срабатывает. Чем больше скважность импульса тем большая выдержка времени может быть получена. Грубая регулировка выдержки времени осуществляется изменением частоты импульсов с помощью резистора R₁, а плавная – с помощью резистора R₂.

Цифровые реле времени применяются для обеспечения высокой точности задания и отработки выдержек времени. Схема цифрового реле времени приведена на рис. 11.8.

Рис. 11.8. Цифровое реле времени

 

Управляющее устройство УУ запускает генератор G. Импульсы от генератора G подаются на вход несинхронизируемого двоичного счётчика СТ2. На входе дешифратора DC сравниваются сигналы заданной выдержки времени и выход счетчика, величина которого увеличивается на единицу после прихода счетного импульса с заданной частотой. В момент совпадения кода времени на выходе счетчика с заданной установкой сигнал дешифратора DC скачкообразно меняется и выходной импульс подается на усилители А1, А2, АЗ. После каждого цикла работы счётчик обнуляется. Возможны цифровые реле времени без дешифраторов.

Цифровые реле времени типов ВЛ могут использоваться как реле времени и как программные устройства. Диапазон выдержек времени реле от 0,1 с до 10 ч.

Для обеспечения гальванической развязки между цепью управления и нагрузкой применяются оптоэлектронные приборы (оптроны). В корпусе оптрона установлены излучающий элемент, обычно фотодиод, и воспринимающий элемент – фототранзистор, фототиристор или фоторезистор, образующие вместе оптопару.

При подаче сигнала на фотодиод он начинает излучать, и его излучение воздействует на воспринимающий элемент, открывая фототранзистор или фототиристор в цепи нагрузки. Электрическое сопротивление между цепями управления и нагрузки составляет ёмкость между ними менее пФ. Эти свойства оптронов позволяют повысить помехоустойчивость и надёжность аппарата, упростить его схему. Оптроны дают малую задержку в срабатывании (1 мкс).

На рис. 11.9 показан один из вариантов бесконтактного оптронного реле.

Рис. 11.9. Оптронное реле

 

Нагрузка включается тиристором , включенным в диагональ моста. Управление тиристором производится с помощью оптопары и транзисторов и . При отсутствии управляющего сигнала транзистор оптрона закрыт, открыт. Сигнал на управляющем электроде равен нулю, и он закрыт. При подаче сигнала транзистор открывается, а закрывается. На подаётся открывающий потенциал, он открывается и через нагрузку потечёт ток. Тиристор открывается каждый полупериод. При снятии сигнала закрывается. Если напряжение питания превысит заданный уровень, то открывается и отключается.

Оптронные реле могут быть выполнены на силовых оптронах (рис. 11.10).

Силовые оптроны непосредственно управляют током в нагрузке Светоизлучающие диоды оптронов управляются транзистором В настоящее время созданы опторезисторы на ток до и напряжение до

Рис. 11.10. Реле на силовых оптронах

 

Лекция № 12



6.3. Реле времени

Реле времени создает регулируемую выдержку времени от момента подачи сигнала на срабатывание до момента замыкания (или размыкания) контактов. Программное реле — это разновидность реле времени с несколькими контактами, имеющими различные регулируемые, как правило, независимые друг от друга выдержки времени. Например, существуют реле счета импульсов, контакты которых замыкаются после отсчета заранее заданного числа импульсов, подаваемых на катушку управления. Устройство таких реле имеет много общего с шаговыми искателями.

Для создания выдержки времени применяются электрический разрядный RC — контур, электромагнитные реле с короткозамкнутыми гильзами, механические механизмы (анкерный и планетарный), пневматические и др.

На рис. 6.6 дана схема реле времени с пъезокерамическим элементом. Пьезокерамические материалы, полученные, например, на основе титаната бария, обладают свойством изменять свои линейные размеры в электрическом поле. Пьезокерамический биморфный элемент (БЭ) состоит из двух прочно склеенных пластинок, на наружных поверхностях которых, а также в месте их соединения размещены металлические обкладки. Верхний слой элемента в электрическом поле удлиняется, нижний — укорачивается. В результате этот элемент, консольно закрепленный на одном конце, изгибается, что приводит к замыканию контакта К1. При снятии электрического поля с обкладок деформация биморфного элемента исчезает, контакт К1 размыкается, а контакт К2 замыкается.

Рисунок 6.6. Схема реле времени с пьезокерамическим элементом.

При замкнутой кнопке управления (КУ) конденсатор С и обкладки БЭ заряжены до напряжения U₀ и сам БЭ деформирован. При отключении КУ начинается разряд конденсатора С на резистор R. Напряжение на обкладках БЭ постепенно снижается, и его механическая деформация также постепенно исчезает.

Процесс разряда конденсатора описывается уравнением

Решение этого уравнения при начальном условии t = 0 и I = I₀ имеет вид

Изменение напряженияна конденсаторе в обкладках БЭ описывается аналогичной зависимостью

Допустим, что реле срабатывает и его контакт К2 замыкается, когда напряжение снизится до значения U_cpa6. Тогда время срабатывания

Реле времени с электромагнитным замедлением (электромагнитное реле времени) основано на использовании вихревых токов для замедления срабатывания электромагнитной системы. На магнитопровод 1 (рис. 6.7) надета металлическая (обычно медная) гильза (или шайба) 3, равнозначная короткозамкнутой обмотке с одним витком. Когда изменяется основной поток Ф_о, созданный током катушки 2, в гильзе 3 наводятся вихревые токи, поток Ф_вх от которых имеет направление, препятствующее изменению основного потока в соответствии с принципом инерции Ленца. Когда поток Ф_о нарастает, поток Ф_вх имеет противоположное направление, а когда Ф_о снижается — направление Ф_вх совпадает с Ф_о.

Рисунок 6.7. Электромагнитное реле времени:

1-магнитопровод; 2- катушка; 3- медная гильза.

Широко распространены реле времени с механическим замедлением, в частности с часовым механизмом. В таких реле (рис. 6.8) при подаче напряжения на электромагнитный привод 1 растягивается пружина 2 и часовой механизм приходит в действие. Анкер 4, поворачиваясь вокруг оси О₂, «перепускает» зубчатый диск 3, который вращается вокруг оси О₁. Перемещающийся вместе с ним рычаг 8 в конце пути упирается в пластинчатый контакт 9 и замыкает его. Храповой механизм дает подвижной системе реле возможность возвратиться в исходное положение, когда будет снято напряжение электромагнитного привода 1. Возврат осуществляется специальной пружиной (на рисунке не показана). Изменяя расстояние от грузика 5 до оси О₂ и массу грузика, можно регулировать момент инерции анкера и через него — выдержку времени реле.

Рисунок 6.8 Реле времени с анкерным механизмом:

1-электромагнитный привод; 2- пружина; 3- зубчатый диск; 4- анкер; 5- грузик; 6- храповое колесо; 7- собачка; 8- рычаг; 9- пластинчатый контакт

Выдержка времени, создаваемая реле с часовым механизмом,

где α — угол поворота подвижной системы от начала движения до замыкания контактов; n — передаточное число зубчатого механизма; z — число зубьев ходового колеса; T_а — период колебаний анкера,

здесь J — момент инерции анкера; φ — угол поворота анкера при колебаниях; М_дв — момент, создаваемый движущимися силами; M_прд — момент, создаваемый противодействующими силами.

В некоторых реле применяется пневматическое или гидравлическое замедление. Изменением сечения отверстия, через которое проникает воздух (или жидкость) из одного объема в другой, достигается регулировка выдержки времени. Наиболее высокие выдержки времени (до несколько часов) достигаются в реле с планетарным механизмами.