Лабораторная работа 2. Испытание электромагнитных реле переменного тока и напряжения (на примере реле РТ-40, PH-54)

Цель работы:

-ознакомление с конструкциями электромагнитных реле переменного тока и напряжения, применяемых в релейных защитах тяговых подстанций электрических железных дорог;

-выяснение принципиальных отличительных признаков реле;

-определение основных параметров реле: тока (напряжения) срабатывания и возврата, коэффициента возврата.

Теоретические сведения

 Конструкция реле РТ-40 и РН-54 поясняется рисунке 1.

 

 

 

а) б) Рисунок 1– Общий вид (а) и схема, поясняющая устройство электромагнитного реле с притягиваемым якорем (б)

    Электромагнит 1 (П-образный, с двумя катушками 2, соединяемыми последовательно или параллельно) притягивает ферромагнитный якорь 3. 17 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.     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, т.е. сдвинуть указатель 6 влево по шкале, то ток срабатывания уменьшится. У реле РТ-40 при перемещении указателя от крайнего левого в крайнее правое положение ток срабатывания увеличится 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 их катушек, уменьшается в 2 раза и соответственно в 2 раза уменьшается намагничивающая сила.

     Выводы катушек имеют маркировку 2,4,6,8.Для согласованного включения секций реле должно быть подключено к контролируемой цепи всегда крайними зажимами (зажимами 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.

    При прохождении по обмотке реле переменного тока:

 Якорь притягивается с постоянным и переменным усилием:

А) постоянное усилие

Б) переменное усилие

где – максимальный ток в обмотке реле;

w – угловая частота переменного тока;

k – коэффициент пропорциональности.

    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 тока РТ-40 предусмотрены совместный ход подвижного и неподвижного контактов и специальное устройство – гаситель вибрации 7 представляющий собой барабанчик, закрепленный на общей оси якорем. Кроме того, за счет инерционности гасителя вибрации достигается более равномерный вращающий момент.

    У реле напряжения РН-54 подобный гаситель вибрации отсутствует. Для снижения вибраций подвижной системы обмотка реле этого типа, состоящая из двух секций, соединенных последовательно, включается в контролируемую цепь напряжения посредством выпрямительного моста. Мост собран из полупроводниковых диодов и обеспечивает двухполупериодное выпрямление переменного тока. В этом случае через обмотку проходит пульсирующий ток, который можно разложить на переменную и постоянную составляющую.

 Схемы соединения катушек реле:

 

 

Рисунок 2 – Последовательное соединение катушек реле

Рисунок 3 – Параллельное соединение катушек реле

    Проверка реле осуществляется с помощью прибора РЕТОМ – 11 Испытательный комплекс РЕТОМ – 11 предназначен для испытания первичного и вторичного электрооборудования при вводе его в работу и в процессе эксплуатации на предприятиях.

    РЕТОМ – 11 является мобильным и универсальным испытательным комплексом, поэтому может использоваться при всех проверочных работах на энергообъектах. При этом он обеспечивает: Выдачу регулируемого однофазного переменного тока 0 …200 А

· Выдачу регулируемого однофазного переменного напряжения 0 …250

·  Выдачу регулируемого постоянного напряжения 0 … 300 В.

· Измерение выдаваемых и внешних токов и напряжений с помощью встроенного цифрового мультиметра. 

· Измерение временных характеристик различных реле и коммутационных аппаратов в диапазоне 0,001 … 100 с с помощью встроенного цифрового секундомера. 

· Работы могут выполняться и на открытом воздухе при температуре от -20 до +50 °С

   Область применения – проверка реле и простых защит, измерительных трансформаторов коммутационных аппаратов, электромагнитных пускателей, метрологическая проверка.

   Испытательный прибор РЕТОМ – 11 дает возможность проводить проверку и настройку практически всех типов простых реле (тока, напряжения, времени, указательных, промежуточных) и другого электрооборудования в схемах релейной защиты

    Проверку тока срабатывания и возврата, время срабатывания и возврата реле тока типа РТ 40, РТ 140, РТ 81, РТ 91, РТ 95, РТ 351, РТФ 8 и др.

   Проверку напряжения срабатывания и возврата, время срабатывания и возврата реле напряжения типа РН 53, РН 54, РН 153, РН 154, РН 51, РНН 57, РНФ1М, РСН 11 и др.

    Определение времени срабатывания, возврата, разновременности срабатывания контактов, длительности замкнутого состояния контактов (на замыкающих и размыкающих контактах) для реле времени серии РВ 100, РВ 200, РВ 01, РВ 03, РСВ 13, РСВ 14, РСВ 01-1 и др.

Ход работы

   Порядок работы с прибором РЕТОМ-11 по проверке электромеханических реле (РЕТОМ-11 зав. №1975 опробован в лаборатории 3-04 «Релейная защита» 24.10.2006 г.) Перед началом работ на приборе РЕТОМ-11 заземлить на клемму, которая имеется на корпусе прибора!!!

   Для подачи напряжения постоянного тока используем ИСТОЧНИК 1

1. Ознакомиться с конструктивными особенностями реле РТ – 40/6; РН – 54/320 2. Проверка токовых реле при последовательном и параллельном соединении обмоток реле

Для подачи переменного тока используем ИСТОЧНИК 2

-Включить вилку в сеть

-Подключить провода к клеммам тока 0... 10 А (U3 I) и к катушке испытуемого реле

-Подключить провода к клеммам К1 и к контактам испытуемого реле

-Выставить тумблер (от JIATPA-1, от К1, от ЛАТР-2) в положение «от К-1»

 -Включить выключатель «сеть»

 -Силовым штифтовым коммутатором выбирать одно из шести комбинаций тока | -На панели встроенного мультиметра выставить тумблер в положение «I» (ток) -Выставить переключатель выбора предела тока в нужное положение.

-На панели встроенного мультиметра переключатель поставить в положение! «U3»

 -Выставить регулятор ЛАТР-2 в положение «0»

 -Включить выключатель ЛАТР-2

 -Включить тумблер «Пуск»

-Вращая регулятор ЛАТР-2 добиться срабатывания реле. При замыкании контактов загорится сигнальная лампа состояния контактов К-1 «Пуск»

 -Зафиксировать показание на мультиметре

-Отключить тумблер «Пуск»

 -Выставить выключатель «подключение ЛАТР-2 к сети» в положение «0»

 -Выставить выключатель «Сеть» в положение «0»

 -Данные замеров занести в таблицу 1

3. Проверка реле напряжения при последовательном и параллельном соединении обмоток реле Для подачи переменного тока используем ИСТОЧНИК 2

 -Включить вилку в сеть

-Подключить провода к клеммам переменного напряжения «0...250B,U2” катушке испытуемому реле

 -Подключить провода к клеммам К1 и к контактам испытуемого реле

 -Выставить тумблер (от JIATPA-1, от К1, от ЛАТР-2) в положение «от К-1»

 -Включить выключатель «сеть»

-На панели встроенного мультиметра выставить тумблер в положение «U»

 -Выставить переключатель выбора предела напряжения в нужное положение.

 -На панели встроенного мультиметра переключатель поставить в положение «U2»

 -Включить тумблер «Пуск» -Выставить регулятор ЛАТР-2 в положение «0»

 -Включить выключатель ЛАТР-2

-Вращая регулятор ЛАТР-2 добиться срабатывания реле. При замыкании контактов загорится сигнальная лампа состояния контактов К-1 «Пуск»

-Зафиксировать показание на мультиметре -Выключить тумблер «Пуск»

-Выставить регулятор ЛАТР-2 в положение «0»

 -Выключить выключатель ЛАТР-2 -Выставить выключатель «Сеть» в положение «0»

-Данные замеров занести в таблицу 1,2

Контрольные вопросы

 1. Почему у реле тока РТ – 40 при параллельном соединении секций обмотки ток срабатывания увеличивается в 2 раза?

ток складывается

 2. Причины появления и способы уменьшения вибрации контактов электромагнитных реле переменного тока.

3. На основании каких выводов делается заключение о работоспособности реле? 4. В каких пределах должен быть коэффициент срабатывания реле и при каком токе (напряжении) реле должно надежно срабатывать? 23

5. Можно ли применять реле типа РТ – 40; РН – 54 для контроля цепей постоянного тока? Сохраняется ли при этом уставка реле, отрегулированная в цепи переменного тока?