孙36

1^^^ БИБЛИОТЕКА

И. И. ТРУБ

ИНДУКЦИОННЫЕ

РЕЛЕ ТОКА

БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА

В Ы Л у С к 6 2 4

Сснозаха в 1959 году

И. И. ТРУБ

ИНДУКЦИОННЫЕ РЕЛЕ ТОКА

МОСКВА

ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1990

ББК 32.96-04 Т77

УДК 621.318.5

Рецензент И.Р.Таубес

Редакционная коллегия серии:

В.Н. Андриевский, С.А. Бажанов, М.С. Бернер, Л.Е・ Годгельф, В.Х. Ишкин, Д.Т. Комаров, В.Н. Кудрявцев, В.П. Ларионов, Э.С. Му- саэлян, С.П. Розанов, В.А. Семенов, А.〃・ Смирнов, А.Н. Трифонов, А.А. Филатов, А.Н. Щепеткин

Труб Н.К.

Т77 Индукционные реле тока 一 М.: Энергоатомиздат, 1990 - 56 с.: ил. - (Б-ка электромонтера; Вып. 624).

ISBN 5-283-01097-Х'

Описано устройство широко распространенных индукционных реле РТ-80 и РТ-90. Приводятся технические данные реле и их основные характеристики» Изложен материал по расчетам максимальных токо вых защит, выполненных с помощью этих реле. Даны рекомендации по объему и методам наладки и проверки реле. Обобщен опыт эксплуатации.

Для электромонтеров и мастеров, обслуживающих устройства релейной защиты-

2202080000-063

Т 102 90ББК 32.96-04

051(01)-90

ISBN 5-283-01097-ХISBN 5-283-01097-Х© ABTopt 1990

ISBN 5-283-01097-Х

ISBN 5-283-01097-Х

ПРЕДИСЛОВИЕ

Индукционные реле тока РТ-80, ранее именовавшиеся ИТ-80, существуют почти 60 лет. За эти годы их конструкция не подвергалась существенным изменениям. Реле применяются в сетях 6-35 кВ для защиты питающих н распределительных линий, а также для защиты трансформаторов. Защита двигателей напряжением выше 1 кВ до недавнего времени в большинстве случаев выполнялась с помощью индукционных реле. Несмотря на начавшееся внедрение статических реле, индукционным реле предстоит еще немало времени находиться в эксплуатации.

Что же обусловило столь длительное и широкое применение реле этого типа? Прежде всего — обратная зависимость времени срабатывания от тока. Такой же характер зависимости существует у предохранителей и расцепителей автоматических выключателей, которые обычно являются предыдущими защитами, т. е. расположенными дальше от источника питания. Это позволяет выполнить селективную защиту, имеющую достаточную чувствительность. В дополнение к индукционному элементу реле снабжено электромагнитным элементом - мгновенно действующей отсечкой.

Реле имеют типоисполнения, предназначенные для применения в устройствах защит как на постоянном, так и на переменном оперативном токе, причем его контакты непосредственно управляют электромагнитом отключения.

Таким образом, в реле объединены: измерительный орган, логическая часть, включающая элемент времени, исполнительный орган и сигнальный элемент. Можно считать, что оно представляет полукомплект либо полный комплект двухступенчатой максимальной токовой защиты.

Постоянное вращение диска при наличии нагрузки позволяет контролировать исправность реле и токовых цепей защиты. В то же время этот фактор вызывает ускоренный износ опорных узлов, что является определенным недостатком. К числу недостатков следует отнести гакже отсутствие контактного выхода у сигнального элемента (флажка).

Некоторые затруднения в эксплуатации вызывают сложная кинематика реле, необходимость согласования характеристик и

проведения дополнительных расчетов, регулировка сравнительно большого числа электрических параметров. Часто персонал, не умеющий преодолеть эти затруднения, прибегает к выводу из работы индукционного элемента, используя только отсечку. Это совершенно недопустимо. Надо помнить» что в распределительных сетях последствием неправильной работы защиты, будь то отказ или излишнее срабатывание, является длите ль* ное (исчисляемое часами) нарушение электроснабжения.

Предлагаемая книга имеет целью оказание практической помощи персоналу, занимающемуся наладкой и эксплуатационным обслуживанием индукционных реле. Автор надеется узнать из отзывов и пожеланий читателей, насколько ему удалось достичь этого.

Автор выражает благодарность рецензенту И.Р. Таубесу и редактору Т.Н, Дородновой за ценные замечания, способствовавшие существенному улучшению книги.

Отзывы следует направлять по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.

Автор

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ И ИНДУКЦИОННЫХ РЕЛЕ ТОКА

Прежде чем приступить к описанию реле серий РТ-80 и РТ-90, цеяесообразн о вспомнить принципы действия электромагнитных и индукционных реле тока, так как в рассматриваемых реле сочетаются оба принципа.

В электромагнитных реле переключение контактов происходит под действием электромеханической силы притяжения ферромагнитного якоря к электромагниту.

На рис. 1 показано схематическое устройство электромагнитного реле тока. На магнитопровод 1 насажена катушка 2 Ток Q протекающий по ней, создает магнитный поток Ф м, который замыкается по контуру: магнитопровод, воздушные зазоры, якорь 3. Направление магнитных силовых линий определяется по известному правилу буравчика. Нетрудно видеть, что при любом направлении тока магнитопровод и якорь представляют два магнита, обращенные друг к другу разноименными полюсами. Так, на рисунке магнитные силовые линии направлены в магнитопроводе от правого полюса к левому, а в якоре - от левого к правому. Поэтому между якорем и магнитопроводом возникает сила притяжения. При определенном токе, называемом током срабатывания, эта сила преодолевает силу притяжения возвратной пружины 4. Тогда якорь притянется к магнитопроводу, замкнув контакт 5. Размыкание контакта и возврат реле в исходное положение происходит при снижении тока до тока возврата. При этом токе сила притяжения становится меньше силы пружины.

Магнитный поток определяется соотношением, которое иногда называют законом Ома для магнитной цепи:

(1)

Здесь произведение тока 7P на число витков 喙 называют

намагничивающей силой по аналогии с ЭДС в электрической цепи; RM - магнитное сопротивление контура, по которому замыкается поток. В данном случае оно складывается из магнитного сопротивления железа 应米 и магнитного сопротивления воздушных зазоров RBi причем R* составляет всего несколько

Рис. L Устройство электромагнитагого реле

процентов общего сопротивления. Совершенно очевидно, что сопротивление воздушных зазоров пропорционально их суммарному значению 6. Таким образом,

(2)

Электромагнитная сила притяжения 工 пропорциональна

f3 =k2此=k2klf3 =k2此=k2klквадрату магнитного потока

f3 =k2此=k2kl

f3 =k2此=k2kl

⑶

Срабатывание и возврат происходят при равенстве электромагнитной силы притяжения противодействующей силе. Анализируя (3), можно сделать следующие выводы.

t. Если увеличить число витков, то во столько же раз уменьшится ток срабатывания и наоборот.

Сила притяжения обратно пропорциональна квадрату размера воздушного зазора 工 Поэтому в начале движения якоря с уменьшением зазора эта сила резко возрастает, и якорь движется с большим ускорением. Процесс срабатывания протекает сотые доли секунды, т. е. изменение состояния реле происходит скачком. По этой ясе причине ток возврата реле меньше его тока срабатывания. Отношение тока возврата к току срабатывания реле называется коэффициентом возврата

1=4,р/%р・(4)

Уменьшение противодействующей силы ведет к уменьшению тока срабатывания и тока возврата.

Таким образом, ток срабатывания реле можно регулировать числом витков, размером зазора и натяжением пружины*

В индукционных репе подвижной частью служит алюминиевый диск или барабанчик, укрепленный на оси и поворачивающийся под действием вращающего момента. Вращающий момент является результатом взаимодействия магнитных потоков с наведенными ими в диске или барабанчике вихревыми токами.

Рис. 2. Принцип действия индукционного реле

Поместим диск в зазорах двух электромагнитов, по катушкам которых протекают переменные токи ^ и ^ (рис. 2)・ Каждый ток создает магнитный поток, пронизывающий диск. Если известны положительные направления токов (обозначены стрелками), то по правилу "буравчика" легко определить направления потоков. При вращении рукоятки по направлению тока движение буравчика совпадает с направлением силовых линий. Если смотреть на диск сверху, то поток Фр создаваемый током 厶,направлен от наблюдателя (крестик - хвост летящей стрелы); поток ①？，создаваемый током %, направлен к наблюдателю (точка - острие летящей стрелы).

Если изменения токов происходят синусоидально, то таким же образом изменяются магнитные потоки. Но тогда согласно закону электромагнитной индукции в диске должны наводиться ЭДС и циркулировать вихревые токи (токи трансформации). Вокруг следа полюсов первого электромагнита образуется контур с током」，вокруг следа полюсов второго электромагнита г2д- Направления этих токов определяются опять по правилу буравчика: если буравчик движется по направлению потока, рукоятка вращается по направлению тока.

Как известно, между магнитным потоком и током, находя^ щимся в его поле, возникают электромеханические силы взаимодействия. Так как здесь мы имеем два потока и два контура с

током, то необходимо рассмотреть четыре силы. Направления этих сил определяются по правилу илевой руки". Результирующая сила взаимодействия потока Ф】с током iln при симметрии магнитного потока равно нулю, потому что она представляет сумму взаимно уравновешенных сил левой и правой половины контура. Точно так же равна нулю и сила взаимодействия потока Ф2 со "свонм” током /2д. (На рис. 2 эти силы не показаны.) Отсюда следует, что в индукционных реле и приборах должно быть не менее двух потоков.

Иной результат получается при взаимодействии потока Ф2 c током /1д. Токи в левой и в правой половинах контура противоположны. Поэтому правая часть контура отталкивается от потока Ф2 с силой厶,а левая - притягивается к нему с силой J^. Но поскольку правая половина расположена от оси магнитного потока ближе, чем левая, тоД >f2 и равнодействующая 马=/】- 一厶 направлена влево. Рассматривая аналогично взаимодействие потока Ф, с током /2д, устанавливаем, что F?=力一厶 направлена вправо. Итак, мы имеем две силы, направленные противоположно: 弓-сила взаи модейств и я тока &д с потоком ①2 H 七一 сила взаимодействия тока % с потоком Ф「"

Если магнитные потоки сдвинуты по фазе, то равнодействующая сила не равна нулю. Можно доказать, что она всегда направлена от оси опережающего магнитного потока к оси отстающего. Иными словами, отстающий магнитный поток притягивает контур с током, созданным опережающим магнитным потоком.

Равнодействующая сила 耳=弓-% создает вращающий электромагнитный момент 此=与山 где d - плечо силы.

Вращающий момент пропорционален магнитным потокам и синусу угла сдвига между ними

Мд = А力］Ozsimjh(5)

Очевидно,что наибольший вращающий момент возникнет при сдвиге потоков на 90°.

В индукционных реле тока магнитный поток, созданный протекающим по катушке током, необходимо расщепить на два потока и сдвинуть их пространственно и по фазе. Достигается это следующим образом (рис. 3). На верхний и нижний полюсы электромагнита насаживаются короткозамкнутые витки (экраны), охватывающие часть сечения магнитопровода. Через экранированную часть полюсов проходит поток &卜 через неэкранированную часть 一 поток 力？・ Поток Фг индуктирует в короткозамкнутых витках ЭДС 4, отстающие от него на 90°.

В короткозамкнутых витках протекают токи &, вызванные Ек и примерно совпадающие с ней по фазе.

ного реле тока с диском

Поток б】 вызывается током намагничивания /нам и с некоторым допущением совпадает с ним по фазе. Ток намагничивания определится как векторная сумма части тока в катушке и тока в короткозамкнутых витках (приведенных к числу витков катушки):

—нам = к& ‘4，

Что же касается потока 6?, выходящего из неэкранированной части полюсов, то он вызывается только током катушки &， пропорционален ему и при том же допущении совпадает с ним по фазе.

Рассматривая векторную диаграмму (рис. 3, в), видим, что требуемый сдвиг потоков достигнут и создан вращающий момент. Его значение определяется по (5). Если поток пропорционален току, вращающий момент пропорционален квадрату тока:

Мз = к'《 (6)

Однако, как известно, вследствие насыщения магнитопроро- 虫а пропорциональность магнитного потока создавшему его току сохраняется до некоторого предела. При дальнейшем возрастании тока магнитный поток не изменяется.

На вращающийся диск действуют вращающий и тормозной моменты. Тормозной момент Мт вызывается рядом факторов: трением в опорах, сопротивлением воздуха, взаимодействием •токов "резанах", индуктированных в диске при его вращении, с магнитными потоками, и наконец, моментом, создаваемым имеющимся в реле тормозным магнитом. Вращаясь между полюсами магнита, диск пересекает его магнитные силовые

Ip"c,p

линии. В результате этого в диске наводится ЭДС, пропорциональная частоте вращения з・ Под ее действием возникают контуры с током. Электромеханическая сила взаимодействия этих токов с потоком создает тормозной момент, значительно превосходящий вышеперечисленные. Поэтому с достаточной точностью можно считать, что Мт - к"®. При постоянной частоте % = Мэ, т.е. к', =Н'б), откуда

3 =令修 ⑺

Следовательно, частота вращения пропорциональна квадрату тока.

Как только ток 4 достигнет тока срабатывания реле, ось диска свяжется червячной передачей с толкателем, воздействующим на контакты так, что их переключение происходит после определенного числа оборотов. Таким образом создается логический элемент "время" без использования часового механизма. Выдержка времени определится так

где л - число оборотов, определяемое положением толкателя.

При заданном числе оборотов выдержка времени обратно пропорциональна квадрату тока. Зависимость времени срабатывания реле от тока представлена на рис. 4. Характеристика имеет зависимую и независимую части. Переход характеристики в независимую часть при определенном токе объясняется насыщением магнитопровода. Дальнейшее увеличение тока не приводит к возрастанию магнитного потока. Поэтому частота вращения не увеличивается. Согласно принятой терминологии реле имеет ограниченно-зависимую характеристику выдержки времени.

КОНСТРУКЦИЯ РЕЛЕ

Рассмотрим конструкцию индукционного реле на примере реле типа РТ-81 (рис. 5). Цоколь реле изготовляется из немагнитного сплава путем отливки. Он имеет приливы для крепления деталей. В пазы цоколя уложена резиновая уплотняющая прокладка. В верхней части цоколя в прямоугольном вырезе запрессована контактная колодка 5с зажимами. Для крепления реле цоколь снабжен двумя отверстиями с резьбой.

Кожух реле первых выпусков представлял собой железный каркас со стеклянным окошком. Он оказывает влияние на распределение магнитных потоков. Для проверки электрических характеристик кожух необходимо надеть, а для регулировки снять, что создает неудобства. Поэтому в настоящее время кожух изготовляется из прозрачного полимерного материала. В верхней его части расположен поворотный рычажок с возврат^ ной пружиной и фасонным винтом, служащий для установки сигнального флажка в исходное положение.

Магнитопровод реле является общим для индукционного и электромагнитного элементов. Он имеет две ветви и делит магнитный поток на две составляющие» Основная ветвь (собственно магнитопровод) 16 представляет прямоугольник с воздушным зазором, образованным полюсами. Полюсы магнитопровода разделены на две части таким образом, что часть каждого полюса охвачена короткозамкнутым витком (экраном) /7; назначение экранов объяснено ранее. Другая ветвь магнитопровода 一 это магнитный шунт 15, образующий магнитную цепь совместно с якорем отсечки и его правым воздушным зазором.

Катушка реле 12 - это измерительный орган, включаемый во вторичную обмотку трансформатора тока. По катушке протекает ток, пропорциональный току защищаемого присоединения. Катушка насажена на правый стержень магнитопровода. Один ее конец выведен на контактную колодку, а отпайки - на семь гнезд штепсельного мостика 1可 который также имеет вывод на контактную колодку. Гнезда имеют обозначения токов срабатывания. В одно из них ввернут винт 14 c фасонной пластмассовой головкой- Винт снабжен пружинящей шайбой, предотвращающей нарушение контакта в случае усыхания карболита штепсельного мостика. Восьмое гнездо является холостым, в него ввернут запасной винт.

Якорь отсечки 9 представляет неуравновешенное коромысло, ось которого укреплена на шунте магнитопровода. На левом, более тяжелом плече, укреплены фигурный рычаг 4 и текстолитовая пластина & Посредством фигурного рычага осуществляется воздействие индукционного элемента на якорь и на сигнальный флажок. Текстолитовая пластина непосредственно переключает контакты.

Рис. 5. Устройство реле типа РТ-81:

1 — зубчатый сектор； 2 — верхняя опора диска; 3 — червяк; 4 — фигурный рычаг; 5 — контактная колодка; 6 — неподвижный контакт; 7 — подвижный контакт； 8 — текстолитовая пластина; 9 — якорь отсечки； 10 — регулировочный винт отсечки; 11 — короткозамкнутый виток якоря; 12 — катушка; 13 ~ штепсельный мостик; 14 — штепсельный винт; 15 — шунт магнитопровода; 16 — магнитопровод; 17 — экраны; 28 — диск; 19 — скоба; 2。— толкатель; 21 — упор; 22 — нижняя опора диска^ 23 — упорный вин写 24 — фасонный винт; 25 — регулировочный винт пружины; 26 = пружина; 27 — постоянный магнит; 28 - нижняя опора рамки; 29 — рамка; 30 г полуось сектора; 31 — верхняя опора рамки

Вибрация якоря отсечки в притянутом состоянии, вызванная пульсацией магнитного потока,может привести к неустойчивому замыканию контактов. Для устранения этого нежелательного явления на правый конец якоря насажен короткозамкнутый виток И, охватывающий часть его торцевой стороны. Магнитный поток расщепляется на две составляющие, сдвинутые по фазе, что приводит к сглаживанию пульсации. Для предотвра； щения залипания якорь снабжен немагнитной заклепкой.

Как установлено ранее, ток срабатывания электромагнитного элемента можно регулировать воздушным зазором. Для этой цели предназначен фасонный винт 10. На нем укреплено кольцо со шкалой, проградуированной в кратностях тока срабатывания отсечки току срабатывания индукционного элемента* Например, цифра 6 на шкале отсечки совмещена с неподвижной риской, а уставка индукционного элемента - 5 А. Следовательно, уставка отсечки 30 А. Кольцо со шкалой закреплено стопорным винтом. Ослабив винт, можно повернуть кольцо.

Постоянный магнит 27 является составной частью магнитной системы реле. Он создает гормозной момент, пропорциональный частоте вращения диска, ”то необходимо для получения стабильных характеристик реле. Этим, однако, не исчерпываются функции постоянного магнита. Он участвует в создании системы сил, действующих на подвижную часть реле и вызывающих его срабатывание. И наконец, магнит останавливает вращение диска после сброса тока, сводя к минимуму инерционный выбег реле. Тормозной магнит крепится к приливу цоколя осевым винтом и фиксируется тремя стопорными винтами. При отпускании стопорных винтов положение магнита можно изменять.

Подвижная часть индукционного элемента представляет алюминиевый диск 18, вращающийся между полюсами магни* тов. Ось диска установлена на двух опорах в поворотной рамке 29. В свою очередь, поворотная рамка также на опорах 28, 31 двух полуосей установлена в приливах цоколя. Ось диска имеет утолщение, на котором нарезан одно- или четырехзаходный червяк 3. Вторым элементом червячной пары служит зубчатый сектор 1, поворачивающийся на двух полуосях 30. Сектор снабжен толкателем 20, воздействующим на якорь отсечки. Упор 21, на котором лежит толкатель, определяет его исходное положение. Упор фиксируется фасонным винтом 24, выведенным вместе с указателем в прорезь со шкалой времени на щитке реле. Его положением устанавливается выдержка времени. Время на шкале указано в независимой части характеристики.

Крайние положения поворотной рамки ограничены упорным винтом 23. Винт закреплен контргайкой. При отпущенной контргайке винт имеет ход около 3 мм, необходимый для регулировки глубины зацепления червяка с сектором. Рамка оттянута в крайнее положение возвратной пружиной 26 с винтом 23, служащим для регулировки ее натяжения. Рамка заканчивается стальной скобой 19, которая за счет притяжения к магнп- топровОду обеспечивает надежное сцепление червячной передачи. Скобу можно слегка подгибать и отгибать, регулируя тем самым коэффиииент возврата.

Механический указатель срабатывания выполнен в виде фигурного коромысла с красным кружком справа.

Рис. 6. Нижний подпятник и цапфа диска реле серий РТ-80 и РТ-90;

а — общий вид； 6 — микроподшипник по сечению А—А в увеличенном масштабе (50/1); 1 — корпус подпятника; 2 — микро подшипник № 3625; 3 — шайба; 4 一 цапфа нижнего конца оси диска; 5 — наружное кольцо; 6 — чашечка; 7 — шарик

Контактные системы реле имеют различные исполнения в зависимости от модификации. Реле типа РТ-81 имеет замыкающий контакт, управляемый якорем отсечки и толкателем сектора. Неподвижный контакт 6 с серебряной или металлокерамической накладкой и изоляционный упор укреплены на контактной пластине. На упругой пластине подвижного контакта 7 помещена вторая накладка. Если поменять местами изоля- ционный упор с неподвижным контактом, а пластину подвижного контакта перевернуть, то контакт будет переделан на размыкающий.

Верхний опорный узел оси диска представляет латунный винт, в который запрессована стальная цапфа. Ее отполированная боковая поверхность является рабочей. Винт фиксируется гайкой. Цапфа вращается в бронзовой втулке. Аналогично устроены верхний и нижний опорные узлы рамки.

Конструкция нижнего опорного узла оси диска иная (рис. 6). В кратере подпятникового винта 1 на глубине 4 мм помещен микроподшипник 2 в виде чашечки 6 с четырьмя шариками 7. В подшипник погружена коническая цапфа оси 4 с закруглением на конце. Подшипниковый винт также закреплен гайкой.

Следует особо остановиться на конструкции контактов усиленной мощности. Реле, оснащенные этими контактами, применяются в устройствах защиты на переменном оперативном токе. Переключающий контакт усиленной мощности выполняется таким образом, что при срабатывании реле раньше замыкается контакт, подготавливающий цепь отключающей катушки (реле прямого действия РТМ), а затем размыкающий контакт дешун- тирует эту катушку (рис. 7). По катушке протекает вторичный ток трансформатора тока, вызывающий срабатывание механизма отключения.

Конструкция контактной системы показана на рис 8. Псщ- вижная контактная пластина 6 поворачивается на оси 9, укрепленной на жестком угольнике 5. Ход контактной пластины 14

Рис. 7. Принцип выполнения контактов усиленной мощности:

а — нормальный режим; б — дешунтирование; ТА — трансформатор тока; КА — реле PT-85; YAT — токовый электромагнит отключения

Рис. 8. Конструкция контактов усиленной мощности:

а — элементы контактной системы； 6 — общий вид; 1 — изоляционный упор; 2 — пластина подвижного размыкающего контакта; 3, 4 — токоотводящие шунты； 5 — угопъник; 6 — пластина подвижного замыкающего контакта; 7 — верхняя упорная пружина; 8 — нижняя упорная пружина; 9 — ось

ограничен упорными пружинами 7 и 8. К концу пластины приварена контактная накладка замыкающего контакта. Вторая подвижная контактная пластина 2 также закреплена за угольник. Она имеет две контактные накладки замыкающего и размыкающего контактов. Ход пластины ограничен неподвижным размыкающим контактом и изоляционным упором I. Все контактные накладки изготовлены из композиции серебро- оксид кадмия. Серебро обеспечивает контактам наименьшее переходное сопротивление, а оксид кадмия - тугоплавкость. Подвижные контактные пластины снабжены гибкими токоотводящими шунтами, которые необходимы для отвода тока и тепла при протекании больших токов. Такая конструкция контактов обеспечивает возможность безобрывного переключения в токовых цепях во время короткого замыкания (КЗ).

На щитке реле нанесены: товарный знак, наименование и тип реле, модификация, климатическое исполнение и категория, месяц и год изготовления. Приведены следующие технические данные: номинальный ток, две предельные характеристики для минимальной и максимальной уставок по времени, показывающие зависимость времени от кратности тока току уставки, и схема внутренних соединений. Стрелка указывает направление вращения диска.

Теперь рассмотрим, как происходит работа реле. При токе около 20% тока уставки диск, преодолевая момент силы трения, начинает вращаться, как было объяснено ранее» При этом возникают дополнительные моменты и усилия. В диске, пересекающем магнитные силовые линии постоянного магнита, наводится ЭДС и циркулируют токи, препятствующие вращению, Их взаимодействие с полем постоянного магнита создает тормозной момент Мт- Диск пересекается потоком электромагнита, в результате этого наводится ЭДС "резания” и циркулируют токи срезания*5. Они создают момент Мрез, также препятствующий вращению. Когда рабочий момент уравновесится тормозными моментами, частота вращения установится постоянной. Для упрощения пренебрежем силой, вызванной токами "резання". Тогда можно считать, что на диск действуют две силы, стремящиеся повернуть рамку,吕 一 сила, созданная электромагнитом, н 匕-сила тормозного магнита (рис. 9). Интересно отметить, что на вращение диска эти силы оказывают противоположное действие, а на рамку они действуют согласно. Их равнодействующая, приближенно равная 2&, приложена к оси рамки. Теперь становится ясным основное назначение постоянного магнита. Если бы он отсутствовал, уравновешенные силы были бы приложены к одной точке, а их равнодействующая равнялась нулю.

С увеличением тока возрастает частота вращения. Одновременно возрастают силы F] и %. Наконец, при токе уставки 16

Рис. 9. Силы, действующие на подвижную систему. Обозначения элементов те же, что и на рис. 5

суммарное усилие преодолевает силу возвратной пружины. Рамка поворачивается, и зубчатый сектор приходит в зацепление с червяком. С этого момента начинается отсчет времени срабатывания. Теперь возрастает сила трения, стремящаяся вызвать расцепление. Но значительно возрастет н удерживающая сила F] из-за уменьшения зазора между скобой и магнитопроводом.

Итак, при дальнейшем вращении диска сектор с толкателем движется вверх. Придя в соприкосновение с фигурным рычагом 4 (рис. 5), он поворачивает якорь отсечки. Правый зазор якоря уменьшается, и возрастающая сила электромагнитного притяжения ускоряет движение якоря. Текстолитовая пластина якоря переключает контакты, а фигурный рычаг выталкивает механический указатель срабатывания.

После исчезновения тока подвижные части реле кроме механического указателя срабатывания возвращаются в исходное положение: рамка - возвратной пружиной, якорь - собственной массой.

При токе уставки отсечки электромагнитный элемент работает самостоятельно: срабатывание реле происходит без выдержки времени. При необходимости отсечка может быть выведена из работы вывинчиванием винта 70 до упора.

НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РЕЛЕ

Существует 12 модификаций реле серии РТ-80. Каждая из них выпускается в двух исполнениях: для выступающего монтажа с передним и задним присоединением и для утопленного монтажа. Кроме того, реле выпускаются в различных климатических исполнениях и в зависимости от условий работы - по категориям.

В обозначении реле цифра за дробной чертой указывает на диапазон уставок по току: 1 一 диапазон уставок 4 - 10 А со ступенью 1 А; 2 - диапазон уставок 2 - 5 А со ступенью 0,5 А.

Реле типов РТ-81 — РТ-84 предназначены для объектов, имеющих источник постоянного или выпрямленного оперативного

напряжения (аккумуляторная батарея, блоки питания). Эти реле снабжены замыкающими контактами нормального исполнения, способными включать при замыкании ток до 5 А при напряжении до 250 В. Такая коммутационная способность достаточна для непосредственного замыкания цепи отключения выключателя. Однако размыкание цепи должно производиться вспомогательным контактом выключателя.

Реле типов РТ-81/1 и РТ-81/2 предназначены для защиты питающих и распределительных линий в сетях 6-35 кВ, а также для защиты трансформаторов. Реле имеют четырехзаходный червяк, которому соответствует шкала уставок по времени 0,5 - 4 с в независимой части характеристики.

Реле типов РТ-82/1 и РТ*82/2 предназначены для защиты э л ек тро двигате л ей от междуфазных и витковых замыканий с действием без выдержки времени на отключение (отсечка) и для защиты от перегрузки, действующей с выдержкой времени также на отключение. В отличие от реле РТ-81 они имеют одно- заходный червяк и соответственную шкалу уставок по времени 2 — 16 с в независимой части характеристики.

Реле типов РТ-83/1 и РТ-83/2 предназначены для защиты линий и трансформаторов, причем защита от меж口уфазных КЗ (отсечка) действует на отключение, а защита от перегрузки - с выдержкой времени на сигнал* Конструктивная особенность этих реле заключается в отсутствии механической связи между индукционным и электромагнитным элементами, т・ е. в отсутствии толкателя. Сигнальные контакты, имеющиеся в реле, управляются хвостовиком зубчатого сектора, замыкаясь при его подъеме. Таким образом, электромагнитный элемент воздействует на главные контакты и сигнальный флажок, а индукционный -на сигнальные контакты. Замыкающие сигнальные контакты способны замыкать и размыкать цепь постоянного или выпрямленного тока до 0,2 А или переменного тока до 1 А при напряжении до 250 В. Так как часть хода зубчатого сектора тратится на перемещение сигнального контакта, шкала выдержек времени сокращена на одну минимальную уставку-

Аналогичную конструкцию контактной системы имеют реле типов РТ-84/1 и РТ-84/2. С их помощью выполняется защита электродвигателей от междуфазных и витковых замыканий (отсечка) с действием на отключение, а от перегрузки - с действием на сигнал или технологическую разгрузку. Реле имеют пределы уставок по времени 4-16 с в независимой части характеристики.

Репе типов PT-85〉РТ-86 используются в устройствах защиты на переменном оперативном токе. Они оснащены контактами усиленной мощности, конструкция которых описана в §2. Эти контакты способны шунтировать и дешунтировать управляемую цепь при токах до 150 А, если ее полное сопротивление не более

4 Ом при токе 4 А и не более 1,5 Ом при токе 50 А (напомним, что сопротивление катушки с сердечником падает при возрастании тока из-за насыщения железа).

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.

Номинальные данные, уставки и схемы внутренних соединений реле серии РТ-80 приведены в табл. 1 и на рис. 10, а обмоточные данные 一 в табл. 2. Потребляемая мощность реле при токе уставки - не более 10 В - А. После срабатывания отсечки потребляемая мощность увеличивается на 15%. Коэффициент возврата реле (индукционного элемента) - не монее 0,8. Переход времятоковой характеристики в независимую часть происходит при 8-10-кратном токе.

РТ-81/1 РТ-81/2 РР82/1 РГ82/2 РТ-83/1РТ-83/2 РТ-84/1 РТ-84/2 РТМ5/1 РТ-85/2 РТ-86/1РТ-86/2РТ-91" РТ-91/2 РТ-95/1 РТ-95/2РТ-81/1 РТ-81/2 РР82/1 РГ82/2 РТ-83/1РТ-83/2 РТ-84/1 РТ-84/2 РТМ5/1 РТ-85/2 РТ-86/1РТ-86/2РТ-91" РТ-91/2 РТ-95/1 РТ-95/210S1051010S10510510510510510510510о о15 15о о15 15ООО 4 2 4 2 4ООО 4 2 4 2 4WW12 4 2 4 2 4WW12 4 2 4 2 4о о ттт-5 4 2 4 2о о ттт-5 4 2 4 21°>1 с? 11°>1 с? 1G,lo,lo,lG,lo,lo,l,5,5Т у 6 60 0 2 2 1Т у 6 60 0 2 2 16 6 м м 6 т т т AfT 14 4 0 0 46 6 м м 6 т т т AfT 14 4 0 0 4ТТ-4ТТТ-4ТНормальныйНормальныйНормальный и сигнальный Те жеНормальный и сигнальный Те жеУсиленныйУсиленный и сигнальный То жеНормальныйУсиленный :УсиленныйУсиленный и сигнальный То жеНормальныйУсиленный :аа

РТ-81/1 РТ-81/2 РР82/1 РГ82/2 РТ-83/1

РТ-83/2 РТ-84/1 РТ-84/2 РТМ5/1 РТ-85/2 РТ-86/1

РТ-86/2

РТ-91" РТ-91/2 РТ-95/1 РТ-95/2

РТ-81/1 РТ-81/2 РР82/1 РГ82/2 РТ-83/1

РТ-83/2 РТ-84/1 РТ-84/2 РТМ5/1 РТ-85/2 РТ-86/1

РТ-86/2

РТ-91" РТ-91/2 РТ-95/1 РТ-95/2

10S10510

10S10510

510510510

510510510

о о

15 15

о о

15 15

ООО 4 2 4 2 4

ООО 4 2 4 2 4

WW1

2 4 2 4 2 4

WW1

2 4 2 4 2 4

о о ттт-5 4 2 4 2

о о ттт-5 4 2 4 2

1°>1 с? 1

1°>1 с? 1

G,lo,lo,l

G,lo,lo,l

,5

,5

Т у 6 6

0 0 2 2 1

Т у 6 6

0 0 2 2 1

6 6 м м 6 т т т AfT 14 4 0 0 4

6 6 м м 6 т т т AfT 14 4 0 0 4

ТТ-4Т

ТТ-4Т

Нормальный

Нормальный

Нормальный и сигнальный Те же

Нормальный и сигнальный Те же

Усиленный

Усиленный и сигнальный То же

Нормальный

Усиленный :

Усиленный

Усиленный и сигнальный То же

Нормальный

Усиленный :

а

а

Таблица 2

Тип реле

Номи

Пределы

Ступень

Пределы Контакты

Схема соедине

нальный

шквалы

шкалы

шкалы

ний по рис 10

ток, А

уставок

уставок

уставок

по току.

по току.

повре

А

А

мен/, с

отсечки к токуотсечки к токусрабатывания пределах 2Tсрабатывания пределах 2T

отсечки к току

отсечки к току

срабатывания пределах 2T

срабатывания пределах 2T

^В независимой части характеристики.

Примечание. Краткость тока срабатывания

индукционного элемента у реле всех модификаций находится в

Рис, 10. Схемы внутренних соединений реле серии РТ-80 и РТ-90:

4 — реле типов PT-81, PT-82, РТ-91; 6 — реле типов РТ・83, РТ-84； в — реле типов РТ-85, РТ・95; г ~ реле типа РТ-86

Таблица 2

Тип реле

Номиналь- Число вит- ПроводЧисло витков от начала

ный чек» Аковобмотки до отпаек

РТ-80

5120ПБД-1,4548,54,60,68,80,96

1060ПБД-1,9524*27,30,34,40,48

РТ-90

5210ПБД4,084,94,104,118,140,168

10105ПБД-1,4542,47,52,59,70,84

Инерция вращающегося диска послужила причиной двух нежелательных явлений: инерционного выбега> упомянутого ранее, и замедленного возврата. Инерционный выбег практически не зависит от тока и составляет около 40 мс. Время возврата реле при снижении тока с 51уСТ до 0,7 /уст не превышает 0,8 Q.

Реле серии РТ-80 выпускаются взамен снятых с производства реле серии НТ-80. Характеристики и параметры реле обеих серий одинаковы. Имеются лишь некоторые конструктивные различия. Так, реле серии ИТ-80 имеют в подшипниковом винте шарик, на который опирается цилиндрическая цапфа. Шарик подвергается интенсивному износу, особенно в запыленных помещениях. Конструкция опорного узла в реле серии РТ-80 лишена этого недостатка.

Для защиты асинхронных двигателей большой мощности с тяжелым пуском (пусковые токи имеют большую кратность и длительное затухание) разработаны реле серии РТ-90. Для отстройки защиты от пусковых токов возникла необходимость более раннего перехода характеристики в независимую часть. Сдвиг характеристики достигнут следующим образом. Число витков в катушке увеличено в 1,75 раза. Это привело к увеличению магнитодвижущей силы, а следовательно, к более раннему насыщению магнитопровода. Изменена площадь экранированной части полюсов. Намагниченность постоянного магнита

Рис. 11. Времятоковые характеристики реле типов PT-81, PT-83, РТ-85 с уставками:

1 -- 0,5 с; 2 — 1 с; 3 — 2 с; 4—3 с; 5 — 4с

Рис. 13. Времятоковые характеристики реле типов РТ-91 и РТ-95

уменьшена так, чтобы сохранить диапазоны уставок такими же, как у реле серии РТ-80.

Реле серии РТ-90 имеют четыре типоисполнения< Реле типов РТ-91/1 и РТ-91/2 снабжены контактами нормального исполнения, а типов РТ-95/1 и РТ-95/2 一 усиленными дешунтируюи1ими контактами. Сведения о реле приведены в табл. 1, 2 巳 на рис. 10.

На рис. 11 — 13 представлены времятоковые характеристики реле, на рис. 14, 15 - кривые зависимости полного сопротивле-

Рис. 15. Зависимость попного сопротивления обмотки реле типа РТ-95/2 от кратности тока (уставка 2 А)Рис. 15. Зависимость попного сопротивления обмотки реле типа РТ-95/2 от кратности тока (уставка 2 А)Рис. 14. Зависимость полного сопротивления обмотки реле типа РТ-85/2 от кратности тока (уставка 2 А)Рис. 14. Зависимость полного сопротивления обмотки реле типа РТ-85/2 от кратности тока (уставка 2 А)

Рис. 15. Зависимость попного сопротивления обмотки реле типа РТ-95/2 от кратности тока (уставка 2 А)

Рис. 15. Зависимость попного сопротивления обмотки реле типа РТ-95/2 от кратности тока (уставка 2 А)

Рис. 14. Зависимость полного сопротивления обмотки реле типа РТ-85/2 от кратности тока (уставка 2 А)

Рис. 14. Зависимость полного сопротивления обмотки реле типа РТ-85/2 от кратности тока (уставка 2 А)

ния обмотки реле от кратности тока. Увеличение тока приводит к насыщению магнитопровода, вследствие этого уменьшается индуктивность обмотки^

РАСЧЕТЫ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ С РЕЛЕ СЕРИИ РТ-80

Методы расчетов токовых защит подробно изложены в [1,2, 8, 9] и др. Здесь же приводятся рекомендации по расчету защиты с реле серии РТ-80 в связи с ее некоторыми особенностями. Расчет защиты состоит из определения уставок и расчетной проверки (или выбора) трансформаторов тока.

Напомним требования, предъявляемые к защите.

Чувствителъность. Защита должна срабатывать при наименьшем токе металлического КЗ iKmin в конце защищаемого участка.Для сети с изолированной нейтралью таким током является ток двухфазного КЗ. Чувствительность защиты хара- ктеризуется коэффициентом чувствительности

% = 1ктМ〃с,з， ⑵ где/с з - ток срабатывания защиты.

Для создания расчетного запаса, учитывающего погрешности защиты, переходное сопротивление электрической дуги в месте повреждения и другие факторы, коэффициент чувствительности должен быть не менее 1,5.

Селективность. Защита не должна отключать выключатель при поверждениях на смежных участках, отключаемых предыдущими защитами, В некоторых случаях обеспечить селективность не удается. Тогда (как вынужденная мера) допускается

неселективная работа защиты, которая исправляется автоматическим повторным включением (АПВ).

3-Дальнее резервирование. При отказе предыдущей защиты в смежной зоне защита должна действовать на отключение. Коэффициент чувствительности при этом должен быть не меиее 1,2. Не следует отказываться от дальнего резервирования, если предыдущей защитой служит предохранитель. Отказ предохранителя, снабженного калиброванной вставкой, исключен. Тем не менее в условиях, не всегда соответствующих требованиям эксплуатации, встречаются случаи установки некалиброванной вставки и даже "芯учка". Поэтому отсутствие дальнего резарви- рования должно рассматриваться как вынужденная мера.

Несрабатывание в нагрузочном режиме. Защита не должна срабатывать при максимально возможном токе нагрузки ^нГтсх.

Несрабатывание в случаях кратковременного увеличения этого токау не вызванного повреждением оборудования. К таким случаям относятся:

увеличение тока во время подачи напряжения после его аварийного исчезновения или глубокого снижения; оно вызвано самозапуском электродвигателей, не имеющих защиты минимального напряжения. Он длится 10-15 с, а иногда и дольше. Влияние токов самозапуска характеризуется коэффициентом самозапуска /сзап. Его значение в распределительных сетях зависит от соотношения силовой и осветительной нагрузки и колеблется от 1,2 (нагрузка бытовых потребителей) до 2,5 (сеть промышленного предприятия с комплексной нагрузкой);

бросок тока намагничивания силовых трансформаторов при включении присоединения или при восстановлении напряжения после отключения КЗ. Намагничивающий ток затухает через шесть-семь периодов. Поэтому для защиты с выдержкой времени этот фактор можно не учитывать;

срабатывание разрядников при атмосферных перенапряжениях.

Этот фактор также не следует учитывать для защит с выдержкой времени.

Расчетная проверка трансформаторов тока заключается в следующем.

Проверяют, обеспечивают ли трансформаторы тока точность работы реле как измерительного органа в наиболее важной точке характеристики. Эта точка, называемая контрольной, является точкой согласования с последующей защитой, расположенной ближе к источнику питания, т. е. точкой сближения их характеристик- Погрешность трансформатора тока в контрольной точке не должна превышать 10%. В противном случае селективность с предыдущей защитой может быть не обеспечена.

Проверяют, чтобы при максимальном токе КЗ погрешность трансформаторов тока не превышала 50%. При больших кpaтнo^ стях тока КЗ к номинальному может произойти искажение синусоиды вторичного тока из-за глубокого насыщения сердеч* ника трансформатора тока. В свою очередь, несинусоидальный ток вызывает искажение времятоковой характеристики реле.

Защита с реле типов PT-85, РТ-86, РТ・95 нуждается в следующих дополнительных проверках:

проверяют значение тока - по условию коммутационной способности контактов максимальный вторичный ток не должен превышать 150 А;

убеждаются в невозврате якоря, иначе произойдет отказ защиты из-за "прыгания" реле, так как после дешунтирования нагрузка на трансформаторы тока резко возрастает (электромагнит отключения обладает значительным потреблением); при этом увеличивается погрешность трансформаторов тока, и вторичный ток уменьшается;

проверяют чувствительность электромагнита отключения к тем же повреждениям» на которые должно реагировать реле.

Для выполнения расчетов требуются данные, которые получают из паспортов оборудования, справочных материалов, а также экспериментальным путем. К ним относятся:

номинальное напряжение 4。“, кВ;

максимальный ток трехфазного КЗ на шинах, от которых питается защищаемое присоединение IKmaxi А; минимальный ток двухфазного КЗ в конце защищаемого участка /Kmjn, А; максимально возможный ток нагрузки 1мгтах9 А; максимальный и минимальный токи КЗ в конце смежных участков ^maxi %， А;

параметры защищаемого оборудования: для линий - материал, длина и сечение провода (жилы), для трансформаторов 一 номинальная мощность SH0M (кВ-А), тип, коэффициент трансформации, напряжение короткого замыкания ик, %. Для электродвигателя -тип, мощность, номинальный ток Гном (А), способ пуска, кратность пускового тока, наличие самозапуска, технологические особенности приводимого им механизма;

характеристика н параметры предыдущей защиты. При наличии нескольких смежных участков для согласования берется защита с наибольшим током срабатывания и наиболее "внсской", времятоковой характеристикой. Если предыдущей защитой является предохранитель, необходимо иметь его времятоковую характеристику, взятую из каталога "Эпектр。- техника СССР" 02.0502.-82. Более старыми источниками пользоваться не следует;

характеристика и параметры последующей защиты;

параметры и характеристика реле серии РТ-80;

параметры трансформаторов тока: тип, коэффициент 24

трансформации 旧,указываемый в виде отношения первичного

-и вторичного токов, класс обмотки;

* з) параметры электромагнита отключения: тип, номинальный

-ток /ном, 3,0 (А), потребляемая мощность $.“，э,о(в' А)；

г и) материал, длина и сечение проводников, соединяющих реле с трансформаторами тока.

Ниже рассмотрена методика расчета на трех конкретных примерах.

Пример 1. Защита распределительной линии. Электроснабжение городского микрорайона осуществляется по распределительной линии UHOM = 10 кВ, к которой могут быть подключены до шести однотрансформаторных подстанций (рис. 16). Трансформаторы ТМ-400/10. SHOM = 400 кВ-A, ^BH/UHH = 10/04 кВ, /ном - 23,1 А, схема соединения У/У, “较=4,5%. Трансформаторы защищены предохранителями ПКТ, номинальный ток плавкой вставки 7n ном = 50 А. Уставка по времени последующей защиты 1 с. Оборудование ячейки: трансформаторы тока ТПЛ40, Kj— 200/5, два реле типа РТ-85/1 подключены к сердечнику класса Р по схеме неполная звезда (рис. 17). Привод ПП-67 имеет два встроенных реле PTM-I (уставки 5—10 А). Ток трехфазного КЗ на шинах РП 7 х = 6000 А. Ток двухфазного КЗ в конце линии /кт|П = 3500 А. Ток трехфаэногокЗ на шинах 0,4 кВ I：max= 513 А. Ток даухфазного КЗ на шинах 0,4 кВ 1^，гп;п=444 А.

Требуется рассчитать уставки релейной защиты и проверить пригодность трансформаторов тока.

hrmax "отс *запhrmax "отс *запДля выполнения требований 4 и 5.1 ток срабатывания защиты /с э определяется по формуле

hrmax "отс *зап

hrmax "отс *зап

(10)

где котс — коэффициент отстройки, учитывающий погрешность работы реле и

尸〃尸〃Z00/5Z00/5ЕЕIf 6000 А eWkB回If 6000 А eWkB回\74С6 3"。\74С6 3"。7772 ~”£7772 ~”£本本*3500 А*3500 АТП1ТП1оо〃кт50АТ1夕冊#8 49,5%〃кт50АТ1夕冊#8 49,5%777Z777ZТП6ТП6

尸〃

尸〃

Z00/5

Z00/5

Е

Е

If 6000 А eWkB

回

If 6000 А eWkB

回

\7

4С6 3"。

\7

4С6 3"。

7772 ~ӣ

7772 ~ӣ

本

本

*3500 А

*3500 А

ТП1

ТП1

о

о

〃кт

50А

Т1夕冊#8 4

9,5%

〃кт

50А

Т1夕冊#8 4

9,5%

777Z

777Z

ТП6

ТП6

Phc. 16. Расчетная схема участка городской сети

Рис. 17. Схема соединения трансформаторов тока и реле в неполную звезду

необходимый запас; для реле серии РТ-80 принимается kQTC = 1,2. Для нагрузки бытовых потребителей принимается по опыту эксплуатации /сзап= 1,2. В формулу входит коэффициент возврата к^ так как ток возврата реле должен быть также отстроен от максимальной нагрузки, иначе реле, сработав при КЗ в смежной зоне, после ликвидации КЗ основной защитой поврежденного участка может не возвратиться и вызвать излишнее отключение. Для реле серии РТ-80 принимается fcB= 0,8.

Определяем максимальный ток нагрузки, исходя из возможности 100%-ной загрузки всех трансформаторов:

г*‘ном 6 400

"…!^〜,=139 a；

тогда

139 • 1,2 • 1,2 =250 А.

0,В

Рис. 18. Карта селективности:

J — характеристика предохранителя ПКТ-10/50； 2 — характеристика реле

Для выполнения требования 2 необходимо, чтобы при всех токах, превышающих 【口，ном, время действия защиты превышало время плавления вставки. Если на одном рисунке изобразить характеристики реле, пр иве денные к первичному току, и вставки предохранителя, то характеристика реле должна быть расположена выше (рнс. 18). Такой рисунок называется картой селективности. Приняв ступень селективности равной 0,5 с, устанавливаем, что для обеспечения селективности с последующей защитой рассматриваемая нами защита должна иметь время в независимой части характеристики % ч = 1 — 0,5 - 0,5 с.

По характеристике реле определяем, что при токе срабатывания его время составит 6 с. Исходя из этого поступаем следующим образом. Перестраиваем участок характеристики вставки 31口, ном 丁 20】门,ном в равномерную шкалу. Проводим от точки 6 с на оси ординат горизонтальную прямую до пересечения с характеристикой и на оси абсцисс определяем ток, при котором вставка перегорит за 6 с. Умножив этот ток на 1,4, получим ток срабатывания защиты. В данном случае

%з=1,4Т80 =252 А.

Этот ток удовлетворяет и предыдущему требованию. Коэффициент 1,4 учитывает время гашения дуги в предохранителе» разброс характеристики по току до 20% и др. Нанеся остальные точки характеристики реле, убеждаемся, что селективность обеспечивается при всех токах. Далее на карту се лек тивно сти наносим характеристик последующей защиты. Затем, определяем ток срабатывания реле:

где к,* — коэффициент схемы, равный 1 для двухрелейной схемы неполная звезда.

Получаем

По шкале уставок реле типа РТ-85/1 выбираем ближайшую в сторону увеличения уставку» равную 7 А. Окончательно определяем ток срабатывания зашиты:

% з=7 (20*5) = 280 А.

Проверим чувствительность зашиты：

% = з = 3500/280 = 12,5 > 1,5.

Проверим чувствительность защиты в качестве резервной. Необходимо убедиться, что защита чувствительна по меныпей мере к току двухфазного КЗ на шинах 0,4 кВ

K = Q"& = 444/28O=I,58>1,2.

Мн убедились, что защита удовлетворяет всем вышеприведенным требованиям. Принятые уставки: /с д = 280 А, уставка по шкале реле 7 А, время в независимой части характеристики 0,5 с.

Напомним, что приводя уставки защиты, время следует указывать в независимой части характеристики, а не при токе срабатывания.

Следует отметить недостаток этой методики расчета. Он заключается в том, что при построении карты селективности не

учтена нагрузка присоединения. Такая селективность является неполной. Однако, если полностью учесть влияние нагрузки, это приведет к загрублению защиты. Так, в нашем примере ток срабатывания защиты составит 252 + 139 = 391 А, а ее чувствительность в качестве резервной кч = 1,13, т. е. дальнее резервирование не будет обеспечено. Поэтому дать какую-либо общую рекомендацию относительно учета влияния нагрузки не представляется возможным. Следует ориентироваться на конкретные условия.

Как мы уже знаем, реле серим РТ-80 позволяет выполнить первую ступень защиты в виде токовой отсечки без выдержки времени. Токовую отсечку целесообразно или даже необходимо использовать в ряде случаев:

для защиты головного участка распределительной линии (от шин РП до первого ТП), если сопротивление этого участка настолько велико, что обеспечивается достаточное различие между токами КЗ в его начале и конце;

если последующая защита имеет выдержку 0,5 с и менее; если выдержка 0,5 с недопустима по условию термической стойкости проводов и кабелей; если от тех же шин питаются крупные синхронные двигатели, требующие по условию их устойчивости мгновенного отключения КЗ.

Излишнее действие токовой отсечки должно быть исправлено автоматическим повторным включением. Время срабатывания токовой отсечки реле серии РТ-80 составляет около 0,03 с, собственное время работы выключателя 一 около 0,1 с. Полное время отключения f0TKn = 0,03 + 0,01 = 0,13 с. Если за это время вставка успеет перегореть, то гашение дуги в предохранителе произойдет в бестоковую паузу и АПВ будет успешным. В противном случае выключатель включится на неустраненное КЗ, АПВ будет неуспешные, а отключение неселективным.

,3j 0 отстраивается от тока трехфазного КЗ на вьи т^нсформатора ^та^,3j 0 отстраивается от тока трехфазного КЗ на вьи т^нсформатора ^та^Пример 2. Рассмотрим вариант вьтолн电нуя неселективной токовой отсечки с вставкой предохранителя на 50 А・

,3j 0 отстраивается от тока трехфазного КЗ на вьи т^нсформатора ^та^

,3j 0 отстраивается от тока трехфазного КЗ на вьи т^нсформатора ^та^

(12)(12)Ток срабатывания отсечки { в。11ax 0,4 кВ наиболее мощного \

(12)

(12)

匕 з, о — ^отс^ктах'

Коэффициент отстройки 七。^^ учитывает значительный разброс отсечки и наличие апериодической составляющей тока и принимается равным 1,5. Тогда

厶Q 1,5-513 = 770 А.

С, 3, о

(13)(13)Несрабатывание отсечки при броске тока намагничивания обеспечивается условием

(13)

(13)

'с,з,о 袋 5Е1цс1М,тр・

Суммарный номинальный ток всех "ррансформаторов, подключенных к распределительной линии, определяется так:

28

^•^ном, тр

£(ом,тр=•

V о ином

В нашем примере £1ИГ.М -с = 139 А, Получаем 厶 _ о ^ 5 • 139 = 695 А < 770 А. Для обеспечения успешного повторного включения ток срабатывания отсечки должен превышать ток, при котором вставка предохранителя перегорит за 0,13 с. По времятоковой характеристике вставки на 50 А определяем, что этот ток меньше 770 А. Таким образом, % з, о》770 А.

_,770

Окончательно принимаем % з, о= 770 А. А вторичный ток % р,。= 一如。乃=

=19,5 А. Кратность тока срабатывания отсечки к гоку срабатывания индукционного элемента составит 19,5/7 = 2,75.

Определим коэффициент чувствительности отсечки:

k%°= 1Kmm〃с,з.。= 3500/770 = 4,5 > 1,5.

Переходим к расчетной проверке трансформаторов тока (вариант без токовой отсечки).

Проверка трансформаторов тока на 10%-ную погрешность ведется для тока 5/Cj 3 ^ 5 • 280 = 1400 А. Расчетный ток принимается с некоторым запасом

/расч = 1,Ы400 = 1540 А.

Теперь определим нагрузку вторичных обмоток трансформаторов тока 2巳丁 Она складывается из сопротивлений реле Z , соединительных проводов 之门口 и переходного сопротивления контактов Z^. Ее значение зависит от схемы соединения токовых цепей, вида КЗ, Дпя схем соединения неполная звезда при двухфазном КЗ значение нагрузки наибольшее:

знг= 22百 + 々+Zp.(14)

Если реле находится в ячейке распредустройства, сопротивление соединительных провопов незначительно, и его вместе с переходным сопротивлением контактов можно принять 0,1 Ом. Сопротивление реле определяется по известным потреблению 6р (В - А) и уставке /с р (А):

4)=不/ep；(15)

тогда

Zp= 10"2= 0,2 Ом; Zr「= ОД + 0,2 = 0,3 Ом.

На рпс. 19 представлены кривые зависимости кратности тока к номинальному &1дот сопротивления нагрузки ZHr при 10%-ной погрешности. Кривые построены для трансформаторов тока типа ТПЛ-10. Каждому значению ZHr соответствует кратность k io, при которой погрешность трансформатора тока/= 10%. По кривой 】определяем, что для ZHr= 0,3 Ом, fc10 доп= 18, Это — допустимая кратность тока. Расчетная кратность

Rp=『pac/q= 1540/200 = 7,7 <18.

Таким образом, Л：ю доп >кр' следовательно, трансформатор тока удовлетворяв ет условию 10%-ной погрешности,

2* Определение погрешности тоаисформатора тока при максимальном токе КЗ. Максимальная кратность

GUV 6000/200 = 30・

0,Z 0,3 D,^ 0,50/0,8 彳0 1,5 20,Z 0,3 D,^ 0,50/0,8 彳0 1,5 23 4 5 6乙,江0%0M3 4 5 6乙,江0%0MРис. 19. Кривые предельных кратностей трансформаторов тока типа ТПЛ-10:1 — для К] = 5/5 + 300/5 класса Р； 2 — для К【=5/5 * 300/5 класса 0,5” 一 для К】= =400/5 класса Р; 4 — для К; = 400/5 класса 0,4; 5 — суммарная для последовательного включения обмоток классов Р и 0,5 (К〕= 5/5 + 300/5) — построена путем суммирования 2曰厶 доп при одних и тех же значениях к】。по кривым I и 2Рис. 19. Кривые предельных кратностей трансформаторов тока типа ТПЛ-10:1 — для К] = 5/5 + 300/5 класса Р； 2 — для К【=5/5 * 300/5 класса 0,5” 一 для К】= =400/5 класса Р; 4 — для К; = 400/5 класса 0,4; 5 — суммарная для последовательного включения обмоток классов Р и 0,5 (К〕= 5/5 + 300/5) — построена путем суммирования 2曰厶 доп при одних и тех же значениях к】。по кривым I и 2也9876 5夕3勿2/5也9876 5夕3勿2/5

0,Z 0,3 D,^ 0,50/0,8 彳0 1,5 2

0,Z 0,3 D,^ 0,50/0,8 彳0 1,5 2

3 4 5 6乙,江0%0M

3 4 5 6乙,江0%0M

Рис. 19. Кривые предельных кратностей трансформаторов тока типа ТПЛ-10:

1 — для К] = 5/5 + 300/5 класса Р； 2 — для К【=5/5 * 300/5 класса 0,5” 一 для К】= =400/5 класса Р; 4 — для К; = 400/5 класса 0,4; 5 — суммарная для последовательного включения обмоток классов Р и 0,5 (К〕= 5/5 + 300/5) — построена путем суммирования 2曰厶 доп при одних и тех же значениях к】。по кривым I и 2

Рис. 19. Кривые предельных кратностей трансформаторов тока типа ТПЛ-10:

1 — для К] = 5/5 + 300/5 класса Р； 2 — для К【=5/5 * 300/5 класса 0,5” 一 для К】= =400/5 класса Р; 4 — для К; = 400/5 класса 0,4; 5 — суммарная для последовательного включения обмоток классов Р и 0,5 (К〕= 5/5 + 300/5) — построена путем суммирования 2曰厶 доп при одних и тех же значениях к】。по кривым I и 2

也9876 5夕3勿2/5

也9876 5夕3勿2/5

Определим отношение

А = %q/*10 доп*Q6)

Оно составит А = 30/18 = 1,61.

Расчет погрешности трансформаторов тока при максимальном токе КЗ выполнить по предыдущей методике затруднительно. Для каждого типа реле и защиты существует своя допустимая погрешность трансформатора тока, и поэтому потребовалось бы построение семейства кривых, аналогичных рис. 19. Гораздо удобнее пользоваться кривой рис. 20, по которой определяется фактическая погрешность трансформатора тока в зависимости от обобщенной величины А. Зависимость, единая для трансформаторов тока всех типов, построена расчетным и эксп ер имен тальным путем для условий работы трансформаторов тока в режиме глубокого насыщения. Как видно из формулы (16), погрешность таким путем определяется для данной нагрузки и при максимальном токе КЗ. По кривой определяем: при А = 1,58 f = 39% < 50%.

Определение максимального вторичного тока в реле

^ктах 6000

'pg=勺=~2ms = 150 А,

т. е. не превышает допустимый.

Известно, что значите льн ое число отказов реле вызвано повреждение м дешунтирующих контактов: оплавлением, выгоранием, привариванием. Поэтому представляется целесообразным вести расчет с запасом без учета погрешности трансформаторов тока.

Проверка трансформатора тока на 10%-ную погрешность после дешунтиро- вания при том же токе /расч.Для этого определим сопротивление электромагни-

Рис. 20. Зависимость / =屮(А) для определения токовых погрешностей трансформаторов тока, превышающих 10%

та отключения, в качестве которого служит реле РТМ-1 (потребляемая мощность S% о= 58 В • А, ток срабатывания 厶,。=5 А). Тогда

Z3, е=又,X о= 58/5 2= 2,32 Ом.

Сопр о т ив лен ие нагрузки после дешунтироваыия

2цг= 0,3 + 2,32 = 2,62 Ом.

Для такой нагрузки А；。доп= 4. А так как ^pacч^ 7,7 > ^доп>Т0 погрешность после де шунтирования превысит 10%. Поэтому необходимо определить фактическую погрешность и убедиться, что при ток, вычисленный с ее учетом, будет больше, чем ток возврата. Несоблюдение этого условия приведет к *Ърыга- нпю" реле. Для обеспечения большей надежности погрешность определяется при кратности krmQX^ 1,5 kpam Тогда 4axM 1,5 - 7,7 = 11,55; к；= 4; А = 11,55/4 = = 2,9;片 54%.

Определим ток возврата электромагнитного элемента реле (первичный)

『《&(17)

где /fg — коэффициент возврата якоря реле, принимаемый 0,4 (не следует путать его с коэффициентом возврата индукционного элемента)»

Получим 】в= 0/ - 280 ~ 112 А.

Чувствительность защиты

。/"“io。)】

七,产；:的

тогда

3500 • 0,46

Низкий коэффициент возврата якоря способствует его удержанию при снижении вторичного тока.

Для проверки надежной работы электромагнита отключения погрешность трансформатора тока рассматривается при другом значении расчетного тока, а именно

“1%%。1,8 (200/5). 5

1рав= 7=；= 360 А.

ксх丄

Его кратность A jam 三 360/200 = 1,8 при к 卜 fion== 4 J <10%.

Следовательно, при расчетном токе срабатывания не требуется специальная проверка чувствительности электромагнита отключения. При токе 110nm чувствительность электромагнита отключения проверяется по формуле, аналогичной (18), но без учета коэффициента возврата

公m"尚。。)

小。= 瓦g

Тогда

3500 • 0,46

人,3,。= —(200/5).5 ' = 7,7 •

Согласно (6] минимальное значение коэффициента чувствительности электромагнитов отключения должно быть на 20% больше принимаемого для защиты, т. е_ 1,8.

Мы убедились в пригодности трансформаторов тока. Однако в некоторых случаях расчеты могут выявить их непригодность. Замена трансформаторами тока с увеличенными коэффициентами трансформации дает уменьшение погрешностей и снижает вторичный ток. В то же время снижается чувствительность электромагнита отключения в схемах с дешунтированием. Другой путь снижения погрешности — последовательное соединение вторичных обмоток обоих классов трансформаторов тока» если обмотка класса 0,5 не задействована для учета.

Пример 3. Защита силового трансформатора. Нагрузка двухтрансформаторной подстанции небольшого промышленного предприятия является комплексной (обобщенной), причем 50% нагрузки приходится на долю электродвигателей 0*4 кВ. Силовые трансформаторы типа ТМ-630/6, $ном = 630 кВ • А, ^pj/^нн = =6/0,4 кВ, 】ном= 61 А, схема соединения обмоток Y/Y,uK - 4,5%.

Трансформаторы тока типа ТПЛ-10, К广 150/5 А, реле подключены к сердечнику класса Р. Привод ПП-67 с двумя реле РТМ-1. Двухсекционное РУ 0,4 кВ оснащено устройством автематического ввода резерва (АВР). Трансформаторы подключены к шинам 0,4 кВ через автоматические выключатели АВМ-10С, имеющие расцепители максимального тока типа 2. Уставка расцепителя Jpc = 1000 А (рис. 21). Релейная защита выполнена с помощью двух реле РТ-85 по схеме неполная звезда. Требуется рассчитать уставки защиты.

Согласно [6] защита должна действовать при междуфазных КЗ в обмотках и на выводах трансформатора, витковых замыканиях, недопустимых перегрузках. При КЗ на шинах 0,4 кВ защита должна действовать в качестве резервной. Желательно, чтобы она была чувствительной к однофазным КЗ на землю на стороне 0,4 кВ до автоматического выключателя. Однако в большинстве случаев не удается достичь требуемой чувствительности, и для защиты от однофазных КЗ применяется отдельное устройство. Вопросы защиты трансформатора подробно рассмотрены в [8]. В то же время защита не должна действовать при увеличении тока после автоматического включения секционного выключателя с последующим самоза- пуском электродвигателей. Необходимо также обеспечить селективность с расцепителями максимального тока.

Ток срабатывания максимальной токовой защиты можно определять по формуле

%тс *зап 'нг "ном)

4 з》7，(2°)

где /нг — нагрузка второго трансформатора, подключившаяся после АВР. Прини- маем %= 0,71HoM,

△ = 0,8, Gc=l，2, %п=2,4：

тогда

1,2(2,4 0,7・61 + 61)0,81,2(2,4 0,7・61 + 61)0,8244 А;244 А;244%р- 150/S244%р- 150/S=8,1 А.=8,1 А.

1,2(2,4 0,7・61 + 61)0,8

1,2(2,4 0,7・61 + 61)0,8

244 А;

244 А;

244

%р- 150/S

244

%р- 150/S

=8,1 А.

=8,1 А.

Принимаем уставку /с р = 8 А, { 3 = 240 А. Уставка по времени в независимой части характеристики принимается 0,5—0,8 с. Большее время принимать не следует во избежание недопустимого завышения уставки предыдущей защиты. Примем “ = 0,7 с. Тогда при ступени селективности At = 0,5 с защита на автоматическом выключателе должна иметь выдержку времени % =与—△£ = =0,7 — 0,5 = 0,2 с. Нанеся на карту (рис. 22) характеристики обеих защит, убеждаемся в их селективности.

Для дальнейших расчетов нам необходимо знать токи трех- и двухфазного КЗ на шинах 0,4 кВ, приведенные к напряжению 6 кВ,【ктах и4тт・ Еслм пренебречь сопротивлением питающей системы, то зти токи можно определить по известным формулам:

/ 'ном61 -100

/таг = ~~ 100 = " ~ ~ = 1355 А；

Ктт = °，866 41ax = °.866 '磔5 = 1174 А.

Теперь проверим чувствительность зашиты к 1二向门：

кч = 1ктт〃с,з=1174/240 = 4,9

Согласно [6] коэффициент чувствительности должен быть не менее 1,5. Однако, учитывая возможность КЗ через дугу, а также некоторое уменьшение тока КЗ

Рис. 22. Карта селективности:

I — характеристика расцепителя; 2 — характеристика реле

из-за переходного сопротивления болтовых соединений ошиновки, желательно иметь 乜=2.

С целью быстродействия защиту следует дополнить токовой отсечкой. Чтобы она не работала излишне при КЗ на шинах 0,4 кВ, ее ток срабатывания должен определяться по формуле

%, з, о = kgc Аст"（21）

Коэффициент отстройки 必丘 принимается 1,5- Тогда 厶,э,о = 1，5 -1355 = 2032 А,

кратность 67,8/8 - 8,5.

Расчетная проверка трансформаторов тока выполняется по методике, изложенной в примере 1-

Пример 4. Зашита двигателя. Асинхронный двигатель типа А-13-53-8, Рном= 500 кВт, 1ном= 59,5 А, 17иом= 6 кВ предназначен для насоса. Ток трехфазного КЗ на выводах двигателя [痴以=5000 А. Пуск двигателя осуществляется прямым включением в сеть, причем кратность пускового тока /спуск— 5. Самоза- пуск не предусмотрен. Оборудование ячейки： привод выключателя ПЭ-11, трансформаторы тока типа ТПЛ-10, К【=150/5 А. Рассчитать защиту от КЗ и перегрузок.

Как известно, при возникновении КЗ двигатель должен быть отключен мгновенно, иначе произойдут серьезные разрушения, требующие капитального ремонта или даже приводящие двигатель в состояние полной негодности. Поэтому е качестве защиты от междуфазных КЗ должна применяться токовая отсечка. Ее ток срабатывания % э> о должен быть отстроен от пускового тока 1rlycк；

% з, о =人 оТ（/пуск =卜 отс^ пуск^ном* （22）

Для отсечек с реле серии РТ-80 и реле прямого действия принимается котс= 2. Такое большое значение коэффициента отстройки принято в связи с возможностью броска намагничивающего тока в момент пуска. Таким образом.

%з, о= 2 ・ 5 • 59,5 = 595 А.

Согласно [6] для двигателей мощностью менее 2000 кВт рекомендуется однорелейная схема зашиты с включением реле на разность токов. Для такой схемы ток срабатывания реле определяется с учетом коэффициента схемы fccx= 遮

Ч 3, Okcx 595 返

Принимаем /с> р, ° = 35 А. Чувствительность токовой отсечки оценивается коэффициентом чувствительности #сЧ7который должен быть не менее 2. С таким коэффициентом зашита должна быть чувствительна к току двухфазного КЗ на выводах двигателя 1KHiт，который составляет

гКт1п = 0,866 ・ 5000 = 4330 А.

Однорелейная схема имеет различную чувствительность к одному и тому же значению тока, зависящую от вида КЗ и поврежденных фаз. Наименьшая чувствительность имеет место при двухфазном КЗ между фазами, в одной из которых трансформатор тока отсутствует. Ток в реле в этом случае

^ктш 4330

"加=不一=В7 = m4a,

а коэффициент чу вствительности определится из соотношения

pmm.==С, р,оpmm.==С, р,о1441443535

pmm.==

С, р,о

pmm.==

С, р,о

144

144

35

35

Ток срабатывания защиты от перегрузок % 3 выбирается по условию несрабатывания при номинальном токе:

^— = 89,2 А;^— = 89,2 А;ввотечном 1,2 ■ 59,5

^— = 89,2 А;

^— = 89,2 А;

в

в

疔• 89,2

= 5,1 А・

с，Р 150/5

Принимаем % р = 5 А, % з = 87 А. Кратность отсечки 35/5 = 7. Если защита действует на сигнал и технологическую разгрузку, следует выбрать реле типа РТ-84/1. Чтобы защита не срабатывала при затяжном пуске, уставку по времени следует принять максимальной, т. е. 16 с в независнмой части характеристики.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ РЕЛЕ

Назначение, виды и объем технического обслуживания. Комплекс мероприятий, составляющий систему технического обслуживания реле, предназначен для обеспечения его длительной и безотказной работы. Согласно [5] этими мероприятиями являются: проверка при вводе в эксплуатацию (наладка); периодические, внеочередные и послеаварийные проверки.

Реле могут иметь различные неисправности, отклонения электрических характеристик. При небрежном обращении с реле во время транспортировки, монтажа, при неправильном хранении оно может подвергнуться увлажнению, загрязнению, коррозии, механическим повреждениям. Иногда может потребоваться регулировка реле, отличная от заводской. Следовательно, реле перед вводом в эксплуатацию должно пройти наладку (Н), т. е. проверку исправности и настройку на заданные уставки.

Периодические проверки подразделяются на следующие категории: первый профилактический контроль (К1), профилактический контроль (К), профилактическое восстановление (В), опробование (О).

Опыт эксплуатации показал, что к；： начальный период работы приходится большее число отказов *з-за скрытых дефектов, не выявленных наладкой. Климатические условия эксплуатации и хранения чаще всего различны. Следствием этого могут

явиться усыхание пластмассовых деталей, потеря жесткости пружин, контактов и другие изменения, способные вызвать отказы. Для предотвращения этих отказов, называемых прпра， боточными, и предназначен первый профилактический контроль KL

Назначение профилактического контроля К - периодическая проверка работоспособности реле в целях предотвращения внезапных отказов. Внезапный отказ вызывается скачкообразным переходом реле в неисправное состояние (например, приваривание контактов).

Опробование О преследует ту же цель, что и профилактический контроль, но выполняется чаще и в меньшем объеме.

С течением времени реле изнашивается. Происходят износ и загрязнение опор, окисление и подгорание контактов, усыхание пластмассовых деталей, коррозия магнитопровода, старение изоляции. Все эти факторы могут послужить причиной так называемых постепенных отказов. Основное назначение профилактического восстановления В - периодическое устранение последствий износа и старения путем замены или восстановления деталей для предотвращения постепенных отказов.

Внеочередные проверки выполняются при изменениях уставок или схемы вторичной коммутации, при восстановлении цепей, нарушенных во время ремонта или замены основного оборудования ячейки. .

Послеаварийные проверки выполняются после работы защиты с оценкой ^неправильно^ (отказ, излишнее или ложное срабатывание) с целью выяснения причины.

Техническое обслуживание реле серий РТ-80, РТ-90 выполняется в следующем объеме:

К1, В - проверка и регулировка механической части реле и состояния контактных поверхностей;

К1, В - проверка тока срабатывания отсечки на рабочей уставке;

К1, В - проверка тока срабатывания и возврата индукционного элемента на рабочей уставке: проверка характеристики времени действия индукционного элемента (трех-четырех точках) на рабочей уставке по шкале времени;

Н, В - проверка надежности работы контактов при токах 1,05 тока срабатывания индукционного элемента до максимального значения КЗ.

Предварительная оценка состояния. Электрические характеристики реле определяют его исправность и соответствие настройки заданным параметрам 一 уставкам. При наладке снятие и регулировка электрических характеристик реле выполняются после механической ревизии. При периодической проверке целесообразно, не вскрывая реле, измерить ток срабатывания и возврата индукционного элемента, ток срабатывания отсечки.

время в одной из точек зависимой части характеристики и в независимой части. Такой порядок проверки позволяет предварительно до вскрытия реле оценить его исправность и, таким образом, определить необходимый объем механической ревизии. Если электрические параметры реле, измеренные при плановой проверке, незначительно отличаются от результатов предыдущей проверки и от заданных уставок, то изменять его регулировку не следует. Можно считать допустимыми следующие значения максимальных отклонений уставок:

Ток срабатывания, % 5

Выдержка времени, с： в независимой части 0,15

в зависимой части 0,15

Коэффициент возврата 0,03

Внешний осмотр. Перед вскрытием реле проверяется целость кожуха и цоколя и производится их очистка от грязи и пыли. Проверяется состояние уплотнения. Если проверка идет на месте установки, то необходимо также проверить качество монтажа, т. е. надежность крепления реле, контактных соединений проводов и изоляции токоведущих частей. Оси крепежных болтов или винтов должны строго совпадать с осями отверстий. Недопустим даже незначительный перекос, так как он может вызвать деформацию цоколя. По этой причине следует избегать чрезмерной затяжки гаек. На шпильки заднего присоединения должна быть надета хлорвиниловая трубка, а ширина отверстий должна быть на 4-5 мм больше диаметра шпилек. Под ламели переднего присоединения подкладывается прессшпан, причем зазор между токоведущими частями и панелью не должен быть менее 4-5 мм.

Надежность подсоединения провода обеспечивается наличием шайб (для алюминиевых проводов нужна шайба-звездочка) и затяжкой винтов и гаек с проверкой путем мпродергива- ния". Контргайки, крепящие шпильку к цоколю, также должны быть затянуты до отказа. Если наблюдается покачивание и незначительное проворачивание шпилек или ламелей, то необходимо убедиться, что оно вызвано плохой запрессовкой втулок, а не слабой затяжкой.

Внутренний осмотр, проверка механической части. Внутренний осмотр реле имеет целью проверить состояние всех деталей, правильность их сборки с соблюдением норм и допусков, отсутствие посторонних частиц. При выявлении неисправностей реле подлежит ревизии, регулировке или ремонту. Ремонт реле с разборкой и заменой неисправных деталей следует производить в лаборатории. Разборка реле на месте установки без достаточных на то оснований может принести только вред, особенно если она выполняется недостаточно квалифицированным персоналом.

После снятия кожуха проверяется отсутствие пыли и грязи внутри реле и металлических соринок в межполюсных зазорах. Механизм и все детали реле тщательно очищаются от пыли и грязи кисточкой или салфеткой, намотанной на деревянную палочку. Металлические соринки удаляются расплющенной стальной проволокой.

Далее проверяют затяжку всех винтов и гаек. Все они должны быть затянуты до отказа. Необходимо обеспечить надежный контакт всех проводников, в том числе и отводов от штепсельного мостика. Регулировочные винты шкалы отсечки, пружины возврата, уставки по времени не должны свободно проворачи* ваться. Винт штепсельного мостика обязательно должен быть снабжен пружинящей шайбой и завинчиваться во все гнезда без заедания и проворачивания. Пользоваться следует инструментом релейщика: отвертками соответствующих размеров, рожковыми и ториевыми гаечными ключами. Не следует применять плоскогубцы.

Затем переходят к проверке индукционного элемента. Покачивая ось диска, убеждаются, что она имеет люфт, т. е, свободный ход в подпятниках не более 0,3 мм. Таким же путем убеждаются и в наличии люфта рамки не более 0,5 мм. Поворачивая диск рукой, убеждаются в том, что он вращается легко, без заметного трения и что на протяжении оборота сохраняется зазор не менее 0,3 мм между ними и полюсами. Затем реле переворачивают и снова делают оборот диска, убеждаясь в том же. Зазоры и люфты регулируются верхним и нижним винтами подпятников. Диск с неровной поверхностью подлежит замене. Править диск можно только в лабораторных условиях.

Следующий шаг - проверка узла передачи. Зубчатый сектор должен свободно вращаться вокруг оси, имея свободный ход в осевом направлении не более 0,5 мм. При повороте рамки от руки он должен приходить в зацепление с червяком на любой уставке по времени. Зацепление должно происходить радиально относительно оси червяка. Допустим лишь незначительный выход зубчатого сектора вперед, ближе к щитку реле.

Очень важно обеспечить нормальную глубину зацепления. С одной стороны, зацепление менее чем на 1/3 глубины нарезки ненадежно. При подходе толкателя к фигурном рычагу отсечки может произойти расцепление. С другой стороны, нельзя допускать зацепления на всю глубину. Сектор обязательно должен иметь свободный ход, ибо в противном случае возникает опасность остановки диска или невозврата рамки. Глубина зацепления устанавливается на заводе при сборке реле. Точная подрегулировка реле производится упорным винтом рамки (23 на рис. 5).

Свободный ход проверяется следующим образом. Рамку поворачивают до отказа, а диск осторожно прижимают к нижнему подпятнику, чтобы он оставался неподвижным. Затем вве-

данный в зацепление сектор покачивают от руки. При этом должно прослушиваться характерное постукивание его зубцов о резьбу червяка. Окончательная проверка и в случае необходимости подрегулировка зацепления делаются при проверке электрических характеристик.

Осматривается якорь отсечки. Он должен свободно без трения и перекосов поворачиваться на оси и иметь осевой люфт 0,1-0,2 мм. В притянутом состоянии правый конец магнитопровода должен прилегать к якорю всей плоскостью.

Проверяется работа механического указателя срабатывания. Он должен быть отрегулирован таким образом, чтобы флажок опрокидывался коромыслом якоря отсечки в тот момент, когда якорь отсечки уже близко подходит к магнитопроводу и толкатель подвел подвижный контакт вплотную к неподвижному.

Ревизия опорных узлов производится, если при проверке электрических характеристик выявится ее необходимость. Так, значение тока начала вращения диска, равное 25% тока уставки, свидетельствует о необходимости ревизии опор диска. Если выявлен вялый, замедленный возврат рамки или затирание при возврате, ревизии подлежат ойоры рамки.

Для ревизии нижнего опорного узла ослабляют нижнюю гайку и выкручивают подпятниковый винт. Микроподшипник, расположенный в кратере винта, промывают чистым авиационным бензином и тщательно протирают. Затем его внимательно осматривают в лупу с 5-6-кратным увеличением при хорошей освещенности. Осматривается также и цапфа. Поверхности шариков и цапфы не должны иметь выбоин, ямок, царапин. При обнаружении дефекта деталь заменяется. Цапфу можно отполировать на станке точильным бруском высокой твердости. Ревизия остальных опорных узлов выполняется аналогично.

Проверка и регулировка контактов. Осматриваются контактные поверхности. Если они покрыты незначительным налетом, то их чистят чуркой, изготовленной из дерева нехвойных пород. Подгары и выбоины удаляются мелким надфилем, затем полируются воронилом и чуркой. Воронило представляет собой стальную пластинку со слабо рифленой, почти гладкой поверхностью. Обычно воронило изготовляется из плоского надфиля. Промывка контактов бензином, ацетоном и прочими жидкостями недопустима, так как от этого образуется плохо проводящий налет. По этой же причине нельзя чистить контакты наждачным полотном, крокусом, резинкой. После полировки не следует касаться контактов пальцами.

Затем приступают к регулировке. Главные замыкающие контакты нормального исполнения должны быть отрегулированы таким образом, чтобы пружина подвижного контакта слегка касалась изоляционного упора. При этом межконтактный 333Gp должен быть не менее 2 мм. После срабатывания реле

контакт должен замкнуться с достаточным нажатием. Убеждаются в этом по прогибу пружины подвижного контакта не менее чем на 0,8 мм (провал контактов). Такие же зазор и провал должны быть выдержаны при регулировке сигнальных контактов.

Контакты усиленной мощности реле типов PT-85, РТ-86, (см. рис. 8) работают в тяжелом режиме и поэтому являются наиболее " уязвимым^ местом. Их безотказная работа обеспечивается особо тщательной регулировкой с точные выполнением всех рекомендаций завода-изготовителя.

Большинство отказов защиты с дешунтированием вызвано именно неправильной регулировкой контактов. Так, если во время переключения произойдет даже кратковременный разрыв замыкающего контакта (однократная вибрация), это приведет к разрыву токовой цепи с неизбежным привариванием контактов. Приваривание может также произойти из-за слабого нажатия верхней упорной пружины (7 на рис. 8) на контактную пластину (6 на рис. 8), так как не будет обеспечен быстрый и четкий возврат. Недопустим чрезмерный натяг контактов. Толкатель сектора может не справиться с противодействующим усилием, и сектор расцепится с червяком.

Правильно отрегулированная контактная система должна соответствовать следующим требованиям. Зазор у замыкающего контакта должен быть не менее 1,5 мм, а размыкающего после срабатывания — не менее 2 мм. Нажатие контактов устанавливается по граммометру и составляет для подвижного замыкающего контакта в сработанном положении со стороны возвращающей его верхней упорной пружины 0,1 Н (10 г), а для подвижного размыкающего контакта 0,08 Н (8 г). При измерении конец щупа граммометра подводится к самому краю контактных пластин до накладок и к свободному краю верхней упорной пружины на расстояний 1 мм от края. После срабатывания реле верхняя контактная пластина 2 должна дойти до упора 1 и слегка прогнуться (см. рис. 8). В противном случае возникнет вибрация с последующим привариванием. Зазор между пластиной за мыкающего контакта 6 и его упорной пружиной должен быть примерно 1 мм. При срабатывании пружина прогибается, это обеспечивает четкий возврат.

Гибкие шунты 3, 4 не должны провисать, так как при этом может возникнуть момент неопределенных значения и знака, нарушающий правильную работу контактов. Провисшие шунты правят круглогубцами или пинцетом.

Аппаратура для проверки реле. Устройство для проверки должно обеспечить в достаточно широких пределах регулиров» ку и измерение переменного тока, а также подключение электросекундомера, запускаемого одновременно с подачей тока.

Как уже упоминалось, несинусоидальность тока вызывает изменение электрических характеристик реле. Синусоидальность тока в работающем реле обеспечивается правильным выбором трансформаторов тока. Безусловно, проверка реле должна вестись также синусоидальным током. Искажение формы тока в обмотке реле может быть вызвано двумя причинами： насыщением магнитопровода самого реле, имеющим место уже при трехкратном токе уставки, и нелинейным характером сопротивления устройства для проверки. Вторая причина может иметь место, когда в устройство для проверки входит нагрузочный трансформатор недостаточной мощности. Следствием этого является насыщение его сердечника.

Для устранения первой причины необходимо выполнить условие

R4 N 5, (23) где R - сопротивление, включенное последовательно с обмот^ кой реле, Ом; Zp - сопротивление обмотки реле. Ом.

Простейшим и наияучшим решением является применение реостатной схемы с питанием от линейного напряжения 220 В. Можно питать схему и фазным напряжением, предварительно убедившись в отсутствии значительной (свыше 20%) доли третьей гармоники. Реостатная схема полностью исключает возможность искажения синусоиды, так как сопротивление реостата во много раз превышает сопротивление обмотки реле.

Завод РЭТО Мосэнерго изготовляет реостат РН-5 с плавноступенчатой регулировкой тока до 70 А. Имея сравнительно небольшие габариты и массу, реостат вполне транспортабелен. Наличие рабочего и тормозного плеч позволяет собирать схему с двумя регулируемыми сопротивлениями (рис. 23). Для проверки реле в лабораторных условиях рекомендован стенд СР-1, имеющий также реостатную схему.

Испытательные устройства промышленного изготовления с нагрузочными трансформаторами УП34 и У-5052 (завод мТоч-

Рис. 23. Реостатная схема для проверки реле:

Rlt R2 — реостаты; РТ — электросекундомер; РА — амперметр； S1, 52 — рубильники; КА — реле серии РТ-81

электроприбор*5) позволяют вести проверку индукционных реле с точностью до 10%. Такая точность вполне приемлема, ибо погрешность перекрывается расчетными коэффициентами. Однако при этом обязательно следует ввести предвключенное сопротивление 20 Ом.

Применяя самодельные и мелкосерийные испытательные устройства с нагрузочными трансформаторами, необходимо предварительно оценить их пригодность. Для этого снимается характеристика холостого хода нагрузочного трансформатора со стороны его вторичной обмотки. Вторичное напряжение трансформатора, определяемое как геометрическая сумма падений напряжения на обмотке реле и на добавочном сопротивлении, должно лежать на линейной части характеристики. Это условие должно выдерживаться во всем возможном диапазоне регулирования.

Падение напряжения на обмотке реле определяется следующим образом. По формуле (15) вычисляется полное сопротивление реле. Далее определяется фактическое сопротивление реле ” с учетом его уменьшения при токе срабатывания отсечки, а если отсечка выведена 一 при восьмикратном токе. Для этого необходимо воспользоваться кривыми рис. 14, 15. Для других уставок реле снижение сопротивления пропорционально. После этого можно определить падение напряжения

Up = %p,必 (24) или, если отсечка выведена,

Up = %pZ；. (25)

Очевидно, что необходимая мощность и вторичное напряжение нагрузочного трансформатора прямо пропорциональны числу витков проверяемого реле. Для проверки десятиамперных реле серии РТ-80 можно применить осветительный трансформатор ОСО-0,25 220/12 В. Так как сопротивление обмотки реле с уставками 5 А и выше невелико, то необходимость в предвключенном сопротивлении отпадает, и схема упрощается (рис. 24, а). Для пятиамперных реле серии РТ-80 необходимо использовать два таких трансформатора по схеме рис. 24,6・ Они могут быть заменены одним трансформатором 220/36 В, 500 В-А.

Наибольшее потребление имеют реле серии РТ-90. Для проверок десятиамперных реле вторичное напряжение должно быть не менее 50 В, а для пятиамперных - 100 В. Мощность трансфера матора должна быть не менее 500 В - А.

Регулировка тока во всех случаях производится регулировочным автотрансформатором или ползунковым реостатом на ток 5-7 А. Ток измеряют амперметром класса 0,5-1,5, включенным через трансформатор тока класса 0,5. Правильный подбор аппа- 42

Рис. 24. Трансформаторная схема для проверки реле:

а —с одним трансформатором; 6 — с двумя трансформаторами; КА — реле серии РТ-80; Т1, Т2 — трансформатор ОСО-0,25; ТЗ — автотрансформатор ЛАТР

ратуры позволит обеспечить синусоидальность тока и точность измерений.

Проверка изоляции. Измерение сопротивления изоляции производят мегаомметром 1 или 2,5 кВ при всех видах технического обслуживания. Сопротивление изоляции на "корпус" и между электрически не связанными токоведушими частями должно быть не менее 5 мОм. Испытание электрической прочности изоляции реле производится в полной схеме защиты напряжением 1 кВ переменного тока в течение 1 мин.

Проверка тока срабатывания отсечки. На заводе-изготовителе подгонка по шкале отсечки ведется при уставках индукционного элемента 4 А - для десятиамперных реле и 3 А - для пятиамперных. Шкала отсечки градуируется в пределах 2-8 кратностей тока срабатывания индукционного элемента. Завод- изготовитель разрешает, а опыт эксплуатации подтверждает возможность расширения верхнего предела до 16. Положение регулировочного винта при этом устанавливается опытным путем. Устанавливать ток отсечки выше 16-кратного не рекомендуется из-за больших разбросов.

При проверке реле, вводимого в эксплуатацию, определяется ток срабатывания на рабочей уставке. Желательно перед этим определить токи срабатывания на крайних уставках 2 и 8, а

также отметить положение винта, в котором отсечка перестает работать при 16-кратном токе. Выполняя проверку отсечки, необходимо учесть следующее:

Измеряемые токи, превышающие номинальный во много раз, могут вызвать недопустимый перегрев обмотки. Перегрев искажает электрические характеристики и может повредить изоляцию. Чтобы этого не произошло, ток в реле подают короткими импульсами с интервалом 5-6 с. После серии включений реле должно остывать в течение 1 мин.

Рамку следует заклинить, так как частые и сильные удары могут привести к повреждению червяка и зубьев сектора.

Металлический кожух вызывает изменение тока срабатывания отсечки. Поэтому реле, имеющее металлический кожух, должно проверяться с надетым кожухом. Для сокращения времени можно надеть специальный кожух с вырезанным отверстием для доступа к регулировочному винту.

Установив регулировочный винт на заданную уставку, дают серию импульсов, каждый раз незначительно уменьшая ток до тех пор, пока отсечка не перестанет срабатывать. Затем, дав реле остыть, увеличивают ток, добиваясь однократного срабатывания при одном из 10 включений. После этого, снова дав реле охладиться, следует увеличить ток до значения, при котором отсечка будет срабатывать 10 раз из 10. Этот ток и будет током срабатывания отсечки.

Если имеется небольшое расхождение этого тока с уставкой по шкале, необходимо освободить стопорный винт и немного повернуть кольцо со шкалой. Закрепив винт, повторно проверяют реле на крайних уставках.

Повышенная погрешность реле в сторону увеличения тока срабатывания по всей шкале - признак механической неисправности. Такое реле должно подвергнуться повторному осмотру, а при необходимости и разборке. Характерные неисправности: перекос или искривление оси якоря, чрезмерный люфт оси, затирание якоря из-за загрязнения отверстия для оси и зазоров между боковыми гранями якоря и торцом магнитного шунта.

Если отсечка не используется, регулировочный винт вывертывается так, чтобы отсечка не срабатывала при прохождении тока, равного току КЗ на шинах.

Определение тока начала вращения диска, тока срабатыва* ния индукционного элемента и проверка надежности зацепления. Для оценки состояния опор диска определяется минимальный ток, при котором диск вращается безостановочно. Этот ток не должен превышать 25% тока уставки для реле серий РТ-80 и РТ-90 и 30% для реле серии ИТ-80. В противном случае необходимо произвести ревизию опор.

Проверка тока срабатывания индукционного элемента ведется при опущенном до конца упоре сектора, т・ е. на максималь- 44

ной уставке по времени. Это позволяет убедиться в надежности зацепления всех его зубьев. Ток плавно увеличивают до срабатывания, т. е. до зацепления сектора с червяком. В отрегулированном реле рамка не должна "плавать”. Это значит, что рамка, начавшая движение, должна дойти до упора без увеличения зафиксированного тока. ^^Плaвaниe^^ рамки может быть устранено, если подогнуть ближе к электромагниту стальную скобу или изменить угол между плоской и спиральной возвратной пружиной, сделав его близким к 120°.

Ток срабатывания не должен отличаться от уставки более чем на 5%. Подрегулировка осуществляется изменением натяжения возвратной пружины с помощью регулировочного винта. Чрезмерное ослабление пружины нежелательно, так как оно снижает надежность возврата рамки. После срабатывания сектор должен плавно двигаться вверх без толчков и остановок. При соприкосновении толкателя с фигурным рычагом недопустимо замедление хода, остановка или соскакивание сектора. Движение должно продолжаться до полного срабатывания отсечки и надежного переключения контактов.

Соскакивание сектора устраняется следующим образом. У реле типов PT-85, PT-95, РТ-86 повторно измеряется давление верхней упорной пружины на пластину замыкающего контакта. Если оно превышает 10 г, пружина слегка отгибается. У реле остальных типов немного увеличивают глубину зацепления, вывертывая упорный винт. Так же поступают и с упомянутыми реле, если уменьшение давления контактов не привело к устранению соскакивания. Увеличив глубину зацепления, повторно убеждаются в свободном ходе зубцов. Если же и эти меры не дают желаемого результата, а увеличить глубину зацепления уже невозможно, следует подогнуть скобу ближе к электромагниту. Однако при этом нельзя забывать, что тем самым уменьшается коэффициент возврата. И наконец, если ни одним из названных способов нельзя добиться четкой работы индукционного элемента, можно рекомендовать установку грузика на тыльной стороне сектора. После перехода сектора через горизон- тальное положение вес грузика способствует преодолению дополнительной нагрузки в конце хода.

У реле, вводимого в эксплуатацию, целесообразно проверить токи срабатывания на всех уставках. При этом на рабочей уставке по току проверка производится на максимальной уставке по времени; на других уставках в целях экономии времени - на рабочей уставке по времени.

Проверка и регулировка тока возврата. Оптимальный коэффициент возврата лежит в пределах 0,85-0,87. Заводом-изготовителем установлен коэффициент возврата не ниже 0,8, Более низкий коэффициент возврата недопустим, так как он расходится с принятым в расчетах. Коэффициент возврата выше 0,9

45

свидетельствует о слабом зацеплении, могущем повлечь сброс сектора.

Большое влияние на коэффициент возврата оказывает зазор между скобой и магнитопроводом в притянутом положении рамки. Кроме того, коэффициент возврата зависит от глубины зацепления передачи, натяжения возвратной пружины, состояния опор рамки.

Ток возврата измеряют при зацеплении максимального числа зубцов. Вялый, медленный возврат» застревание рамки в промежуточном положении свидетельствуют о необходимости ревизии опор рамки.

Если коэффициент возврата выше 0,9, подгибают скобу на 1-2 мм. После этого повторно проверяют ток срабатывания. Если он несколько возрос, необходимо ослабить возвратную пружину.

Коэффициент возврата может оказаться ниже допускаемого. В этом случае можно слегка уменьшить глубину зацепления, ввернув упорный винт. Убедившись, что сброс сектора при этом не происходит, закрепляют фиксирующую гайку и проверяют ток возврата- Если глубину зацепления уменьшить нельзя, отгибают скобу на 1-2 мм. После этого опять проверяют, не соскакивает ли сектор; измеряют и при необходимости регулируют возвратной пружиной ток срабатывания.

В эксплуатации имели место случаи неправильной работы защиты при следующих обстоятельствах. Короткое замыкание вне защищаемой зоны отключается предыдущей защитой. Реле серии РТ-80 также срабатывает, но ток КЗ исчезает как раз в момент соприкосновения толкателя с фигурным рычагом. Если реле плохо отрегулировано, рамка может не возвратиться. Это приведет к неправильному действию защиты при повторном "сквозном” КЗ или даже в нормальном режиме.

Во избежание этого необходимо при наладке реле проверить возврат в указанном положении сектора, сбрасывая ток толч^ ком. Значение "аварийного" тока при этом должно быть не менее 5-кратного тока срабатывания. Допускается некоторое снижение коэффициента возврата относительно ранее измеренного, но не ниже 0,8.

Если проверка ведется реостатным устройством РН-5 млн' другим, то поступают следующим образом. Рабочим плечом реостата устанавливают ток 工＞ 5(, р. Подключив последовательно тормозное плечо, устанавливают ток 与 工 °,8匕 р. Тормозное плечо шунтируют рубильником S2 (см. рис. 23)： Включают рубильник SL В момент соприкосновения толкателя с фигурным рычагом отключают рубильник S2 и убеждаются в четком возврате рамки. При пользовании устройствами У-5052 или УПЗ подбирают значение предвключенного сопротивления и коэффициент трансформации нагрузочного трансформатора так, чтобы при включенном сопротивлении протекал ток 厶，а при выключенном/р

Во время плановых проверок коэффициент возврата достаточно проверить обычным способом.

Измерение времени действия индукционного элемента. Шкала выдержек времени калибруется заводом-изготовителем при 10-кратном токе уставки с допусками, указанными ниже:

4812164812160,25_—_0,50,60,7510,25_—_0,50,60,751Уставка, с 0,5123

481216

481216

0,25_—_

0,50,60,751

0,25_—_

0,50,60,751

Отклонение вре

мени срабатывав

ния, с, реле типов:

PT-81, PT-83, РТ-85 ОД0,150,20,2

PT-82, PT-84, РТ-86 --0,5-

При таком токе задается расчетная уставка по времени, которая выставляется по шкале. Наибольшая абсолютная разность между измеренными при 1-кратном токе значениями (разброс) не должна превышать приведенных значений. Разброс при 1,5-кратном токе уставки не должен превышать 1 с для 4-секундных и 2 с для 16-секундных реле.

Устройства УПЗ и У-5052 имеют встроенный секундомер. Схема для измерения времени собирается согласно инструкции по пользованию устройством. При проверке реле типа РТ-85 и им подобных необходимо разделить общую точку. Для этого от штепсельного мостика отсоединяют провод, идущий на контактную колодку, и подключают провод, идущий от испытательного устройства. При пользовании испытательным устройством с внешним секундомером собирается схема по рис. 23 или 24.

Сначала трижды делают измерения при 1-кратном токе. Определяют среднее значение, отклонение его от уставки и разброс. Если отклонение от уставки незначительно превышает допустимое, слегка перемещают упор или подгибают его. Повышенный против заводских норм разброс свидетельствует о загрязнении или неисправности опор. Другая возможная причина -неравномерное зацепление зубчатого сектора с червяком и меняющееся в связи с этим поперечное давление на ось диска. В свою очередь это может быть вызвано незначительным ис

кривлением оси диска или незаметным на глаз перекосом отверстий в теле рамки относительно оси диска.

Затем измеряют время при 4-кратном токе,которое не должно превышать значений, приведенных ниже:

Уставка, с 0,512Время при 4-кратном токе срабатывания, с, реле типов:РТ-81, РТ・83, РТ-85 0,91,653JPT-82, PT-84, РТ-86--0,5Уставка, с 0,512Время при 4-кратном токе срабатывания, с, реле типов:РТ-81, РТ・83, РТ-85 0,91,653JPT-82, PT-84, РТ-86--0,54,64,6446,00,56,00,58128120,60,60,750,751616

Уставка, с 0,512

Время при 4-кратном токе срабатывания, с, реле типов:

РТ-81, РТ・83, РТ-85 0,91,653J

PT-82, PT-84, РТ-86--0,5

Уставка, с 0,512

Время при 4-кратном токе срабатывания, с, реле типов:

РТ-81, РТ・83, РТ-85 0,91,653J

PT-82, PT-84, РТ-86--0,5

4,6

4,6

4

4

6,0

0,5

6,0

0,5

812

812

0,6

0,6

0,75

0,75

16

16

После этого измеряют время при 1,5-кратном токе и определяют разброс, который не должен превышать вышеприведен-

ных значений. Все измерения проводят на рабочей уставке по току. Однако если испытательное устройство не может обеспечить требуемых токов, допускается проверка на минимальной уставке.

Одновременно с измерениями проверяют надежность работы контактов, отсутствие вибрации якоря и срабатывание механического указателя.

Вибрация якоря отсечки и ненадежное замыкание контактов могут быть обнаружены по повторным запускам секундомера после его остановки. В этом случае следует повторно осмотреть узел отсечки и контактную систему. Повышенная вибрация якоря чаще всего происходит из*за заводских дефектов. Поэтому при повторном осмотре нужно обратить внимание на люфты, шпильку якоря, убедиться в отсутствии перекоса. После каждого измерения заводят флажок механического указателя, следя за тем, чтобы он не застревал и не задерживал замыкания контактов. Флажок должен опрокидываться коромыслом в начале хода. В то же время он не должен выпадать от сотрясения. Положение скобы сигнального флажка можно регулировать. Для этого ослабляют винт, крепящий флажок к замыкающему стержню, и перемещают его скобу по имеющемуся в нем пазу.

Для обеспечения селективности с последующими защитами в условиях прерывистого КЗ или при наличии быстродействующ щего АПВ имеет значение время возврата рамки, т. е. интервал между снятием или снижением тока и расцеплением червячной передачи. Если реле не успеет возвратиться в бе стоковую паузу, то в последующих циклах оно может подействовать неселективно. Время возврата исправного и хорошо отрегулированного реле не должно превышать 0,5 с. Для репе, предназначенных защищать конечные элементы сети (двигатель, трансформатор 6/0,4 кВ, распределительную линию), время возврата значения не имеет.

При наладке и профилактическом восстановлении время возврата оценивается на глаз одновременно с измерением коэффициента возврата при сбросе тока толчком до 0,7仆. Сни* зить время возврата можно путем уменьшения глубины заце-^ пления или увеличением натяжения возвратной пружины. Так как при этом может повыситься ток срабатывания, то следует его повторно измерить и в случае необходимости подрегулировать. Медленный, вялый возврат может быть следствием загрязнения, коррозии опорных узлов рамки или червячной передачи. Для точного измерения времени возврата необходима установи ка специального контакта на нижнем упоре сектора.

Проверку коммутационной способности контактов усиленной мощности производят расчетным вторичным током КЗ. Если при новом включении ток КЗ неизвестен, проверку производят 48

Рис. 25. Схема проверки коммутационной способности контактов реле типов PT-85, РТ-95 с помощью устройства У-5052:

RR — реостат 300 Ом; 2 А; РА — амперметр 5 + 10 А; КА - реле типа PT-85; YAT — электромагнит отключения 5 А

током 150 А. Нагрузка на контакты должна быть реальной, т. е. представлять собой электромагнит отключения, входящий в данное устройство защиты.

В условиях отключения КЗ ток после дешунтирования может уменьшиться незначительно, так как мощность, отдаваемая трансформаторами тока в этом режиме, достаточно велика. Мощность же испытательного устройства может оказаться недостаточной, и тогда после дешунтирования ток резко снизится из-за возрастания сопротивления нагрузки. Напомним, что сопротивление отключающего электромагнита может в 10 раз превышать сопротивление реле. Поэтому для правильной имитации работы защиты необходимо иметь достаточно мощное испытательное устройство. Испытательные устройства на базе трансформаторов ОСО обычно оказываются непригодными.

Рекомендуется использовать нагрузочный блок устройства УПЗ или У-5052 (рис. 25). Здесь нагрузочный трансформатор служит дросселем, который регулируется плавно-ступенчато в ограниченных пределах. Вторичная обмотка нагрузочного трансформатора включается в сеть 220 В последовательно с испытуемой схемой. К входным зажимам нагрузочного блока присоединяется реостат 250-300 Ом на ток 2 А, а к измерительному трансформатору - амперметр. Переключатели секций устанавливаются в положение 100 или 200 А. Ступенчатая регулировка осуществляется переключателем предвключен-

ных сопротивлений и переключателями секций при обесточенной схеме. Ток плавно регулируется реостатом. Проходное сопротивление трансформатора на пределе 100 А изменяется от 0,4 до 2 Ом, а на пределе 200 А - от 0,1 до 1,2 Ом. Для наибольшее го приближения условий проверки к действительным следует, предварительно замыкая поочередно временной перемычкой выводы 3-4 и 3-2 испытуемого реле, отрегулировать приближенно заданный перепад токов. Затем ток подается кратковременным толчком. Перед повторной подачей тока реле должно остыть. После срабатывания допускается лишь наличие нагара на контактах, который следует удалить. Приваривание, оплавление, выгорание контактов свидетельствуют о их неправильной регулировке. В этом случае контакты регулируют заново, после чего проверку повторяют.

После окончания всех проверок реле осматривают повторно. Еще раз проверяют затяжку всех винтов и гаек. Оформляют протокол проверки. Необходимо позаботиться, чтобы реле не повредилось при транспортировке к месту установки. Диск заклинивают куском картона, проложенным под полюсы. Рамку и якорь отсечки подвязывают. Упаковка должна оберегать реле от ударов и сотрясений.

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНДУКЦИОННЫХ РЕЛЕ

Предотвращение ложной работы. Ложная работа токовой отсечки может произойти из-за сотрясения. Если реле смонтировано на металлической стенке или дверце ячеек К СО, в приборном отсеке ячеек КРУ, КРУН , то при работе соседних выключателей оно подвергается сотрясениям. Чтобы не допустить ложной работы, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

после монтажа проверяют жесткость закрепления ячеек; дверцы ячеек должны быть заперты；

в приборных отсеках ячеек реле устанавливают на резиновых амортизаторах.

Предотвращение отказов из-за деформации цоколя. Конструктивным недостатком реле является недостаточная жесткость цоколя. Затягивая чрезмерно крепежные винты при установке реле, можно изогнуть цоколь, что может привести к нарушению зацепления или к заклиниванию диска. В связи с этим противоаварийный циркуляр предписывает обязательное применение резиновых прокладок между панелью и цоколем при монтаже реле на щитах или стенках РУ. Этот же циркуляр предупреждает о недопустимости чрезмерной затяжки крепежных гаек. Если проверка реле делалась в лаборатории, то после его установки повторно проверяют работу индукционнох о элемента.

Рис. 26. Установка упорной шпильки и штифта для увеличения тока начала вращения диска：1 — цоколь реле; 2 — гайка М4; 3 — упорная шпилька; 4 — ось диска; 5 — штифт； 6 — дискРис. 26. Установка упорной шпильки и штифта для увеличения тока начала вращения диска：1 — цоколь реле; 2 — гайка М4; 3 — упорная шпилька; 4 — ось диска; 5 — штифт； 6 — диск6〃 Вшпкиб6〃 ВшпкибРис. 27. Схема намотки катушки реле серии РТ-80 на ток 10 А. Стрелкой показано направление намоткиРис. 27. Схема намотки катушки реле серии РТ-80 на ток 10 А. Стрелкой показано направление намотки

Рис. 26. Установка упорной шпильки и штифта для увеличения тока начала вращения диска：

1 — цоколь реле; 2 — гайка М4; 3 — упорная шпилька; 4 — ось диска; 5 — штифт； 6 — диск

Рис. 26. Установка упорной шпильки и штифта для увеличения тока начала вращения диска：

1 — цоколь реле; 2 — гайка М4; 3 — упорная шпилька; 4 — ось диска; 5 — штифт； 6 — диск

6〃 Вшпкиб

6〃 Вшпкиб

Рис. 27. Схема намотки катушки реле серии РТ-80 на ток 10 А. Стрелкой показано направление намотки

Рис. 27. Схема намотки катушки реле серии РТ-80 на ток 10 А. Стрелкой показано направление намотки

Увеличение тока начала вращения диска. Постоянное вращение диска приводит к износу опор. Наиболее интенсивному износу подвергается шарик подпятника у реле ст力ой серии ИТ-80. На износостойкость влияет запыленность окружающего воздуха.

Несложная реконструкция позволяет увеличить ток начала вращения диска (рис. 26). В цоколе реле сверлят отверстие и нарезают резьбу М4 для закрепления шпильки. Шпильку фикси- руют гайкой. В оси диска также сверлят отверстие, в которое запрессовывают штифт. Шпильку и штифт изготавливают из бронзы. Поверхности соприкосновения штифта и шпильки полируют для уменьшения трения. Регулировку тока начала вращения диска производят изменением угла встречи и значением зазора между шпилькой и штифтом. Для этого меняют изгиб шпильки, В положении полного зацепления зазор между шпилькой и штифтом должен быть не менее 1,2 мм.

После реконструкции ток начала вращения диска становится равным около 0,95 тока срабатывания индукционного элемента. Остальные параметры не изменяются.

Целесообразность такой реконструкции определяется с учетом местных условий- Если имеет место коррозия, то для ее предотвращения диск должен вращаться.

Расширение верхнего предела шкалы уставок по току. Расчетная уставка по току может оказаться более 10 А. Такая уставка может быть выполнена, если использовать витки между двумя отпайками. Для этого конец обмотки отсоединяют от контактной колодки и изолируют^ На его место подсоединяют

один из отпаечных проводов, отсоединенный от штепсельного мостика.

Нетрудно подсчитать необходимое число витков для задан* ного тока. Известно, что магнитодвижущая сила (ампер-витки) срабатывания при данной регулировке является постоянной величиной. Так, реле типа РТ-80/1 имеет 60 витков. При всех задействованных витках ток срабатывания равен 4 А. Следовательно, на любой уставке магнитодвижущая сила составляет 240 А, а число витков

w = 240/k ・ (26)

Найдя затем число витков между различными отпайкамн, мы можем определить токи срабатывания для всех вариантов включения промежуточных витков. В качестве примера это сделано для реле типа РТ-81/1 (рис. 27, табл. 3).

Длительно допустимый ток при любых пересоединениях остается равным указанному на щитке.

Изменение характеристики реле серии РТ-80. Если защита присоединения выполнена на реле серии РТ-80, а последующая защита имеет независимую выдержку времени, то при расчете уставок могут возникнуть затруднения. Дело в том, что для обеспечения селективности ток срабатывания последующей защиты приходится принимать равным 6-7-кратному току предыдущей. Чувствительность такой защиты может оказаться недостаточной. Более удобной для согласования представляется характеристика с ранним переходом в независимую часть (аналогично характеристике реле серии РТВ). Получить такую характеристику возможно путем установки второй возвратной пружины. Она устанавливается рядом с первой в тех же отверстиях. Витки пружин не должны касаться друг друга. В результате ток срабаты-

Таблица 3

Отпайка, выведенная на зажим (рис. 27)

Ток срабатывания. А, при положении однополюсной вилки

1

2

3

4

5

6

7

J

20

12

9,2

8

7,3

6,7

2

20

—

30

17,1

13,3

П,4

10

3

12

30

•—

40

24

18,5

15

4

9,2

17」

40

—

60

34,3

24

5

8

13,3

24

60

—

80

40

6

7,3

.11,4

18,5

34,3

80

—

80

7

6,7

10

15

24

40

80

—

Рис. 29. Двухрелейная схема защиты с одним электромагнитом отключения

Рис. 28. Характеристика реле типа РТ-85/1 с двумя возвратными пружинами. Штепсельный винт ввернут во второе гнездо (5 А)

вания увеличивается вдвое, а переход в независимую часть наступает практически при трехкратном токе (рис. 28). При согласовании с характеристикой пре дохраните л я ПКТ необходимо иметь в виду, что при токе срабатывания время значительно уменьшилось.

Двухрелейная схема защиты на переменном оперативном токе с одним электромагнитом отключения. В эксплуатации до сих пор сохранились ручные приводы с одним гнездом для электромагнита отключения. При переводе подстанции на переменный оперативный ток в это гнездо устанавливается пятиамперная катушка и выполняется однорелейная схема ”на разность токов". Недостатки такой защиты известны: неодинаковая чувствительность к различным видам повреждений, трудность согласования характеристик, более тяжелые условия работы контактов из-за возрастания вторичного тока.

Эти недостатки устраняются двухрелейной схемой (рис. 29). Отключающий электромагнит включен на разность токов, а два реле типа РТ-85 一 в каждое плечо на фазные токи.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Беркович М-А・，Молчанов В«В., Семенов В.А. Основы техники релейной защиты. — 6-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат. 1984.

Коваленский И»В. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1000 В. — 2-е изд,, перераб. и доп. М.: Энергия. 1977.

Левченко М.Т., Черняев П_Д・ Индукционные реле тока. М.: Энергия. 1966.

Методические указания по техническому обслуживанию реле максималь* него тока PT-80, РТ-90. / Союзтехэнерго. М.: Энергоатомиздат. 1983.

Правила технического обслуживания устройств релейной защиты и автоматики электрических сетей 0,4 — 20 кВ. / Союзтехэнерго. М.: Энергия. 1979.

Правила устройства электроустановок. Минэнерго СССР, — 6-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат. 1986.

Реле защиты / В.С. Алексеев. Г.П. Варганов, Б.И. Панфилов. Р.З. Розенблюм. М.: Энергия. 1976.

Шабад М.А. Защита трансформаторов распределительных сетей. Л.: Энерго- издат. Ленингр. отд-ние. 1981.

Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. — 3-е изд. перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. 1985,

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие 3

L Принцип действия электромагнитных и индукцион

ных реле тока 5

Конструкция реле 11

Назначение и технические данные реле17

Расчеты релейной защиты с реле серии РТ-8022

Техническое обслуживание реле35

Опыт эксплуатации индукционных реле50

Список литературы54

Производственное издание

Труб Иосиф Израилевич

ИНДУКЦИОННЫЕ РЕЛЕ ТОКА

Редактор Т.Н. Дороднова

Редактор издательства А.В. Волков и ц кая

Ху до жеств енные редакторы В. А. Гозак-Хозак, Г.И. Панфилова

Технический редактор Г.И Лядухина

Корректор Е.С. Арефьева

ИБ № 2589

Набор выполнен в издательстве. Подписано в печать с орнгинала-макета 09.01.90. Формат 60 х 88 1/16. Бумага офсетная № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 3,43.

Усл. кр.-отт. 3.67. Уч .-изд. л. 3^5 .Тираж 2 8 000 экз. Заказ 6 908. Цена 20 к.

Энергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.

Отпечатано в ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Зна- менн МПО "Первая Образцовая типография** Государственного комитета СССР по печати. 113054, Москва, М-5 4, Валовая ул., 2 8.

20 к.

с”，上 & 1еппфшп^х навесишь

Mimeb^m uf^M нс

qqm0qqq & Ue fn/n/才 *cd；，u