Изучение электромагнитных реле напряжения

 

Целью работы является изучение принципа действия, конструкции электромагнитных реле напряжения типа РН – 50.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с устройством и электрической схемой испытуемого реле, указать его тип, начертить схему внутренних соединений реле с указанием маркировки зажимов.

Общие сведения из теории

Максимальное реле напряжения РН–53 предназначено для применения в схемах релейной защиты и автоматики в качестве органа, реагирующего на повышение напряжения в цепи переменного тока;

минимальное реле напряжения РН–54 – в качестве органа, реагирующего на уменьшение напряжения в цепи переменного тока.

Конструкция реле напряжения аналогична конструкции реле тока РТ– 40. У реле напряжения гаситель вибрации отсутствует. Для снижения вибраций подвижной системы обмотка реле этого типа, состоящая из двух секций, соединенных последовательно, включается в контролируемую цепь напряжения посредством выпрямительного моста VS (рисунок 3.1).

Мост собран из полупроводниковых диодов и обеспечивает двухполупериодное выпрямление переменного тока. В этом случае через обмотку проходит пульсирующий ток, который можно разложить на переменную составляющую:

(3.1)

и постоянную составляющую:

 

(3.2)

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

 

F ≈ (3.3)

и оказывается значительно меньшим, чем для электромагнитных реле типа РТ – 40.

Для реле напряжения, подключенного к трансформатору напряжения по схеме двухполупериодного выпрямления, влияние знакопеременного усилия, вызванного переменной составляющей выпрямленного тока, сказывается в меньшей степени, чем для реле тока с малым числом витков, включенного на выпрямленный ток трансформаторов тока. Происходит это вследствие того, что обмотка многовиткового реле напряжения представляет для переменной составляющей большее сопротивление, чем для постоянной составляющей. Это обстоятельство обусловливает снижение амплитуды переменной составляющей и, следовательно, амплитуды знакопеременного усилия, меняющегося с частотой 4ω сети.

Увеличение частоты также способствует снижению вибрации контактов.

 

7 8

Рисунок 3.1 Схема внутренних соединений реле напряжения РН – 53

и РН – 54 и распределение токов положительной (I^/) и отрицательной (I^//) полуволне напряжения

 

Для изменения предела регулирования напряжения срабатывания в схеме реле РН – 53 предусмотрены два добавочных резистора R1 и R2. Реле имеет два диапазона уставок. В диапазоне меньших уставок, указанных на шкале, реле подключается к контролируемой цепи зажимами 4 и 8 через добавочный резистор R1, при подключении реле зажимами 2 и 8 – через два последовательно включенных резистора R1 и R2, напряжение срабатывания реле увеличивается в 2 раза, соответственно в 2 раза увеличиваются уставки на шкале.

 

 

Рисунок 3.2 Схема внутренних соединений реле РН - 58

 

Максимальные реле напряжения типа РН – 53, применяемые в схемах РЗА, имеют коэффициент возврата не ниже 0,8, а минимальные реле напряжения типа РН – 54 не выше 1,25. Напряжением срабатывания минимального реле называется напряжение, при котором происходит отпускание реле и замыкание размыкающих контактов; напряжением возврата – напряжение при котором якорь реле притягивается к сердечнику и замыкающие контакты замыкаются.

Кроме рассмотренных, выпускаются реле напряжения постоянного тока типа РН -51 и специальные реле переменного тока типа РН -58 с повышением коэффициентом возврата – 0,95.

Максимальное реле напряжения РН - 58 предназначено для применения в схемах защиты в качестве органа, реагирующего на повышение напряжения в цепи переменного тока в тех случаях, когда требуется повышенный коэффициент возврата.

Схема внутренних соединений реле дана на рисунке 3.2. Исполнительный орган реле выполнен аналогично исполнительному органу реле РН -53. Обмотка реле питается через выпрямительный мост VS.

Напряжение, поступающее на вход выпрямительного моста, регулируется делителем R1 - R2 и ограничивается цепочкой встречно включенных кремниевых стабилитронов VД1 - VД4. Потенциометр R1 имеет шкалу с нанесенными на ней уставками напряжения срабатывания. Первичная обмотка согласующего трансформатора ТV имеет отпайку от середины, что дает возможность получения двух диапазонов уставок. Использование в схеме стабилитронов, т.е. устройств, на выходе которых поддерживается постоянное значение напряжения при изменяющемся значении проходящего по цепи тока, позволяет создавать реле, имеющее повышенный коэффициент возврата.

Основной характеристикой полупроводникового прибора, подлежащей проверке и определяющей исправное состояние его, является значение сопротивления в прямом и обратном направлениях, т.е. зависимость I= f(U). В схеме на рисунке 3.3, (а, б) резистор R1 (около 5 кОм) необходим для защиты измерительного прибора на случай, когда диод окажется закороченным.

Падение напряжения на полупроводниковом приборе должно измеряться катодным вольтметром с большим входным сопротивлением (АВО5М1, Ц - 52). При обратном включении повышение амплитуды напряжения не должно превышать значение Uобр, гарантированное заводом – изготовителем.

Характеристики должны проверяться при разных температурах, соответствующих температурным режимам, при которых могут работать устройства. Проверка исправности диодов выпрямительного моста может быть выполнена с помощью измерительного прибора имеющего шкалу сопротивлений омметра путем измерения прямого и обратного сопротивления каждого диода. Прямое сопротивление диода при напряжении на источнике питания 1 – 1,5 В должно быть 150 – 200 Ом, при подключении к источнику питания диода обратной полярности прибор должен показать бесконечность. Сопротивление пробитого диода близко к нулю, как в прямом, так и в обратном направлениях. Если при проверке реле РН -58 значение коэффициента возврата окажется значительно ниже гарантированного заводом – изготовителем ( ≥ 0,95), то целесообразно провести проверку стабилитронов. Предварительная проверка состоит из замеров прямого и обратного сопротивлений с помощью омметра (аналогично проверке диодов). Эффективность стабилизации напряжения стабилитроном проверяется по схеме на рисунке (3.3, в).

 

Рисунок 3.3 Схема испытания полупроводниковых элементов реле РН - 58

а) - снятие зависимости при прямом прохождении тока; б) – то же при обратном прохождении тока; в) – проверка стабилитрона

 

Исправным считается стабилитрон, у которого при токах стабилизации в диапазоне от 1 до 25 мА напряжение изменяется не более чем на 2 – 5%. Сопротивление резистора R1 в схеме проверки принимается равным 20 и 40 кОм.

Отчет должен содержать:

Название работы, цель работы, схему испытаний, выполненную с помощью чертежных инструментов, с соблюдением ГОСТа, паспортные характеристики изучаемых реле. Схему внутренних соединений реле напряжения РН – 53 и РН – 54, реле РН -58 с указанием маркировки зажимов, схему испытания полупроводниковых элементов реле РН – 58.

 

 

Лабораторная работа №4