Файл: Фабрикант, В. Л. Элементы устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проектирование учеб. пособие.pdf

§7.12. Создание заданных магнитодвижущих сил обмоток

Из рассмотрения вращающих моментов различных ре­ ле следует, что их значения зависят от магнитодвижущих сил об­ моток. Поэтому необходимо рассмотреть возможность получения магнитодвижущих сил с заданной зависимостью от подведенных электрических величин.

Как было указано в § 7.9, для использования реле без постоян­ ного магнита в качестве органов сравнения по абсолютному зна­ чению или по фазе магнитодвижущие силы обмоток должны быть

пропорциональны э. д. с. или токам Е х и Е% определяемым по (2.3) и (2.4). Способы создания этих э. д. с. или токов были рассмотрены в § 3.5 и 3.6. Если эти э. д. с. или токи подвести к обмоткам реле, то можно получить магнитодвижущие силы, пропорциональные этим э. д. с. или токам. В случае, если к обмотке подводится ток, как показано в следующем параграфе, то магнитодвижущая сила обмотки в простейшем случае совпадает по фазе с подведенным током:

Поэтому выбором параметров обмотки можно лишь изменять ко­ эффициент пропорциональности kIt который в этом случае являет­ ся вещественным. Если же к обмотке подводится напряжение

то коэффициент kv — комплексный. Выбором параметров обмотки и добавочного сопротивления к ней можно изменять как абсолют­

ное значение, так и аргумент коэффициента kv.

Во всех случаях считается, что внутреннее сопротивление изме­ рительной схемы, при помощи которой создается подводимый ток /

или подводимое напряжение 0 , не влияет на значение этого тока или напряжения. Это значит, что измерительная схема, создаю­ щая ток, обладает весьма большим внутренним сопротивлением по сравнению с сопротивлением присоединяемой нагрузки (обмот­ ки реле), а измерительная схема, создающая напряжение, обла­ дает весьма малым сопротивлением по сравнению с сопротивле­ нием нагрузки. Учет внутреннего сопротивления источника значи­ тельно усложняет задачу и здесь не рассматривается.

Определение параметров обмоток и добавочных сопротивлений

кним для получения заданных значений коэффициентов kt в (7.78)

иkv в (7.79) рассматривается в § 7.13 и 7.14.

3 4 1

Так как число витков — вещественное и целое число, то и коэффи­ циент kj может быть только вещественным и целым.

Диаметр обмотки определяется из условий размещения ее в имеющемся окне. Для расчета может быть использовано выраже­ ние (3.26). В этом выражении неизвестно сечение провода Sj и за­ висящий от этого сечения коэффициент заполнения kaI. Учитывая слабую зависимость коэффициента заполнения от сечения, задачу легко решить методом последовательных приближений. Задаваясь коэффициентом заполнения (например кз1 = 0,5), определяем сече­ ние провода из (3.26) и по нему диаметр провода. Затем уточ­ няем коэффициент заполнения по кривым рис. 3.21. После этого уточняется сечение провода по (3.26) и его диаметр. Обычно коэф­ фициент заполнения изменяется при этом столь мало, что дальней­ шие приближения не нужны. Провод должен быть проверен по допустимой плотности тока (термическая устойчивость).

Если плотность тока выше допустимой, то это показывает, что в отведенном окне не может быть создана заданная магнитодви­ жущая сила. Если плотность тока ниже допустимой, то можно принять меньший диаметр провода. При этом уменьшается расход меди, но увеличивается потребление обмотки.

Пример 7.1. Магнитодвижущая сила каждой катушки (в реле две катушки), необходимая для срабатывания токового реле типа ЭТ, регулируется затяжкой пружины в пределах 25—50 а. Рассчитать обмотку реле — число витков каж­

дой катушки и диаметр провода — для получения тока срабатывания, регули­

342

допустимо.

§7.14. Выбор обмотки и добавочного сопротивления

кней для получения заданного коэффициента ku

в выражении F = kuU

при подведенном напряжении U

При непосредственном (без добавочного сопротивления) включении обмотки реле на подведенное напряжение, учитывая зависимость (7.9) абсолютного значения сопротивления обмотки от числа витков, находим магнитодвижущую силу обмотки по (7.7):

Из (7.81) следует, что магнитодвижущая сила F отстает от прило­

женного напряжения U на угол обмотки у, который (Л. 13] практи­ чески не зависит от числа витков.

Для реле постоянного тока вопрос о фазе отпадает. В этом случае в выражении (7.81) исчезает множитель e~iy и kz = kR. Число витков может быть непосредственно найдено из (7.81), если задан коэффициент пропорциональности между F и U. Необхо­ димо также указать, что для реле постоянного тока значение кя в большей степени зависит от заполнения окна катушки, чем kz для реле переменного тока.

Если нужно получить зависимость магнитодвижущей силы от

где a=j£—у. т0 необходимо включить последовательно с обмоткой такое добавочное сопротивление, чтобы угол сопротивления всей

Для получения уц<У целесообразно использовать добавочное емкостное сопротивление при значительной разности у—уц и Доба­ вочное активное сопротивление при малом значении этой разности.

343

При уц> у необходимо примейение дросселя высокой добротности.

для добавочного активного сопротивления

344