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

денной величины плавно перемещается и подвижная часть от на­ чального до конечного положения как стрелка измерительного при­ бора.

Аналогичное положение имеет место и при возврате подвижной части (линия 3 на рис. 7.15).

Такое плавное перемещение подвижной части при плавном изменении подведенной величины, необходимое для измеритель­ ного прибора, для реле нежелательно и имеет следующие недо­ статки:

1.При некотором значении подведенной величины подвижная часть реле перемещается из начального в промежуточное положе­ ние. При этом уменьшается контактное расстояние и понижается надежность реле.

2.После срабатывания реле при некотором уменьшении подве­ денной величины подвижная часть реле может занять промежуточ­ ное положение, близкое к конечному. При этом контактные эле­ менты разойдутся на малое расстояние и возникшая дуга может вызвать их обгорание.

3.При токе, близком к току срабатывания, замыкание контак­ та происходит при вращающем моменте, близком к нулю, и не обеспечивает надежного прогиба контактных пластин. Это приво­ дит к усиленной вибрации под влиянием переменной составляющей вращающего момента.

4.Коэффициент возврата реле с такой характеристикой обыч­ но не высок. Это объясняется тем, что ток возврата — это макси­ мальный ток, при котором подвижная часть реле возвращается в исходное положение (а не ток, при котором она отходит от конеч­

ного положения). Как видно из линии 3 рис. 7.15, для возврата в начальное положение требуется заметное снижение подведенной величины.

Ввиду указанных недостатков стремятся к тому, чтобы реле имело характеристику, показанную на рис. 7.14.

В некоторых случаях изменение отдельных составляющих сум­ марного момента может иметь и другой характер. Иногда проти­ водействующий момент осуществляется при помощи поля постоян­ ного магнита. В таких случаях он обычно уменьшается при пере­ мещении подвижной части в направлении срабатывания. Так, в выражении (7.77) для момента поляризованного реле, как уже указывалось, первый член зависит от тока в обмотке реле, а остальные члены могут рассматриваться как противодействующий момент. При перемещении подвижной части в сторону срабатыва­ ния поток Фщ возрастает, а ФП2 уменьшается. В результате проти­ водействующий момент снижается (если это не компенсируется нарастанием отрицательного механического момента). Напротив, первый член не меняется при перемещении якоря. Однако подход к оценке характеристики изменения момента при перемещении по­ движной части остается таким же, как в рассмотренных случаях рис. 7.14 и 7.15.

350

§7.17. Регулирование параметров срабатывания

ивозврата реле

Если реле используются как измерительные органы, тоих параметры срабатывания должны регулироваться в определен­ ных пределах.

Ворганах с двумя и более электрическими величинами само электромеханическое реле служит обычно лишь для сравнения двух величин по абсолютному значению или по фазе. Сами сравни­ ваемые величины формируются измерительной схемой (см. главу третью). В измерительной схеме и предусматриваются все необхо­ димые регулировки параметров срабатывания.

Ворганах же с одной электрической величиной, осуществляе­ мых электромеханическими реле, отдельная измерительная схема» как правило, отсутствует, и регулировки осуществляются непосред­ ственно на электромеханическом реле. Регулирование параметров срабатывания в этом случае чаще всего производится либо изме­ нением противодействующего момента, либо изменением числа витков обмотки.

Противодействующий момент удобнее всего регулировать изме­ нением затяжки пружины. Преимущества такого способа заклю­ чаются в плавном изменении параметров срабатывания и конст­ руктивной простоте. Недостатком является изменение характери­ стик реле при регулировке. Меняются индукция при срабатывании, потребление реле при срабатывании и др. Такое изменение не всегда желательно и обычно ограничено определенным диапазоном значений.

При изменении числа витков магнитодвижущая сила при сраба­ тывании не изменяется. Соответственно не изменяются магнитный поток и индукция и мало изменяется потребление. Недостаток регулирования числом витков заключается в ступенчатости регули­ ровки и неполном использовании окна обмотки при неполном числе витков. Последнее увеличивает потребление реле при срабатыва­ нии. Для устранения последнего недостатка иногда число витков изменяют переключением равных секций обмотки с последователь­ ного на параллельное соединение. Однако такое переключение усложняет конструкцию и меняет параметр срабатывания боль­ шими ступенями. Часто используются лишь две секции, что меняет параметр срабатывания вдвое. Большее число секций, как прави­ ло, не применяется из-за сложности.

Коэффициент возврата может регулироваться, как ясно из пре­ дыдущего параграфа, только изменением характеристики момента при перемещении подвижной части. Такая регулировка произво­ дится обычно изменением начального или конечного (или обоих) положения подвижной части (например перестановкой упоров в на рис. 7.1, а).

351

§ 7.18. Контакт реле

Контакт реле должен замыкать и размыкать электриче­ скую цепь, по которой протекает ток. Более трудные условия воз­

так как при уменьшении тока возникающая э. д. с. самоиндук­ ции — L(di/dt) стремится его поддержать.

вентилем

При одной и той же разрывной мощности с уменьшением на­ пряжения допустимый ток возрастает, и наоборот. Однако возрас­ тание как тока, так и напряжения ограничивается предельными значениями /пр и Unр. Таким образом, напряжение и ток / к ограничиваются тремя условиями:

UK= /( / к), показанной на рис. 7.16. Значения UK и /„ для данного реле должны быть такими, чтобы точка /к, UK лежала ниже и ле­ вее заданной характеристики.

352

В ряде случаев, особенно при больших постоянных времени цепи, разрываемой контактами, и больших требуемых разрывных мощностях постоянного тока, прибегают к шунтированию нагруз­ ки, способствующему уменьшению дуги на контакте и более лег­ кому ее гашению. Наиболее распространенные схемы показаны на рис. 7.17 и 7.18.

При разрыве цепи контактом (см. рис. 7.17) ток, протекавший в индуктивной цепи, замыкается через контур RC, поэтому лишь

часть его проходит через размыкающийся контакт, образуя дугу. При определенных значениях выбранных Яд и С(ЯД=Я , C= L/R2)

вся нагрузка, включая контур ЯДС, ведет себя как активное сопро­ тивление R и в установившемся и в переходном режимах. В этом

легко убедиться, составив операторное выражение для сопротив­ ления нагрузки:

(7.96)

Однако и при отклонении от указанных оптимальных условий (что часто делается для уменьшения емкости С) контур помогает гашению дуги на контакте и поэтому называется и с к р о г а с и ­ тельным. Активное сопротивление Яд необходимо для ограниче­ ния зарядного тока емкости, протекающего через контакт в момент его замыкания.

Всхеме рис. 7.18 при размыкании контакта ток, протекавший

вцепи R, L, замыкается через вентиль Д и активное сопротивле­

ние Яд. Вентиль не дает току протекать по этой цепи при вклю­ ченном контакте, ограничивая тем самым ток контакта и потреб­ ление схемы. Сопротивление Яд может и отсутствовать. Чем оно меньше, тем меньше напряжение на контакте в момент его размы­ кания. Однако отсутствие сопротивления или его очень малая величина приводят к увеличению времени затухания тока в цепи R, L и замедлению возврата реле.

Контакты выполняются из серебра, платины, вольфрама, метал­ локерамики. Исполнение контакта зависит от требуемой разрывной мощности и возможного давления на контакт. Более мощный контакт требует обычно и более высокого давления, а следователь­ но, большего вращающего момента и большей потребляемой мощ­

ности.

Конструкция контакта должна предусматривать уменьшение износа и вибраций. Помимо переменной составляющей момента (см. § 7.3) к вибрации приводит удар, возникающий при замыка­ нии контакта. Вибрация замедляет действие реле и способствует обгоранию контакта. Предотвращение или уменьшение вибрации зависит от конструктивных решений (совместный ход контактной