Реле тока напряжения мощности

Реле напряжения с контролем тока и мощности МР-63с

Мультифункциональное реле напряжения серии МР предназначено для непрерывного контроля величины напряжения и мощности нагрузки. Потребитель будет автоматически отключен при выходе значения напряжения или мощности за установленные пределы. Прибор управляется микроконтроллером, который измеряет, анализирует и отображает действующий уровень напряжения, тока и мощности.

Коммутация нагрузки осуществляется электромагнитным реле. Пределы отключения и время задержки включения сохраняются в энергонезависимой памяти.

3-7. Вторичные реле тока, напряжения и мощности косвенного действия

а) Схема включения

Принципиальная схема включения вторичного реле максимального тока косвенного действия па оперативном постоянном токе приведена на рис. 3-15.

В отличие от реле прямого действия реле косвенного действия не производят сами отключение выключателя. Для этой цели в приводе имеется специальный отключающий электромагнит 2, а реле 1 имеет вместо бойка контакты, которыми оно при срабатывании замыкает цепь обмотки отключающего электромагнита на аккумуляторную батарею, являющуюся источником оперативного тока.

Для облегчения конструкции реле его контакты не рассчитываются па размыкание цепи обмотки отключающего электромагнита, в которой проходит большой ток, до 10 А. Размыкание этой цепи производит специальный блокировочный контакт (блок-контакт) привода 3, который размыкается при отключении выключателя. Поэтому при возврате реле в исходное положение его контакты размыкаются при отсутствии тока.

Вторичные реле производят незначительную работу и поэтому могут быть выполнены весьма точными и чувствительными при небольших размерах. Кроме того, их легко соединять в различные схемы. Благодаря этим положительным свойствам вторичные реле косвенного действия являются основным типом реле и получили наиболее широкое применение для релейной защиты и автоматики.

Недостатком реле косвенного действия является необходимость источника оперативного тока (см. гл. 4) и затраты контрольного кабеля для соединения реле с источником оперативного тока и с приводом выключателя.

б) Электромагнитные реле мгновенного действия серий ЭТ-520 и ЭН-520

Электромагнитное токовое реле мгновенного действия серии ЭТ-520 выполнено на электромагнитной системе с поперечным движением якоря (см. § 3-2) и, как показано на рис. 3-16, состоит из следующих основных частей: электромагнита 1 с обмотками 2, расположенными на верхнем и нижнем полюсах; якоря 3, расположенного между полюсами и жестко укрепленного на оси; подвижного контактного мостика 5, укрепленного на той же оси с помощью изоляционной колодки; спиральной пружины 4; неподвижных контактов 6; регулировочной головки 7 с поводком и указателем для изменения тока срабатывания реле; шкалы 8 с нанесенными на пей уставками и упорных винтов 9, предназначенных для фиксации начального и конечного положений якоря.

При прохождении по обмоткам электромагнита тока электромагнит стремится притянуть якорь к полюсам, т. е. повернуть его вместе с осью по часовой стрелке. Этому препятствует спиральная пружина, которая стремится повернуть ось в противоположном направлении. Усилие, воздей ствующее на якорь от электромагнита (электромагнитный момент), зависит от числа витков обмотки, величины тока в обмотке и угла поворота якоря [см. формулу (3-1)], а усилие от пружины (противодействующий момент) — от начальной затяжки пружины и угла поворота якоря.

При отсутствии тока в обмотке или его малой величине якорь под воздействием пружины находится в крайнем левом положении. С увеличением тока электромагнитный момент возрастает, и когда он превысит противодействующий момент пружины, якорь втягивается под полюсы и поворачивает ось с подвижным контактным мостиком, который при этом замыкает неподвижные контакты. Момент замыкания контактов называется моментом срабатывания реле.

Наименьший ток, при котором реле срабатывает, называется током срабатывания IC.P., а наибольший ток, при котором реле возвращается в исходное положение, называется током возврата IB.P.

так же, как у реле прямого действия, называется коэффициентом возврата, который составляет 0,85 у реле максимальных и 1,2 у реле минимальных.

Уставку тока срабатывания у реле серии ЭТ-520 можно изменять плавно, усиливая или ослабляя затяжку пружины при помощи указателя, передвигаемого по шкале. При перемещении указателя из одного крайнего положения в другое уставка тока срабатывания изменяется в 2 раза. Кроме того, в реле предусмотрена возможность соединения катушек обмотки, расположенных на полюсах, последовательно или параллельно, что изменяет пределы шкалы также в 2 раза. Используя оба способа, можно изменять уставку реле в 4 раза.

Намагничивающая сила срабатывания, определяемая как произведение тока, соответствующего уставке в конце шкалы, на число витков обмотки (при параллельном соединении катушек) равна:

Электромагнитные реле напряжения мгновенного действия серии ЭН-520 имеют конструктивно такое же устройство, как и реле ЭТ-520 (рис. 3-16). Отличие состоит в выполнении их обмоток. Реле ЭН-520, включаемое на напряжение как вольтметр, имеет обмотки с большим числом витков и с преобладанием активного сопротивления над реактивным, что требуется для устойчивой работы реле [Л. 2, 5, 17, 18].

в) Электромагнитные реле мгновенного действия серий РТ-40 и РН-50

Электромагнитные реле серий РТ-40 и РН-50 выполнены так же, как рассмотренные выше реле ЭТ-520 и ЭН-520 на электромагнитной системе с поперечным движением якоря. Принцип устройства реле РТ-40, РН-50 показан на рис. 3-17 и конструктивное выполнение — на рис. 3-18 [Л. 5, 19].

Реле состоит из следующих основных частей (деталей): электромагнита 1 с обмоткой 2, состоящей из двух катушек, расположенных на верхнем и нижнем стержнях электромагнита; стального якоря 3, жестко укрепленного на оси 10; подвижных контактных мостиков 5, укрепленных на якоре с помощью изоляционной колодки; спиральной противодействующей пружины 4, связанной внутренним концом с осью якоря; неподвижных контактов 8, 9 и упорных винтов 6, 7, ограничивающих ход якоря.

На якорь действуют электромагнитная сила FЭЛ [см. (3-1)] и противоположная по направлению механическая сила пружины FПР. Якорь притягивается к электромагниту, и реле, срабатывая, размыкает контакты 8 и замыкает контакты 9 при токе в реле, при котором FЭЛ > FПР.

Уставки срабатывания токовых реле РТ-40 регулируются изменением натяжения пружины с помощью поводка (рис. 3-18) и изменением соединения катушек обмотки реле (последовательно или параллельно), что изменяет пределы шкалы в 2 раза. Нанесенные на шкале уставки соответствуют последовательному соединению катушек. При параллельном соединении уставки шкалы удваиваются.

Реле имеет коэффициент возврата не менее 0,8.

Для гашения вибрации контактов при ударах якоря об упоры у токовых реле РТ-40 имеется специальное механическое устройство — гаситель вибрации (рис. 3-18). Гаситель вибрации представляет собой небольшой полый цилиндр, укрепленный на одной оси с якорем и заполненный песком. При срабатывании реле песок поглощает энергию

удара якоря об упоры, чем предотвращается его отскакивание и вибрация контактов.

Реле напряжения переменного тока типов РН-53 и РН-54 выполнены конструктивно так же, как реле РТ-40. Отличием является отсутствие гасителя вибрации и иная схема включения обмоток.

У этих реле, которые постоянно находятся под напряжением, для снижения вибрации подвижной системы обмотка реле ОР включена в сеть переменного тока не непосредственно, а через выпрямитель В, как показано на рис. 3-19. Выпрямитель выполнен по схеме двухполупериодного выпрямления, получившей название однофазного моста. В плечи моста включены полупроводниковые диоды 1—4 (германиевые или кремниевые), которые пропускают ток только в одном направлении (в сторону острия треугольника, условно обозначающего диод). К одной диагонали моста (точки а, в) подводится переменное напряжение, а к другой (точки б, г) подключается обмотка реле с последовательно соединенными катушками.

Процесс выпрямления происходит следующим образом: в первый, положительный полупериод переменный ток подходит к точке а, далее проходит через диод 1, затем через обмотку реле — в направлении, указанном сплошной стрелкой, затем через диод 3 и выходит обратно в сеть через точку в. Во второй отрицательный полупериод переменный ток имеет обратное направление, т. е. подходит к точке в, далее проходит через диод 2, затем через обмотку реле в том же направлении (пунктирная стрелка), что и во время первого полупериода, затем проходит через диод 4 и выходит в сеть через точку а.

Таким образом, несмотря на то что переменный ток имеет в течение периода различное направление, выпрямленный ток в обмотке реле проходит в одном и том же направлении, т. е. имеет пульсирующий характер, как показано на диаграмме рис. 3-19.

Реле типа РН-53 имеет коэффициент возврата не ниже 0,8, а реле типа РН-54 — не выше 1,25.

Уставки реле РН-53, РН-54 регулируются изменением натяжения пружины с помощью поводка 14 (рис. 3-18) и с помощью включения одного или двух дополнительных сопротивлений r1, r2в цепи обмотки реле (рис. 3-19), что изменяет предел шкалы уставок в 2 раза.

Кроме рассмотренных, выпускаются реле напряжения постоянного тока типа РН-51 и специальные реле переменного тока с повышенным коэффициентом возврата 0,95 типа РН-58 [Л. 14, 19].

г) Комбинированные токовые реле типов РТ-80 и РТ-90

Реле типов РТ-80 и РТ-90 по принципу действия являются комбинированными и состоят из двух элементов: индукционного и электромагнитного. Конструктивное выполнение реле РТ-80 и РТ-90 показано на рис. 3-20 [Л. 5, 30].

Индукционный элемент состоит из электромагнита 1 с двумя короткозамкнутыми витками (экранами) 2 на его верхнем и нижнем полюсах; подвижной рамки 8, которая может поворачиваться на своей оси на небольшой угол в подпятниках 30 и 31; алюминиевого диска 3, укрепленного вместе с червяком 4 на оси, вращающейся в подпятниках, расположенных в теле рамки; стальной скобы 14, укрепленной на рамке; зубчатого сектора 5, свободно лежащего на движке 32; тормозного постоянного магнита 7; устройства для регулировки времени срабатывания, состоящего из винта 20 и движка 32; пружины 9, удерживающей рамку в начальном положении; винтов 11, 12 и 13 для регулировки угла поворота рамки; сигнальных контактов 19, замыкающихся рычагом зубчатого сектора (только у реле типов РТ-83, РТ-84, РТ-86).

Электромагнитный элемент, представляющий собой токовое реле мгновенного действия, состоит из стального якоря 15 с укрепленным на нем коромыслом 16 для поворота якоря и короткозамкиутым витком 26 для устранения вибрации; замыкающего стержня 27, который вместе с якорем образует магнитопровод электромагнитного

элемента; регулировочного винта отсечки 22 со шкалой 23 и упорной пластинкой 24.

Кроме того, общими для обоих элементов являются: обмотка 29 с ответвлениями, выведенными на контактную колодку 21 с двумя контактными винтами 28; контакты реле 18, замыкающиеся изоляционным упором якоря 17, и механический указатель срабатывания, который на рис. 3-19 не показан.

При прохождении тока по обмотке реле в зазоре между полюсами создаются магнитные потоки, сдвинутые в пространстве и по фазе, которые пронизывают находящийся в зазоре диск и создают на нем вращающий момент (см. рис. 3-6). При токе, равном 20—30% тока срабатывания, диск начинает вращаться и вращать укрепленный на его оси червяк 4. Но так как рамка 8 оттянута пружиной 9 в крайнее положение, то червяк не входит в зацепление с зубчатым сектором.

Смотрите так же:  Куда подключить заземление в люстре

С момента, когда диск начинает вращаться, на пего, кроме силы, создаваемой электромагнитом FI (рис. 3-20, б), начинает действовать сила FII, создаваемая тормозным постоянным магнитом 7, магнитный поток которого пересекает вращающийся диск. Эта сила препятствует вращению диска, и величина ее тем больше, чем больше скорость вращения диска. С увеличением тока в обмотке реле увеличиваются сила FI и создаваемый ею вращающий момент на диске, вследствие чего возрастает скорость его вращения, что в свою очередь приводит к увеличению силы FII постоянного магнита.

При определенной величине тока в реле суммарная сила, воздействующая на диск и через него па рамку, равная FI+ FII, превысит силу пружины 9. В этот момент рамка с диском повернется и червяк войдет в зацепление с зубчатым сектором.

Наименьший ток, при котором происходит зацепление червяка с зубчатым сектором, называется током срабатывания индукционного элемента реле.

С момента зацепления зубчатый сектор начинает подниматься и по истечении некоторого времени, достигнув своим рычагом 6 коромысла 16, поворачивает его вверх вместе с левым концом якоря электромагнитного элемента. Правый конец якоря при этом опускается, что приводит к уменьшению зазора между якорем и магнитопроводом.

Благодаря этому правый конец якоря притягивается к маг-нитопроводу, и упор 17 замыкает (или размыкает) контакты реле 18.

С момента соприкосновения рычага зубчатого сектора с коромыслом на рычаг начинает действовать вес коромысла и скорость вращения диска уменьшается. Для того чтобы при этом не произошло расцепления червяка с зубчатым сектором, установлена стальная скоба 14, которая притягиваясь к электромагниту, усиливает зацепление червяка с зубчатым сектором.

Время, через которое происходит замыкание контактов реле, зависит от начального положения зубчатого сектора и скорости вращения диска. Начальное положение зубчатого сектора может регулироваться перемещением движка 32, па котором лежит рычаг зубчатого сектора, вдоль шкалы уставок времени срабатывания. Скорость же вращения диска зависит от величины тока в обмотке реле. Чем больше ток, тем больше скорость вращения диска и тем быстрее будет подниматься зубчатый сектор и, следовательно, тем быстрее, т. е. с меньшим временем, будет происходить замыкание контактов реле.

Таким образом, время действия реле зависит от величины тока в его обмотке, т. е. реле имеет зависимую от тока характеристику времени срабатывания. При увеличении тока в обмотке реле до величины (68) Iс.р наступает насыщение стали электромагнита, вследствие чего при дальнейшем увеличении тока магнитный поток остается почти неизменным и реле начинает работать с одним и тем же временем. Поэтому при указанных значениях тока зависимая часть характеристики переходит в независимую (рис. 3-21).

Характеристика времени срабатывания реле в зависимости от тока, состоящая из зависимой и независимой частей, называется ограниченно зависимой

Если к обмотке реле подвести сразу большой ток, достаточный для притяжения якоря электромагнитного элемента к магиитопроводу, то реле будет срабатывать без выдержки времени — мгновенно. Таким образом, электромагнитный элемент может действовать как совместно с индукционным элементом, так и самостоятельно, отсекая часть характеристики при больших токах. Поэтому электромагнитный элемент называется отсечкой.

Ток срабатывания индукционного элемента регулируется путем изменения числа витков обмотки перестановкой винтов на контактной колодке. Ток срабатывания отсечки регулируется также изменением числа витков обмотки (одновременно с индукционным элементом) и, кроме того, с помощью регулировочного винта 22 (рис. 3-20, а).

Реле типа РТ-90 имеет характеристику времени срабатывания, мало зависящую от тока. Ее независимая часть начинается примерно при трех-четырехкратном токе срабатывания.

Ранее выпускавшееся реле типа ИТ-80 имеет конструкцию, аналогичную реле РТ-80, и такие же характеристики. Реле типов РТ-85, РТ-86 и РТ-95 имеют контакты специальной усиленной конструкции и предназначены для выполнения защиты на оперативном переменном токе, как показано на рис. 3-22. При срабатывании реле вначале замыкается замыкающий контакт 1—1, а затем размыкается раз-мыкающий контакт 2—2, чем обеспечивается подключение отключающей катушки выключателя КО без разрыва цепи трансформатора тока. Контакты этих реле рассчитаны на шунтирование и дешунтирование цепи отключающей катушки с сопротивлением до 4,5 Ом при токе до 150 А.

д) Электромагнитное токовое реле с быстронасыщающимся трансформатором

Токовые реле с быстронасыщающимися трансформаторами (БНТ) предназначены для выполнения дифференциальных защит генераторов, трансформаторов и шин. Кроме того, реле с БНТ используются в отдельных случаях для быстродействующих защит от однофазных коротких замыканий. Реле с БНТ состоит из токового реле типа ЭТ-520 или РТ-40 и специального промежуточного быстронасыщаю-щегося трансформатора.

Быстронасыщающийся трансформатор работает как обычный промежуточный трансформатор, если через его первичную обмотку проходит переменный ток нормальной частоты с симметричной синусоидальной формой кривой, т. е. ток, каждый период которого состоит из симметричных положительного и отрицательного полупериодов. В этом случае, как показано на рис. 3-23, а, магнитный поток и пропорциональная ему магнитная индукция в сердечнике БНТ изменяются от положительного В ‘ макс до отрицательного В ‘ ‘ макс максимальных значений, создавая большую э. д. с. на вторичной обмотке БНТ и достаточный для работы реле ток.

Иначе работает БНТ, если через его первичную обмотку проходит ток с несимметричной формой кривой, т. е. ток, у которого каждый период состоит из одних положительных или одних отрицательных полупериодов или же из положительных полупериодов с большой амплитудой и отрицательных полупериодов с малой амплитудой (или наоборот).

Такое смещение кривой тока относительно оси времени происходит из-за того, что переходные процессы сопровождаются протеканием постоянного быстро затухающего тока, который в отличие от периодического переменного тока называется апериодическим. Таким образом, полный ток во время переходного процесса состоит из периодической и апериодической составляющих и равен их сумме.

Длительность переходного процесса зависит от соотношения индуктивного и активного сопротивлений генераторов, трансформаторов и линий электропередачи и может составлять 0,05—0,5 с.

В этом случае, как показано на рис. 3-23, б, магнитный поток и магнитная индукция в сердечнике БНТ будут изменяться только от положительного максимального значения В ‘ макс до значения Во. Поэтому на вторичной обмотке БНТ будет создаваться небольшая э. д. с. и недостаточный

для работы реле ток. Это свойство БНТ используется для того, чтобы отличать токи к. з. от токов намагничивания силовых трансформаторов и токов небаланса в первые периоды к. з., сопровождающихся переходным процессом.

Токи к. з. могут иметь несимметричную форму лишь в первый момент времени и по истечении нескольких периодов, когда затухает переходный процесс, становятся симметричными, как показано на рис. 3-23, а. Поэтому токи к. з. хорошо трансформируются через БНТ и приводят в действие реле.

Токи намагничивания силовых трансформаторов при включении их под напряжение, а также при восстановлении напряжения после отключения к. з. имеют несимметричную форму кривой, как показано на рис. 3-23, б, и поэтому плохо трансформируются через БНТ и не приводят в действие реле.

Токи небаланса достигают больших величин в первые периоды к. з., когда они в результате переходного процесса имеют, как правило, несимметричную форму кривой и поэтому также плохо трансформируются через БНТ. После затухания переходного процесса токи небаланса могут иметь

симметричную форму кривой, но их величина к этому времени значительно снижается. Таким образом, из рассмотренного следует, что при включении токовых реле через БНТ они становятся нечувствительными к токам намагничивания силовых трансформаторов и токам небаланса при переходных процессах, что дает возможность повысить чувствительность защиты. В то же время реле с БНТ надежно срабатывает при к. з. в зоне защиты.

Конструктивно реле с БНТ выполняются различно. Так, например, реле с БНТ, разработанное ВНИИЭ (рис. 3-24), состоит из реле типа ЭТ-521/0,2, включенного через БНТ, который встраивается в цоколь реле с нижней стороны. Изменение уставок производится изменением числа витков первичной обмотки БНТ, имеющей ответвления. При этом указатель, которым производится изменение натяжения пружины, остается в неизменном положении.

е) Электромагнитные токовые реле с БНТ типов РНТ-565, РНТ-566 и РНТ-567

Электромагнитные токовые реле с БНТ типов PHT-565, РНТ-566, РНТ-567 выпускаются взамен выпускавшихся ранее реле типов РНТ-562, РНТ-563, РНТ-564 и имеют аналогичное устройство [Л. 35, 56, 57].

Все реле РНТ (рис. 3-25) состоят из смонтированных в одном кожухе электромагнитного токового реле типа РТ-40 и промежуточного быстронасыщающегося трансформатора (БНТ).

В отличие от БНТ, приведенного на рис. 3-24, БНТ реле РНТ (рис. 3-26) выполняется на трехстержневом сердечнике С и имеет следующие обмотки: первичную — рабочую обмотку Р, расположенную на среднем стержне, к которой подводится ток от трансформаторов тока; вторичную обмотку В, расположенную на левом стержне, к которой подключены токовое реле Т типа РТ-40 и две короткозамкнутые обмотки К1 и K2 с одинаковым числом витков, расположенные на среднем и правом стержнях БНТ.

Принцип работы БНТ такого типа состоит в следующем. При прохождении по рабочей обмотке симметричного периодического тока Iр магнитный поток в среднем стержне Фр наводит в обмотке К1 ток IK, который, проходя по обмотке К2 создает в правом стержне магнитный поток Фк. Магнитный поток Фр и магнитный поток ФK, замыкающийся через левый стержень, наводят ток во вторичной обмотке I2, который проходит по обмотке реле Т и вызывает его срабатывание.

Таким образом, ток из рабочей обмотки Р трансформируется во вторичную обмотку В как непосредственно, так и путем двойной трансформации из обмотки Р в обмотку К1 и затем из обмотки К2 в обмотку В. При этом чем больше число витков короткозамкнутых обмоток или чем меньше их сопротивление, тем больше магнитный поток Фк и тем, следовательно, сильнее проявляется действие двойной трансформации.

При прохождении по рабочей обмотке БНТ несимметричного тока его трансформация во вторичную обмотку как непосредственная, так и особенно двойная существенно ослабляются (см. рис. 3-23, б), благодаря чему ток во вторичной обмотке не достигает величины, равной току срабатывания реле.

Рассмотренное выполнение БНТ обеспечивает более эффективную отстройку от токов намагничивания, а также токов небаланса трансформаторов тока.

Схема реле типа РНТ-565 приведена на рис. 3-27, а. Из схемы видно, что кроме рассмотренных обмоток Р, В, К1, К2 на среднем стержне БНТ этого реле расположены уравнительные обмотки У1 и У2, которые предназначены для выравнивания намагничивающих сил в БНТ при использовании реле в схемах дифференциальных защит трансформаторов (см. гл. 8). В отличие от реле РНТ-565 реле РНТ-566 имеет три (рис. 3-27, б), а реле РНТ-566/2, РНТ-567 и РНТ-567/2 по две независимые рабочие обмотки.

Смотрите так же:  Две фазы общий ноль

Для регулирования тока срабатывания реле РНТ рабочие и уравнительные обмотки имеют отпайки для изменения числа включенных витков. Включение необходимого числа витков производится установкой штепсельных винтов в соответствующие гнезда контактных пластин. Цифры около гнезд указывают число включенных витков.

Число витков рабочей обмотки определяется по формуле:

где FC.P. = 100 — намагничивающая сила срабатывания реле РНТ, выраженная в ампер-витках. Намаг-

ничивающая сила может в некоторых пределах регулироваться шунтирующим сопротивлением r B (рис. 3-27);

I C.P. — заданный ток срабатывания реле РНТ. Число витков уравнительных обмоток определяется из условий равенства намагничивающих сил, создаваемых этими обмотками в условиях сквозного к. з. (см. гл. 8).

Короткозамкнутые обмотки отпаек не имеют. Степень отстройки реле РНТ от несимметричных токов переходных процессов регулируется с помощью сопротивления rк (рис. 3-27). Наибольший эффект имеет место при rк = 0.

ж) Индукционное реле направления мощности типа РБМ

Реле направления мощности применяются в схемах направленных защит. Реле имеют две обмотки (рис. 3-28). Одна из них подключается к трансформаторам тока и обтекается вторичным током Iр, а вторая — к трансформатору напряжения и обтекается током, пропорциональным напряжению Uр на зажимах обмотки. Каждый из токов создает магнитный поток. Поскольку один из магнитных потоков пропорционален току Iр, а второй — напряжению Uр, то вращающий момент, возникающий на подвижной части реле, оказывается пропорциональным величине мощности на зажимах реле, а его направление (знак) зависит от направления этой мощности.

В схемах релейной защиты используются главным образом однофазные индукционные реле направления мощности с цилиндрическим ротором типов РБМ-170 и РБМ-270. Реле РБМ-270 имеют двустороннее действие и предназначены для поперечной направленной дифференциальной защиты параллельных линий [Л. 5, 7, 34, 36, 85, 87).

Реле направления мощности типа РБМ-170, как показано на рис. 3-29, состоят из замкнутого стального магнитопровода 1 с четырьмя выступающими внутрь полюсами, на котором расположены обмотки реле.

Токовая обмотка 2 расположена на двух противоположных полюсах 3 и 4 и создает проходящий через них магнитный поток Фт. Обмотка напряжения 5 расположена на ярме и состоит из четырех секций, которые соединены между собой так, чтобы создаваемый ими магнитный поток ФH проходил через полюсы 6 и 7. При таком выполнении обмоток магнитные потоки Фт и ФH оказываются сдвинутыми в пространстве относительно друг друга на угол 90°.

Между полюсами расположены внутренний стальной сердечник 8 и алюминиевый ротор 9, имеющий форму стакана, укрепленный на оси 10. Полированные концы оси 11 вращаются в верхнем подпятнике 12 и нижнем подпятнике 13. На оси 10, на изоляционной колодке, укреплен подвижный контактный мостик 14, который при срабатывании реле замыкает неподвижные контакты 15 и 16. Возврат реле в исходное положение происходит под воздействием спиральной противодействующей пружины 17.

Взаимодействие магнитных потоков Фт и ФH с индуктированными ими токами в стенках ротора создает на роторе вращающий момент. Согласно общему выражению (3-4) для вращающего момента индукционной системы вращающий момент на роторе рассматриваемого реле определяется выражением

где Фт — магнитный поток, создаваемый токовой обмоткой реле; ФH — магнитный поток, создаваемый обмоткой напряжения реле; — электрический угол между магнитными потоками Фт и ФH.

На рис. 3-30 приведена векторная диаграмма, поясняющая принцип действия рассматриваемого реле.

На диаграмме Uр и Iр — векторы напряжения и тока, подведенных к соответствующим обмоткам реле; — угол сдвига между Uр и Iр, определяемый параметрами сети и схемой включения реле; IH — вектор тока в обмотке напряжения реле; — угол между Up и IH (внутренний угол реле), определяемый соотношением активного и реактивного сопротивлений цепи напряжения, которая включает в себя как обмотку, так и дополнительно включаемые внешние сопротивления и конденсаторы.

Заменяя в выражении (3-8) магнитные потоки Фт и ФH пропорциональными им током Iр и напряжением Uр и угол равным ему углом (рис. 3-30), получаем об-

щее выражение для вращающего момента на подвижной части индукционного реле с цилиндрическим ротором:

— есть мощность на зажимах реле; следовательно, вращающий момент рассматриваемого реле пропорционален мощности:

Цифровой датчик INA219 для измерения потребляемого тока, напряжения и мощности, емкости аккумуляторов

Цифровой датчик INA219 для измерения потребляемого тока, напряжения и мощности, емкости аккумуляторов

vitus138
Вчера, 08:03
166

После переделки шуруповерта на литий возникла идея сделать зарядное устройство по аналогу с фабричными образцами с измерением тока, напряжения и емкости аккумуляторов. Собственно для этого нужен источник питания, плата заряда аккумуляторов по принципу CC CV и модуль индикации параметров. Остановимся собственно на модуле индикации вышеуказанных параметров. Этот модуль даст возможность измерить реальную емкость заряжаемого аккумулятора(или аккумуляторной сборки).

Основой модуля индикации является датчик напряжения и тока типа INA219 приобретенный на Алиэкспресс. Эта платка рассчитана на измерение значений напряжения до 26 В и значений тока до 3,2 А. Все измеренные параметры по шине I2C передаются на Ардуино. Этот датчик определяет сразу несколько параметров: мощность и емкость в мАч, ток и напряжение.

Характеристики датчика INA219.
1) Пределы измеряемых напряжений: от 0 до 26 В;
2) Напряжение питания датчика: от 3.0 до 5.5 В;
3) Параметры по измеряемому току –максимум 3,2А ;
4) Точность измерений значений напряжения и тока до 1%.

Датчик INA219 не требует дополнительной обвязки, достаточно только подать питание на сам датчик, подключить силовой плюсовой и минусовой провода и соединить по интерфейсу I2C с Ардуино. Использовать модуль можно в схемах где необходимо контролировать данные в ходе зарядки и разряда аккумуляторов. Также можно применить датчик INA219 в приборах питания в качестве блока контроля напряжения и тока подключенных потребителей.

В основу прибора будут входить собственно сам датчик INA219, плата Arduino (можно применить любой вариант- Uno, Nano, Pro Mini), двухстрочный экран LCD1602 с платой интерфейса I2C, модуль реле на 5В.

Перечень инструментов и материалов.
-плата Ардуино Nano-1шт;
-датчик INA219-1шт;
-двухстрочный дисплей LCD1602с платой интерфейса I2C-1шт;
-модуль реле на 5вольт-1шт;
-зарядное устройство от телефона для питания схемы-1шт;
-соединительные провода;
-паяльник;
-тестер;
пластмассовая распредкоробка -1шт;
-понижающая плата 5А -1шт.

Шаг первый. Сборка схемы блока индикациии на датчике INA219.

Собираем схему устройства с помощью проводов с разъемами. Входные и выходные силовые провода, через которые будет питаться нагрузка, берем сечением 1-1,5 кв,мм. Питание модулей схемы будет осуществляться от зарядное устройства от телефона через USB разъем платы Ардуино Nano, а далее от контактов +5 и Gnd. Связь датчика INA219 с Ардуино по интерфейсу I2C проходит по выводам CLK и SDA. Адрес датчика INA219 можно при необходимости изменить перепайкой контактов А1 и А0. Очень аккуратно и внимательно собирайте схему-датчик своими контактами V+, V- должен быть включен последовательно нагрузке, также INA219 не любит переполюсовок. Не соблюдая этих требований можно легко его вывести из строя!

В корпусе распредкоробки вырезаем окно для дисплея LCD1602, внизу делаем отверстие для USB разъема платы Ардуино.

Шаг второй. Программирование устройства.
Нужно установить библиотеку для датчика INA219. Она есть в среде IDE ардуино. Нажимаем «Скетч» далее «Подключить библиотеку» затем «Управлять библиотеками». В поисковой строке набираем «INA219». Находит Adafruit INA219 by Adafruit версия 1.0.3» устанавливаем.
Загружаем скетч. Показать / Скрыть текст#include
#include

#include

const int relay_pin = 2; // pin подключения реле
// const float minimal_voltage = 2.8;
const float minimal_voltage = 2.8; // минимальное напряжение отключения нагрузки
const int window_sec = 3; //время обновления показаний экрана LCD

float voltage = 0;
float current = 0;
float power = 0;

float voltage_display = 0.0;
float current_display = 0.0;
float power_display = 0.0;

float voltage_sum = 0.0;
float current_sum = 0.0;
float power_sum = 0.0;

float capacity = 0.0;
float shuntvoltage = 0;
float busvoltage = 0;

int counter = 0;
int seconds = 0;
int minutes = 0;

boolean working = true;

unsigned long timelastinstance;
unsigned long now;

// LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); //адрес дисплея
LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F,16,2);
Adafruit_INA219 ina219;

void setup() <
Serial.begin (9600);
lcd.init();
lcd.clear();
lcd.setBacklight(HIGH);
pinMode(relay_pin, OUTPUT);
ina219.begin();
shuntvoltage = ina219.getShuntVoltage_mV();
busvoltage = ina219.getBusVoltage_V();
voltage = busvoltage + (shuntvoltage / 1000);
if (voltage > minimal_voltage)
else ;
>

void loop() <
if (working) <
now = millis();
if ((now — timelastinstance) >= 1000) <
timelastinstance = now;
shuntvoltage = ina219.getShuntVoltage_mV();
busvoltage = ina219.getBusVoltage_V();
current = ina219.getCurrent_mA();
power = ina219.getPower_mW();
voltage = busvoltage + (shuntvoltage / 1000);

voltage_sum += voltage;
current_sum += current;
power_sum += power;

counter += 1;
seconds += 1;
if (seconds >= 60) <
minutes+=1;
seconds = 0;
>;

if (counter >= window_sec) <
voltage_display = voltage_sum/float(counter);
current_display = current_sum/float(counter);
power_display = power_sum/float(counter);
capacity += current_display*window_sec/3600.0;
voltage_sum = 0.0;
current_sum = 0.0;
power_sum = 0.0;
String seconds_display = String(seconds);
if (seconds

Рабочая зона фуганка меньше, чем у рейсмуса — что делать?

  • Предыдущая статья Рабочая зона фуганка меньше, чем у рейсмуса — что делать?

Реле напряжения. Выбор, описание, параметры.

В настоящее время вопрос о стабильной величине напряжения электросети стоит достаточно остро. Сетевые организации не спешат делать реконструкции и модернизации линий электропередач, подстанций и трансформаторов. Тем временем ситуация только усугубляется, поэтому колебания напряжения в наших сетях довольно-таки частое явление.

Обновление 11.11.2018.
Для тех, кто сомневается в установке реле для защиты от перепадов (скачков) напряжения для своего жилья или верит в качество строительно-монтажных работ в современных новостройках. Ниже скриншот одного из последних комментариев.

Согласно ГОСТ 29322-92 напряжение в электросети нашей страны должно быть в пределах 230 В при одной фазе и 400 В между фазами. Но если вы живете в сельской местности или недалеко от города, то проблемы с постоянной величиной напряжения очень высоки, да и в самом городе этого исключать не стоит, особенно в старом жилом фонде. Перепады напряжения очень пагубно влияют на электроприборы в доме. Например, из-за низкого напряжения может сгореть холодильник или кондиционер (компрессор не запустится и перегреется), сильно снижается мощность микроволновки, тускло светят лампы накаливания. Ну а высокое напряжение просто «убьет» вашу бытовую технику. Уверен, что многие слышали про «отгорание нуля» в многоэтажках, и как целыми подъездами носят в мастерские ремонтировать бытовую технику.

Причины возникновения колебаний напряжения в сети бывают разные:

  • Замыкание одной из фаз на нейтраль, в итоге в розетке будет 380 Вольт;
  • Отгорание (обрыв) нуля, если у вас в это время низкая нагрузка, то напряжение будет тоже стремится к 380 В;
  • Неравномерное распределение нагрузки по фазам (перекос), в итоге на наиболее загруженной фазе напряжение снижается, и если к ней подключены холодильник и кондиционеры, то высокая вероятность, что они сломаются;

Пример видео, где показана работа реле напряжения

Решать проблему скачков напряжения в сетях помогают специальные устройства — реле контроля напряжения. Принцип действия таких реле достаточно прост, есть «электронный блок», который следит, чтобы напряжение находилось в заданных уставками пределах и при отклонениях сигнализирует расцепителю (силовой части), который отключает сеть. Все бытовые реле контроля напряжения включаются автоматически через определенное время. Для обычных потребителей достаточно задержки в несколько секунд, но для холодильников и кондиционеров с компрессорами нужна задержка в несколько минут.

Смотрите так же:  Гофра для провода автомобильная

Реле контроля напряжения бывают однофазные и трехфазные. Однофазные реле напряжения отключают одну фазу, а трехфазные — одновременно все три фазы. При трехфазном подключении в быту, следует применять однофазные реле напряжение, чтобы колебания напряжения на одной фазе, не привели к отключению других фаз. Трехфазные реле напряжения используют для защиты двигателей и других трехфазных потребителей.

Я разделяю приборы защиты от перенапряжений на три типа: УЗМ-51М от «Меандра», Zubr от «Электроникс» и все остальные. Никому ничего не навязываю — это мое личное мнение.

Реле напряжения Zubr (Rbuz)

Данное устройство предназначено для защиты от перепадов напряжения (отгорания нуля). Производят ЗУБР в Донецке.

Отмечу особенности этого реле напряжения .

Индикация напряжения на устройстве — показывает значение напряжения в реальном времени. Это достаточно удобно и необходимо для оценки ситуации с напряжением в сети. Погрешность показаний низкая, разница относительно высокоточного мультиметра Fluke 87 всего 1-2 Вольта .

Реле напряжения Zubr выпускают на различные номинальные токи: 25, 32, 40, 50 и 63А. Устройство при номинальном токе на 63А выдерживает в течение 10 минут ток 80А.

Верхнее значение по напряжению выставляется от 220 до 280 В с шагом 1 Вольт, нижнее — от 120 до 210 В. Время повторного включения от 3 до 600 сек., с шагом 3 секунды.

Я выставляю на реле напряжения Zubr, максимальное (верхнее) значение по напряжению 250 Вольт, а нижнее значение — 190 Вольт.

У приборов с индексом t в названии, например Zubr D63t, есть термозащита от внутреннего перегрева. Т.е. при увеличении температуры самого прибора до 80 градусов (например из-за нагрева контактов) — он отключается.

Реле напряжения Zubr занимает 3 модуля или 53 мм на дин-рейке и бывают только однофазными.

В паспорте и приведенных схемах подключения реле напряжения Зубр, не сказано про ограничения по току, но в старой документации, ранее указывалось, что не более 0,75 от номинального.

Схема подключения реле напряжения Zubr

В настоящее время, производители уверяют, что реле можно подключать по номиналу. Если номинал Зубра меньше номинала вводного автомата, тогда нужно применять в схеме подключения реле напряжения — контактор.

Гарантию на реле напряжения Zubr производитель дает целых 5 лет! Имеет очень хорошие отзывы от коллег — форумчан . И также, как у Меандра на форуме МастерСити есть представитель Zubra, который не боится общаться публично. И кстати, показательно на примере УЗМ и Зубра, что представители производителей качественной продукции не боятся общаться на форумах.

Видео о реле напряжения Zubr

Update (07.06.15). В настоящее время реле напряжения Zubr, продают в России под другим названием Rbuz (слово Zubr наоборот).

Связано это с тем, что в России торговая марка Zubr зарегистрирована за другим производителем и поменялось только названием реле, а все компоненты остались прежними.

УЗМ-51М. Устройство защиты многофункциональное.

В настоящее время УЗМ-51М зарекомендовало себя надежностью и простотой подключения.

УЗМ-51М рассчитано на ток до 63А, занимает 2 модуля на дин-рейке (ширина 35 мм). При стандартном исполнении температура эксплуатации УЗМ от — 20 до +55 градусов, поэтому устанавливать в щите на улице не рекомендую. Есть правда и от -40 до +55, но такие мне в продаже не встречались, если только обращаться непосредственно в ЗАО «Меандр». Максимальная уставка по верхнему отключению напряжения 290 В, нижний порог срабатывания 100 В. Время повторного включения задается самостоятельно — это или 10 секунд или 6 минут. Может использоваться в сетях с любым типом заземления: TN-C, TN-S, TT или TN-C-S.

Схема подключения УЗМ-51М

Меандр производит еще два типа однофазных реле напряжения — это УЗМ-50М и УЗМ-16. Главное отличие УЗМ-50М от УЗМ-51М, пожалуй только в том, что у последнего, как мы знаем можно выставить уставку по срабатыванию самостоятельно, а в УЗМ-50М — уставка «жесткая», по верхнему пределу напряжения — 265 В, а по нижнему — 170 В.

УЗМ-16 рассчитано на ток 16А, поэтому его ставят только на отдельный электроприемник. Например, чтобы не ожидать 6 минут пока включится УЗМ-51, холодильник можно подключить через УЗМ-16, на котором устанавливают задержку на включение 6 минут, а на основном УЗМ-51М в 10 секунд.

Я выставляю на УЗМ-51М максимальное (верхнее) значение по напряжению 250 Вольт, а нижнее значение — 180 Вольт.

Меандр также выпускает трехфазное реле напряжение УЗМ-3-63, как я уже писал выше, такие реле используют в основном для защиты двигателей.

Хорошая надежная защита от перенапряжений. УЗМ не нужно включать с контактором, как это обычно делают с другими реле напряжения. Устройство производится в России. Гарантия на УЗМ 2 года. Что немаловажно, представитель Меандра присутствует на самом популярном форуме Mastercity, всегда проконсультирует по продукции, а также внимательно относится к комментариям пользователей форума, замечания которых в свое время и помогли улучшить УЗМ-51М.

Пример установки УЗМ-51М в трехфазном щите для загородного дома, где УЗМ установлены в каждую фазу.

Пожалуй один недостаток в УЗМ-51М относительно других реле напряжения — это отсутствие индикации напряжения. Но и разница в цене между УЗМ и реле напряжения с контактором, позволяет купить и поставить вольтметр отдельно.

Реле напряжения РН-111, РН-111М, РН-113 от Новатек

Данные реле напряжения производятся у нас в России. Как видно из заголовка у Новатека можно приобрести три типа реле напряжения.

РН-111 и РН-111М по параметрам практически одно и тоже устройство, главное различие у них в том, что у реле РН-111М есть индикация напряжения, а у РН-111 ее нет.

Верхний предел напряжения от 230 до 280 В, нижний — от 160 до 220 В. Время автоматического повторного включения от 5 до 900 сек. Гарантия на эти реле 3 года.

Схема подключения реле напряжения РН-111

Рассчитаны РН-111 на небольшие токи до 16А или мощность до 3,5 кВт, но для подключения более высокой нагрузки, РН-111 можно включать совместно с контакторами (магнитными пускателями).

Схема подлючения реле напряжения с контактором

Это значительно увеличивает стоимость, так как хороший контактор сейчас будет стоить около 4-5 тыс. рублей, понадобится бОльшее количество модулей в щитке, а также автомат для защиты катушки контактора. Вышеуказанная схема подключения реле напряжения с контактором для РН-111, справедлива для любого другого реле с учетом особенностей его схемы.

Реле РН-113 уже более улучшенное относительно РН-111, диапазоны по напряжению и время АПВ такие же, как у РН-111, но максимальный ток на который можно включать РН-113 до 32А или если по мощности до 7 кВт.

Схема подключения реле напряжения РН-113

Но я бы не стал этого делать, так как контакты у РН-113 достаточно слабые для провода сечением 6 мм 2 , а именно такое сечение необходимо для подключения на 32А.

Надежнее РН-113 также подключать с контакторами , без контакторов максимум на 25А. Я не использую в своих щитах реле напряжения от Новатек, поэтому фото позаимствовал у одного из электромонтажников с форума Avs1753.

Смотрится, конечно, красиво, но такое подключение занимает на 3-4 модуля больше и раза в два дороже по стоимости, чем если бы применили УЗМ-51М или Zubr.

А вот, что бывает, с РН-113, если его подключить без контакторов на 32А.

К сожалению какой-либо информации об испытаниях, как у УЗМ-51М и Зубра я не нашел на форумах.

Реле напряжения ТМ DigiTop

Также как и Зубр, данные реле выпускают в Донецке. Производитель выпускает несколько серий приборов с защитой от скачков напряжения.

Реле напряжения серии V-protektor предназначено только для защиты от перепадов напряжения. Выпускается на номинальные токи 16, 20, 32, 40, 50, 63 А в однофазном исполнении, имеет встроенную термозащиту от перегрева, срабатывающую при 100 градусах. Верхний порог срабатывания от 210 до 270 В, нижний — от 120 до 200 В. Время автоматического включения от 5 до 600 сек. Есть и трехфазное реле напряжения V-protektor 380, достаточно компактное 35 мм (два модуля), но максимальный ток в фазе не более 10А.

На однофазное реле напряжения Protektor гарантия 5 лет, на трехфазное реле только 2 года.

Схема подключения реле напряжения V-Protektor DigiTop

Диджитоп выпускает и совмещенное в одном устройстве реле напряжения и реле тока VA-protektor. Помимо защиты от перенапряжений, прибор обеспечивает и ограничение по току (мощности). Выпускают на номинальные токи 32, 40, 50 и 63 А. Все параметры по напряжению такие же, как и у V-protektor. По номинальному и максимальному току VA контролирует нагрузку и при превышении номинального отключает сеть через 10 мин., а максимального — через 0,04 сек. На дисплее прибора отображается и напряжение и ток. Гарантия на VA-protektor 2 года.

Ну и самый продвинутый из серии реле напряжений от ТМ DigiTop — многофункциональное реле МР-63. Собственно всё тоже самое, как и у предыдущего VA-protektor, только МР-63 показывает помимо тока и напряжения, еще и активную мощность .

Данное реле МР-63 и V-protektor проходили независимые испытания форумчан, отзывы средние.

Я постарался охватить в своей статье, наиболее распространенные устройства защиты от перепадов напряжения. Конечно, есть еще производители приборов для подобного рода защит, но информации об их применении очень мало.

Спасибо за внимание.

Похожие статьи:

  • Схема электронного полива Устройство автоматического полива - схема Устройство для автоматического полива представляет собой электронное реле на транзисторе VT1, база и эмиттер которого соединены с пластинами из токопроводящего материала, воткнутыми в почву на […]
  • Как найти массу провода EasyFizika Основное меню Найти массу алюминиевого провода, из которого изготовлена линия электропередачи Условие задачи: Найти массу алюминиевого провода, из которого изготовлена линия электропередачи длиной 500 м, если при токе 15 А на […]
  • Сп кабели и провода Сп кабели и провода 1. Расшифровка. C – свинцовая оболочка П - Броня из стальной оцинкованной проволоки 2. Элементы конструкции кабеля. 1. Токопроводящая жила — медная однопроволочная жила ”ож” (класс 1) - медная многопроволочная (класс […]
  • Что такое сечение экрана кабеля Справочная техническая информация Допустимые длительные токи на кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена, не распространяющие горение, на напряжение 6 и 10 кВ · Допустимые длительные токи одножильных кабелей указаны в таблицах . […]
  • Электрические схемы nissan note Электрические схемы nissan note Nissan Note. Электросхемы - часть 3 Схема 7. Задние фонари: 1 - реле задних габаритных огней; 2 - реле зажигания; 3 - центральный процессор; 4 - блок IPDM E/R; 5 - разъем передачи данных; б - […]
  • Линия для производства провода Линия для производства провода Линия для производства проводов с пластмассовой изоляцией . инд.591.465 Линия состоит из: · Пресс червячный ЧП 32х25 · Ванна охлаждения I · Ванна охлаждения II (2 штуки) · Компенсатор (2 штуки) Диаметр […]