Реле минимального напряжения принцип работы

Как устроена и работает ЗМН: защита минимального напряжения, назначение, применение. Ступени ЗМН. Преимущества и недостатки.
Содержание
  1. Реле минимального напряжения принцип работы
  2. Принцип работы защиты минимального напряжения
  3. Назначение
  4. Схема ЗМН
  5. Принцип работы ЗМН
  6. Система АВР
  7. Ступени срабатывания ЗМН
  8. 1-ая ступень
  9. 2-ая ступень
  10. Защита от напряжения
  11. Достоинства
  12. Недостатки
  13. Применение
  14. Видео по теме
  15. Особенности независимого расцепителя
  16. Кратко о назначении
  17. Принцип работы защиты минимального напряжения
  18. Особенности монтажа
  19. Устройство и схема ЗМН
  20. Конструкция независимого расцепителя
  21. Ступени срабатывания ЗМН
  22. Назначение расцепителя
  23. Пример двухступенчатой ЗМН
  24. Применение
  25. Реле минимального напряжения РНВ прямого действия
  26. 2. Описание, конструкция и принципдействия реле минимального напряжения прямого действия РНВ
  27. Как работает защита минимального напряжения?
  28. Устройство и принцип работы
  29. Заключение
  30. БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА
  31. 29.06.2016
  32. Реле защиты (реле напряжения, максимального и минимального тока, обрыва поля, обратного тока)

Реле минимального напряжения принцип работы

Принцип работы защиты минимального напряжения

Защита минимального напряжения обеспечивает безопасную работу важных узлов, наиболее ответственных механизмов в электрических сетях, на производствах, когда происходит кратковременное исчезновение напряжения в сети. Подает сигнал, отключает группу или секции присоединений схем, электроприборов, двигателей, трансформаторов при понижении напряжения ниже допустимого значения (уставки).

Назначение

ЗМН (защита минимального напряжения) используется совместно с защитами, которые осуществляют контроль сети. Эксплуатируется вкупе с устройством автоматического включения резерва (АВР). ЗМН выполняет отключение или подает соответствующий сигнал пользователю (системе) при возникновении аварий в сети потребителей, в следствии:

  • Короткого замыкания, когда происходят значительные потери электроэнергии. Возникают большие токи, напряжение резко падает.
  • Перегрузки сети. (Мощности источников электропитания не хватает или один из них вышел из строя).

Такое действие обеспечивает безопасность важных механизмов во время самозапуска, когда пусковые токи вызывают снижение напряжения. Автоматика отключает работу менее важных механизмов.

Схема ЗМН

Система ЗМН, как правило, выполняется при помощи электромагнитных или электронных реле напряжения. Это своеобразный реагирующий орган в цепи.

Релейные контакты соединяют последовательно, чтобы предотвратить сбой при перегорании предохранителей в электрических цепях. На контакты реле подается фаза через вспомогательный контакт от секционного трансформатора или электрической сети.

Дополнительно в состав змн входят реле:

  • Времени, обеспечивающее последовательность работы в электрической схеме.
  • Промежуточное, коммутирующее управляющие сигналы.
  • Указательное, которое сигнализирует о срабатывании защиты.
  • Минимального напряжения.

Также система защиты на производстве включает линейные контакторы или электромагнитные пускатели.

При понижении показателей до значения 50 процентов от номинального, замыкатель отключается, размыкает, шунтирующий кнопку пуск, контакт, предотвращает самозапуск двигателя, машины.

При такой системе запуск механизмов происходит после нажатия на кнопку, которая замкнет схему.

ЗМН могут работать автономно или совместно с токовыми защитами.

Принцип работы ЗМН

Защита от минимального напряжения (ЗМН) имеет идентичный принцип работы во всех сферах защиты по напряжению. Для понимания, функциональность ЗМН можно объяснить на примере электрических двигателей.

Механизмы останавливаются при возникновении КЗ (короткое замыкание). После его ликвидации происходит самозапуск двигателей, подключенных к секциям или шинам. У каждой группы свое входное питание от трансформатора, либо иного источника. Пусковые токи в несколько раз превышают номинальные значения, во время запуска происходит «просадка» напряжения на секциях.

Защита ЗМН отключает незначительных потребителей участка сети — это электродвигатели не влияющие на процесс, их простой не вызовет сбой в производстве. Следовательно, уменьшается суммарный пусковой ток, напряжение в сети не имеет критичной просадки, его хватает на самозапуск главных двигателей или узлов.

Секционный (групповой) самозапуск электрических двигателей начинается после возобновления подачи питания.

Система АВР

При длительном отсутствии электрического питания срабатывает отключение и на главные электродвигатели. Это необходимо для запуска АВР (автоматика включения резерва), также этого требует технология производства.

При прекращении подачи электропитания на секционный ввод, срабатывает автоматика, включающая резерв, включается секционный выключатель, обеспечивающий подачу питания от резервного источника.

Минимальное время работы АВР зависит от задержки в системе, контролирующей ввод рабочего напряжения, времени срабатывания промежуточных реле, временных интервалов отключения и включения выключателей рабочего, резервного ввода.

Ступени срабатывания ЗМН

1-ая ступень

Система срабатывает при снижении напряжения до 70 % от номинального значения и с временной выдержкой полсекунды.

При включении первой ступени защиты, отключаются менее важные для производства электродвигатели. Предотвращается дальнейшее снижение одного из главных параметров, обеспечивающего возможность самозапуска главных механизмов.

2-ая ступень

Следующая ступень срабатывает после работы первой ступени. Уставка второй имеет 50 % от номинального значения разности потенциалов, время срабатывания девять секунд.

Самозапуск главных электродвигателей не происходит, отключаются оставшиеся механизмы, подключенные к цепи защиты, но поддерживается работа агрегатов, отключение которых приведет к аварийной ситуации. Вторая ступень обеспечивает режим безопасного торможения и остановки.

Защита от напряжения

Реле напряжения, на котором основана ЗМН, постоянно контролирует величину значения сети, отключает потребителей, если они выходят за рамки установленных пределов. Возобновляет работу механизмов при возобновлении требуемых параметров.

Защита минимального напряжения может быть выполнена и автоматическими выключателями с расцепителем малого напряжения, который включает автомат при 80 % от номинального значения, а отключает его, если оно становится ниже 50 %.

Расцепитель низкого напряжения подходит для дистанционного отключения автоматики.

Достоинства

  • Устройства змн (реле, автоматические выключатели) имеют небольшие габариты, подходят для установки на стальную, алюминиевую или гальваническую рейку (DIN-рейку).
  • Некоторые модели подходят для включения в розетку. Пользователь может обеспечить защиту группе бытовых электроприборов, не изменяя конфигурацию проводки.
  • Доступность. Низкая стоимость позволяет использовать реле или группу реле простому обывателю, а не только на производстве.
  • Автоматика практически мгновенно реагирует на понижение напряжения в сети, отключая и обеспечивая бесперебойную работу механизмам.

Недостатки

  • При защите с помощью одного реле возможна неправильная работа, если произошел обрыв в цепи. Такая релейная защита подходит только для неответственных механизмов.
  • Не устраняет колебания напряжения в сети.
  • После включения выключателя ввода, может произойти его несанкционированное отключение. Происходит такое от задержки срабатывания реле. Сигнал на отключение выключателя ввода приходит раньше, чем срабатывает реле напряжения, а временное и выходное (змн) реле возвращаются в исходное состояние.

Применение

Несмотря на некоторые недостатки, защита минимального напряжения тесно связана с производственными процессами, обеспечивает надежное функционирование техническому оборудованию.

Применяется для обеспечения защиты на электростанциях, обеспечивает работу важных механизмов при кратковременном исчезновении собственного питания. Устанавливается на проблемных участках электросети и подстанциях, отключая в первую очередь потребителей третьей категории. Обеспечивает сохранение напряжения на жизненно-важных объектах (больницы, железная дорога, связь, водопровод, канализация).

Видео по теме

Особенности независимого расцепителя

Кратко о назначении

Как известно, при снижении напряжения питания асинхронных двигателей уменьшается уровень магнитного потока, а, следовательно, и крутящего момента. При этом увеличивается потребление тока, ведущее к снижению уровня напряжения в электросети, что отражается на работе других устройств, подключенных к ней.

Помимо этого не следует забывать о стартовых токах, образующихся при запуске двигателей. ЗМН производит отключение менее важного оборудования, чтобы обеспечить процесс самозапуска ответственных двигателей, при восстановлении параметров электросети. Если автозапуск ответственных электродвигателей не отвечает нормам ТБ или не предполагается условиями техпроцесса, то реле минимального напряжения устанавливается и на это оборудование.

Когда параметры сети не соответствуют минимальному напряжению, то ЗМН производит отключение оборудования и/или подает соответствующий сигнал системе управления или оператору, это может происходить в следующих случаях:

  • При фазном или межфазном коротком замыкании. В этом случае происходит резкое превышение номинального тока, что провоцирует падение напряжения ниже допустимого уровня. Если срабатывают при этом токовые реле, то произойдет полное исчезновение напряжения.
  • Существенное превышение номинальной мощности, что также приводит к падению в питающих цепях напряжения.

Защита производит отключение питания оборудования, не относящегося к категории высокой важности. Это позволяет произвести нормальный автозапуск ответственных электромашин при высоких пусковых токах, в противном случае может произойти ложное срабатывание релейных защит.

Принцип работы защиты минимального напряжения

Вне зависимости от сферы применения ЗМН, ее принцип действия остается неизменным. Объясним алгоритм работы защиты на примере произвольного объекта, где для производственного процесса используется несколько электродвигателей и подключено оборудование собственных нужд. Допустим, на линии питающей объект произошло КЗ, вызвавшее срабатывание выключателя ввода (токовая защита). После завершения ремонтных работ и восстановления питания происходят следующие действия:

  1. Автозапуск двигателей, что приводит к появлению высоких пусковых токов, и, соответственно, к снижению напряжения в сети.
  2. Контакты реле защиты производят отключение неответственных механизмов, то есть оборудования, не принимающего участие в производственном процессе или простой которого не критичен для технологического цикла. Это приводит к нормализации тока и повышению напряжения до номинального уровня, что позволяет произвести штатный автозапуск основных узлов.

Особенности монтажа

В отличие от реле напряжения у расцепителя РММ-47 нет своих силовых контактов, поэтому в характеристиках не указан номинальный ток. Он является приставкой или дополнительным устройством к автоматическим выключателям и выключателям нагрузки.

Для этого на боковой стороне большинства автоматических выключателей есть отверстие, которое обеспечивает подключение дополнительных устройств. На фото ниже вы можете увидеть, как получить к нему доступ. Для этого нужно провернуть заглушку и вынуть её из посадочного места.

В окошке вы видите часть взводного механизма автоматического выключателя. На левой грани РММ-47 есть выступающий штырь для механической связи расцепителя с приводом силовых контактов автоматов и выключателей нагрузки.

Этим и обусловлен принцип работы расцепителя РММ-47:

  • Электронная плата управления анализирует действующее напряжение в сети и сравнивает значение с установленными производителем настройками.
  • В случае отклонения более допустимых норм она посылает управляющий сигнал на соленоид, который в свою очередь механически связан с приводом для подключения автоматического выключателя.
  • Соответственно вместе со срабатыванием соленоида расцепителя отключится механически связанный с ним разъединитель. Чтобы вернуть аппараты в исходное состояние и подать энергию нужно нажать на кнопку «ВОЗВРАТ» и взвести флажок автоматического выключателя.

Следующее видео наглядно демонстрирует принцип монтажа подобных приставок для коммутационных защитных аппаратов:

Устройство и схема ЗМН

Самый простой вариант при организации ЗМН можно сделать на одном реле, катушка которого запитана от междуфазного напряжения. Пример такой схемы приводится ниже.


Схема ЗМН на одном реле напряжения

К сожалению, такой вариант исполнения не отличатся высокой надежностью. Если произойдет обрыв цепи напряжения, то последует ложное отключение оборудования системой ЗМН. В связи с этим данная схема защиты применяется для отключения неответственных электродвигателей и оборудования собственных нужд.

Чтобы исключить ложное срабатывание системы ЗМН практикуется применение более сложных схем защиты. В качестве примера приведем одну из них, устанавливаемую на четыре асинхронных двигателя.


Схема ЗМН для четырех электродвигателей

Как видно из приведенной схемы включения ЗМН обмотки реле KVT1-4 подключаются к междуфазным напряжениям (АВ и ВС). Для повышения надежности защиты и исключения КЗ на землю одна из фаз (в нашем случае В) подключается посредством пробивного предохранителя к заземляющей шине. На фазы А и С устанавливаются однофазные АВ (автоматические выключатели). Причем один из них оборудован электромагнитной защитой, а второй – тепловой.

Рассмотрим, как будет вести себя данное устройство релейной защиты в случаях различных повреждений цепи питания:

  • Фазное КЗ. В данном случае не последует отключение выключателей SF2 и SF3, поскольку цепь питания не обустроена глухим заземлением.
  • Междуфазное КЗ. Если замыкание происходит между фазами В и С, то это вызывает отключение выключателя SF3 по току срабатывания. Цепи обмоток KVT1-2 продолжают быть запитаны от номинального напряжения, поэтому данные реле не срабатывают. Что касается KVT3-4, то они включаются, когда произойдет КЗ. Но, как только сработает SF3, на катушки реле подается фаза А (через емкость С1).

Если произойдет замыкание между другими фазами (АС или АВ), произойдет срабатывание SF2, соответственно, напряжение на обмотки KVT1-2 будет подано через емкость C1 от фазы С, а KVT3-4 не сработают.

Как видим, в данной схеме ложное срабатывание маловероятно, для этого должно произойти замыкание всех трех фаз, что вызовет одновременное срабатывание SF2 и SF3.

Конструкция независимого расцепителя

Независимый выключатель — это специализированный аппарат для удаленной деактивации автомата. По своей конструкции система напоминает магнит. В тот период, когда на него оказывает влияние кратковременный импульс, расцепительный механизм при помощи оборудованного рычага оказывает давление, за счет чего происходит отключение защитного устройства.


Штифт автоматического выключателя

В каждой конструкции имеется электромагнитная катушка, обладающая разными показателями мощности. Расцепительный механизм пропускает постоянный и переменный токи. Уровень напряжения варьируется в пределах 110 до 415 В или от 12 до 60 В. Степень показателей обычно зависит от модели агрегата.

Вам это будет интересно БП из электронного трансформатора

Разница между составными расцепителями заключается в токовой защите. Электромагнитное устройство представляет ее без выдержки времени, то есть без токовой отсечки.

К сведению! Тепловое расцепительное устройство реализовывает интегральную зависимость времени реагирования защитной системы от величины тока. Он обеспечивает отключение автоматического оборудования в случае перегрузки, когда потребляемый ток становится больше номинального на 20 %.

Ступени срабатывания ЗМН

На практике применяются двухступенчатые системы защиты. Такой алгоритм работы позволяет разграничить реакцию ЗМН в зависимости от напряжения. Рассмотрим работу степеней срабатывания.

1-ая ступень.

Данная ступень защиты активируется при напряжении 70% от номинальной величины (Uном), временная задержка срабатывания устанавливается в диапазоне 0,5-1,5 сек, что соответствует параметрам токовых отсечек АВ. При срабатывании 1-й ступени защиты производится отключение неответсвенного оборудования.

2-ая ступень.

Ее срабатывание происходит при падении напряжения до 50% от номинала. При таких условиях автозапуск электродвигателей невозможен. Задержка активации 2-й ступени устанавливается в диапазоне 10,0-15,0 сек, после чего производится отключение ответственных двигателей. Такое время устанавливается, чтобы дать возможность автоматике подключить резервный источник питания или снизить оперативные токи путем отключения неответственного оборудования.

Назначение расцепителя

РММ-47 используется для защиты электроустановок от высокого и низкого напряжения. Чаще всего такие ситуации возникают в результате отгорания нуля и перекоса фаз в трёхфазной сети. Это устройство не защищает от высоковольтных импульсов в сети. Его назначение – отслеживать параметры питающей сети и давать команду на отключения питания потребителей.

Примечание: для защиты от импульсных скачков есть специализированные устройства, например, УЗИП – разнообразные защитные аппараты на основе варисторов.

В зависимости от схемы подключения, используя расцепитель максимального и минимального напряжения РММ-47 вы можете организовать защиту как конкретных электроприборов, так и всего объекта в целом, подключив расцепитель к вводному автоматическому выключателю.

Пример двухступенчатой ЗМН

Для наглядности приведем схему простой двухступенчатой защиты и кратко опишем алгоритм ее работы.


Двухступенчатая ЗМН

Как видим из рисунка отключение неответственного оборудования производит реле времени Т1 (установка срабатывания 0,5 — 1,5 сек.). Его питание производится через замкнутые контакторы трех реле V1, включенных на междуфазное напряжение. При падении Uном ниже 70% от номинала, реле T1 (первая ступень) производит включение выключателя неответственного оборудования, чтобы поднять минимальное остаточное напряжение.

Вторая ступень защиты активируется промежуточным реле напряжения V2, обмотка которого рассчитана на отключение при U ≤ 0.5Uном, через промежуток времени, заданный на Т2 (как правило не более 15 секунд). Если за отведенное время не будет подключен резервный ввод (например, пуск схемы АВР электродвигателей) или не произойдет снижение напряжения, будет производиться отключение ответственного оборудования.

Применение

Безусловно, что рассматриваемая нами защита не лишена недостатков (например, в простых схемах наблюдается ложное срабатывание при нулевом токе), тем не менее она доказала свою эффективность во многих сферах производства. Например, ЗМН устанавливается на электростанции, а также распределительные и трансформаторные подстанции. Это позволяет при максимальных токовых нагрузках отключить от шины подстанции третью категорию потребителей.


Распределительное устройство с ЗМН

Большим плюсом системы ЗМН является то, что она может использоваться совместно с дистанционной, резервной и дифференциальной защитой, а также с устройством автоматического ввода резерва, трансформаторами тока и т.д. Это существенно расширяет сферу применения.

Реле минимального напряжения РНВ прямого действия

2. Описание, конструкция и принципдействия реле минимального напряжения прямого действия РНВ

Конструкция реле минимального напряжения мгновенного действия типа РН показана на рис. 31. В корпусе / помещается механизм реле: отключающая пружина 5 с роликом для удерживания, система ломающихся рычагов 6 со своими пружинами, пружина сердечника 7 со своим регулировочным винтом 9 и угловой рычаг 8.

Рис. 31. Реле минимального напряжения типа РН.
а — подготовленное к работе; б — после срабатывания.

В верхней части корпуса укрепляется гильза с контрполюсом 4. Снаружи на гильзу надевается каркас с обмоткой реле 10, внутри помещен сердечник 3, через который проходит боек 2 с головкой.
Работает реле следующим образом. При включении выключателя специальный рычажный механизм на валу привода, нажимая на головку бойка, опускает его вниз и проходит дальше. Отключающая пружина 5, помещенная на бойке, сжимается и в сжатом состоянии запирается системой ломающихся рычагов 6. Обмотка реле в это время находится под напряжением, и сердечник притянут к контрполюсу. При снижении напряжения ниже уставки срабатывания реле сердечник, оттягиваемый пружиной 7, опускается вниз и своим пальцем ударяет по левому концу рычага 8. Правым концом рычаг 8 выводит систему ломающихся рычагов из мертвого положения, чем освобождается отключающая пружина, которая толкает боек и отключает выключатель. Реле РН мгновенное, поэтому может ложно работать при кратковременных снижениях напряжения. Регулировки напряжения срабатывания и возврата не предусмотрено. Завод гарантирует напряжение срабатывания от 35 до 65% номинального, напряжение возврата от 65 до 85% номинального. Отсутствиевыдержки времени и регулировки напряжения срабатывания привело к тому, что эти реле в современных энергосистемах применяются очень редко.

Рис. 32. Реле минимального напряжения типа РНВ.

Конструкция реле минимального напряжения с выдержкой времени типа РНВ приведена на рис. 32. Обмотка реле 1, контрполюс 2, боек 4, отключающая пружина 9, система ломающихся рычагов 6 такие же, как в реле РН. Пружина 3 помещена внутри полого сердечника 15. Палец 16 сердечника промежуточным звеном 7 связан с рычагом 8, укрепленным на валу часового механизма 5. Часовой механизм такой же, как в реле РТВ. Все детали реле собраны в литом корпусе 10.
Изменение выдержки времени выполняется так же, как у реле РТВ, передвижением поводка с гайкой 11. При включении привода рычажный механизм на валу привода нажимает на головку бойка, опускает его вниз и после захвата рычагами 6 упора 17 проходит дальше. Пружина 9 остается в сжатом состоянии. Обмотка реле 1 в это время должна находиться под напряжением, а сердечник реле — втянут. При снижении напряжения ниже уставки срабатывания реле пружина 3 отталкивает сердечник реле от контрполюса. Под действием пружины и собственного веса сердечник движется вниз и ведет часовой механизм. Если напряжение на обмотке реле восстановится раньше, чем доработает часовой механизм, то сердечник снова притянется к контрполюсу и весь механизм реле вернется в исходное положение. Если напряжение не восстановится, то часовой механизм расцепится, сердечник реле опустится до левого конца двуплечего рычага 14 и упором 12 повернет его.
Правый конец рычага переводит ломающиеся рычаги из мертвого положения, чем освобождается отключающая пружина, которая и отключает выключатель.
Основным преимуществом реле РНВ является наличие выдержки времени, что позволяет отстраивать его от кратковременных снижений напряжения, вызванных любыми причинами. Основным недостатком реле является отсутствие регулировки напряжения срабатывания и неопределенность характеристики. Реле дает устойчивую выдержку времени лишь при снижении напряжения ниже 35% номинального. Если напряжение выше, то выдержка времени неопределенна. Поэтому реле РНВ может четко действовать лишь в схемах, работающих при полном снятии напряжения — например в защитах минимального напряжения для АВР.
Для четкой работы реле требует тщательной регулировки. Ход сердечника, обеспечивающий поворот рычага 14, должен быть порядка 3—4 мм. Достигается это изгибанием плеч рычага. Длина тяги 18 регулируется ввертыванием и вывертыванием ее из сердечника так, чтобы промежуточное звено 7 при подтянутом сердечнике не доходило до левого конца рычага 14 примерно на 1 мм. Размер А на рис. 32 должен быть около 45 мм. В этом положении тяга раскернивается. Упор 12 устанавливается в таком положении, чтобы освобождение системы ломающихся рычагов происходило, когда сердечник реле не доходит до своего нижнего положения примерно на 1 мм.
Свободный ход сердечника между расцеплением часового механизма и началом расцепления ломающихся рычагов должен быть не менее 3 мм. Ход сердечника изменяется положением упора 13.
Полный угол поворота вала часового механизма при максимальной уставке по времени около 30—33°. Начальный угол между рычагом 8 и горизонтальной осью часового механизма— 11—18°.
При установке реле в привод проверяется ход бойка: в зацеплении с отключающей планкой боек проходит около 3—4 мм, после отключения запас хода бойка должен быть около 2 мм.
Полный ход сердечника в правильно отрегулированном реле должен быть 20—22 мм. Из них около 2 мм сердечник идет до начала движения часового механизма, 10—12 мм находится в зацеплении с часовым механизмом, 4—6 мм проходит после расцепления с часовым механизмом до начала расцепления ломающихся рычагов. Расцепление рычагов происходит на протяжении 2—3 мм хода сердечника и, наконец, свободный ход сердечника после освобождения отключающей пружины около 1—2мм.

Разброс выдержки времени реле при полном снятии напряжения толчком порядка ±0,3 сек от среднего значения. Если напряжение снижается плавно, до напряжения срабатывания, то разброс времени значительно увеличивается и доходит примерно до ±1 сек. Разброс отнесен к одной и той же уставке реле по времени.

Завод гарантирует напряжение срабатывания от 65 до 35% номинального, напряжение возврата от 65 до 85%. В небольших пределах порядка 10% напряжение срабатывания может изменяться изменением упругости пружины сердечника.
Напряжение возврата может регулироваться в небольших пределах изменением конечного расстояния между контрполюсом и сердечником при опущенном сердечнике.
Мощность, потребляемая реле при номинальном напряжении, около 30 ва при втянутом сердечнике и около
Сопротивление реле при опущенном сердечнике практически не зависит от величины напряжения и для реле с номинальным напряжением 100 в равно примерно 133 ом.
Сопротивление реле при втянутом сердечнике около
В зависимости от величины напряжения сопротивление реле при втянутом сердечнике меняется незначительно, примерно на 5% при изменении напряжения от 25 до 125% номинального.
Технические данные реле минимального напряжения приведены в табл. 9.

Технические данные реле минимального напряжения РНВ

Примечания: 1. Напряжение срабатывания 35—65%, напряжение возврата 65—65% номинального. 2. Выдержка времени 0—4 сек.

Как работает защита минимального напряжения?

  • Устройство и принцип работы
  • Заключение

Устройство и принцип работы

Реагирующий орган системы – реле, контролирующее минимальное напряжение. Реле подключено к секционному трансформатору напряжения. В состав защиты входит также реле времени, указательное реле, сигнализирующее о срабатывании защиты, промежуточные реле.

Назначение, которое имеет защита, реагирующая на минимальное напряжение – отключение двигателей менее ответственных механизмов для обеспечения успешного самозапуска более важных.

Чтобы понять, что это значит и для чего нужна защита, рассмотрим ее принцип действия на тепловых электростанциях. Электродвигатели механизмов каждого котлоагрегата подключены к своей секции собственных нужд станции. Каждая секция имеет рабочий ввод питания от своего трансформатора собственных нужд. Кроме этого, секции связаны между собой секционным выключателем. Нормальной считается схема, когда секции питаются от вводов трансформаторов собственных нужд, секционный выключатель при этом отключен. Представим ситуацию, когда исчезает напряжение на вводе питания секции (например, в результате повреждения трансформатора собственных нужд). Рабочий ввод отключается, срабатывает АВР (автоматика включения резерва), включающая секционный выключатель. После чего питание секции осуществляется от другого трансформатора собственных нужд, через секционный выключатель. Минимальное время работы АВР складывается из задержки в системе, контролирующей напряжение рабочего ввода, времени срабатывания промежуточных реле, времени отключения и включения выключателей рабочего и резервного вводов. За это время происходит торможение электродвигателей, питающихся от секции.

После подачи питания начинается групповой самозапуск электродвигателей, присоединенных к секции. При этом, в зависимости от глубины произошедшего торможения имеет место посадка (снижение) напряжения в большей или меньшей степени.

Примечание. При запуске котлоагрегата в штатном режиме, включение механизмов происходит последовательно с большими промежутками времени. Поэтому, при одновременном запуске (пусть даже не до конца заторможенных) механизмов, суммарное значение пускового тока существенно превышает номинальный ток питающего ТСН. Это может вызвать глубокую посадку напряжения на секции.

Защита, реагирующая на минимальное напряжение, имеет две ступени. Срабатывание первой ступени происходит, если снижение достигает отметки 0,7*Uн с выдержкой времени 0,5 с. Вторая ступень имеет уставку 0,5*Uн и время срабатывания до 9 с. Если за время бестоковой паузы произошло минимальное торможение механизмов и напряжение не достигло 70% номинального, самозапуск всех электродвигателей секции проходит успешно, котел продолжает работать.

Если напряжение снижается до 70% и ниже, на время 0,5 секунд, защитная аппаратура запускает первую ступень. Отключаются наименее важные для работы котла механизмы. Это делается для предотвращения дальнейшего снижения напряжения, чтобы дать возможность запуститься ответственным механизмам.

Вывод. Принцип работы первой ступени защиты минимального напряжения служит с целью удержать котлоагрегат в работе путем отключения механизмов, имеющих второстепенное значение.

Дальнейшее снижение напряжения (после работы 1-й ступени защиты) и достижение его уровня 50% номинала на время до 9 секунд означает, что самозапуск ответственных механизмов котла не удался. На этом этапе вопрос о работе котла уже не стоит. Включается схема работы второй ступени. Отключаются оставшиеся механизмы, подключенные к цепям защиты. Остаются только те агрегаты, отключение которых может привести к аварийной ситуации при останове котла. Например, во избежание взрыва угольной пыли в топке котла, недопустимо отключение дымососа.

Вывод. Принцип работы второй ступени защиты преследует цель вывести котел в режим безопасного гашения и останова.

Заключение

Из сказанного следует, что принцип работы защиты, реагирующей на минимальное напряжение, тесно связан с функционированием технологического оборудования, к которому она привязана. Защитная аппаратура находится на подстанции, осуществляющей питание электроустановок технологического оборудования. Таким образом, окончательно разобраться, для чего нужна защита, можно только получив хотя бы минимальное представление о том, как работает весь технологический комплекс.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезно видео, в котором предоставлен обзор защитных аппаратов, которые применяются на сегодняшний день:

Вот мы и рассмотрели назначение и принцип работы защиты минимального напряжения. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Рекомендуем также прочитать:

БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам

  • главная
  • инфо
  • блог
  • словарь электромеханика
  • электроника
  • крюинговые компании
    • Одесса/Odessa
    • Николаев/Nikolaev
  • Обучение
    • Предметы по специальности
      • АГЭУ
      • АСЭЭС
      • Диагностика и обслуживание судовых технических средств
      • Мехатронные системы
      • Микропроцессоры
      • Моделирование электромеханических систем
      • МПСУ
      • САЭП
      • САЭЭС
      • СДВС
      • СИВС
      • Силовая электроника
      • Судовые компьютерные ceти
      • СУЭ и ОСУ
      • ТАУ
      • Технология судоремонта
      • ТЭП
      • ТЭЭО и АС
    • Общие предметы
      • Безопасность жизнедеятельности
      • Высшая математика
      • Ділова українська мова
      • Интеллектуальная собственность
      • Культурология
      • Материаловедение
      • Охрана труда
      • Политология
      • Системы технологий
      • Судовые вспомогательные механизмы
      • Судовые холодильные установки
    • I курс
      • конспекты
      • ргр
      • контрольные
      • лабораторные
      • курсовые
      • зачёты
      • экзамены
    • II курс
      • конспекты
      • ргр
      • контрольные
      • лабораторные
      • курсовые
      • зачёты
      • экзамены
    • III курс
      • конспекты
      • ргр
      • контрольные
      • лабораторные
      • курсовые
      • зачёты
      • экзамены
    • IV курс
      • конспекты
      • ргр
      • контрольные
      • лабораторные
      • курсовые
      • зачёты
      • экзамены
    • V курс
      • конспекты
      • ргр
      • контрольные
      • лабораторные
      • курсовые
      • зачёты
      • экзамены
  • Теория
    • английский
    • интернет-ресурсы
    • литература
    • тематические статьи
  • Практика
    • типы судов
    • пиратство
    • видеоуроки
  • мануалы
  • морской словарь
  • технический словарь
  • история
  • новости науки и техники
    • авиация
    • автомобили
    • военная техника
    • робототехника

29.06.2016

Реле защиты (реле напряжения, максимального и минимального тока, обрыва поля, обратного тока)

В электроприводах судовых и заводских машин и механизмов аппаратура защиты должна обеспечивать отключение электродвигателя от сети или автоматическое переключение его на безопасный режим (перевод на меньшую частоту вращения) с целью предотвращения нарушения нормальных условий работы двигателя или машины.

К аппаратуре защиты относятся различного рода реле, автоматические выключатели и предохранители.

Реле защиты — электромагнитные реле напряжения, максимального и минимального тока, контроля цепи (реле обрыва поля), обратного тока и др. Функции реле защиты могут выполнять реле контроля неэлектрических величин, реагирующие на предельные значения давления, температуры, частоты вращения и т.д.

Реле напряжения используют для минимальной защиты. Минимальная защита обеспечивает автоматическое отключение электропотребителя при понижении напряжения сети ниже допустимого значения. Широкое применение в качестве реле напряжения получили электромагнитные реле типов РЭ-510Т, РЭМ-23, РЭМ-231, РЭМ-232, РЭВ-261 и ряд других. Их электромагнитные системы имеют катушки на номинальные напряжения 24, 55, 110 и 220 В. Напряжение втягивания реле можно регулировать до 60 % номинального. Время срабатывания реле не превышает 0,1 с.

Реле максимального тока применяют для защиты двигателей постоянного тока от чрезмерных значений тока, опасных для коллекторов, а также для защиты короткозамкнутых асинхронных двигателей и двигателей с фазным ротором. Реле максимального тока мгновенного действия срабатывают в течение сотых долей секунды при возрастании тока в цепи катушки выше установленного значения.

Токи уставки (номинальные токи) максимальных реле должны превышать значения нормальных пусковых токов и кратковременных импульсов тока, протекающих в цепи в моменты переходных процессов. Ток уставки максимальных реле постоянного тока выбирают обычно в пределах 2,5—4-кратного значения номинального тока электродвигателя.

Максимальные реле выполняют с самовозвратом, механическим возвратом (с защелкой) и электромагнитным возвратом. У мгновенного максимального реле постоянного тока с самовозвратом серии РМ (рис. 1) настройка реле на ток срабатывания осуществляется сжатием пружины 4 или изменением зазора между якорем 3 и сердечником 2. Катушка реле 1 включается последовательно в силовую цепь электропотребителя, имеет малое число витков, рассчитана на номинальный ток срабатывания электромагнитной системы реле. Катушки максимальных реле серий РЭ и РМ имеют следующие номинальные токи: 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 25; 40; 80; 160; 320; 630 А.

Аппараты управления двигателями (пусковые реостаты, контроллеры) снабжены максимальными реле мгновенного действия с самовозвратом, которые обеспечивают максимальную защиту. В случае возникновения недопустимо больших токов или режима короткого замыкания срабатывает реле, обесточив размыканием своего контакта катушку контактора. Двигатель отключается. Для повторного запуска двигателя рычаг управления необходимо переместить в нулевое положение и повторить весь процесс пуска. При уменьшении приложенного напряжения ток, потребляемый электродвигателем, возрастает, так как при этом противо-э. д. с. якоря уменьшается быстрее, чем приложенное напряжение от питающей сети. Увеличение тока двигателя может вызвать перегрев его якоря. Защиту двигателя от перегрева при пониженном напряжении обеспечивает минимальная защита: с уменьшением приложенного напряжения ниже 20 % номинального двигатель отключается от сети. При полном исчезновении напряжения в питающей сети двигатель также автоматически выключается. Если напряжение вновь появится, самостоятельный пуск не произойдет, так как катушка контактора получит питание только при возврате рычага управления в положение 1 «Пуск» (нулевое блокирование).

При отсутствии в аппаратах управления нулевого блокирования следует применять максимальные реле с ручным возвратом, а в системах дистанционного или автоматического управления — реле с электромагнитным возвратом, чтобы не происходило повторного включения двигателя.

К реле тока относятся грузовые реле, срабатывающие при заданном значении тока. Они в основном применяются для ограничения тока путем ввода в цепь якоря электродвигателя резисторов, т. е. обеспечивают автоматический перевод электродвигателя на безопасный режим работы без его выключения.

Электротепловые реле предназначены для защиты двигателей от перегрузки. Главным элементом реле является пластинка, изготовленная из двух разнородных металлов, коэффициенты линейного расширения которых различны. Тепловое воздействие тока на этот элемент может осуществляться непосредственно, косвенно или комбинированно. Схема действия электротеплового реле типа ТРТ показана на рис. 2. При протекании номинального тока по нагревательному элементу 6 его биметаллическая пластинка несколько выпрямляется вследствие нагрева, усиливая прижатие подвижных и неподвижных контактов 4. Если ток в элементе превысит допустимые пределы I > Iном, увеличиваются нагрев биметалла и изгиб пластинки. При токе срабатывания реле I > Iном пластинка элемента 6, изгибаясь, освобождает контактный рычаг 5, который под действием пружины развернется и разомкнет контакты в цепи управления. После остывания пластинки через 20—40 с реле приводится в начальное положение кнопкой 3 «Возврат». Ток уставки регулируется с помощью механизма уставки 2. Все детали реле смонтированы в пластмассовом корпусе 1.

Для защиты двигателей переменного тока электротепловые реле встраивают в магнитные пускатели, для двигателей постоянного тока— в установочные автоматы.

Реле обрыва поля (РОП) используются в схемах управления двигателями постоянного тока с параллельным возбуждением для защиты от разноса. Втягивающая катушка такого реле включена последовательно с параллельной обмоткой возбуждения двигателя. При обрыве цепи обесточивается и катушка реле, подается сигнал на отключение двигателя от сети. Аналогично работают реле обрыва фазы в цепях трехфазного переменного тока.

За последние годы промышленность освоила производство многих новых магнитных и изоляционных материалов, что позволило повысить срок службы и надежность низковольтной аппаратуры. Выпускаются унифицированные аппараты, магнитные усилители, управляемые и неуправляемые полупроводниковые вентили, логические магнитные и транзисторные элементы и разработанные на их базе комплектные устройства автоматического управления.

Применение на судах бесконтактных устройств на базе тиристоров, кремниевых вентилей, транзисторов, симисторов и т. п. существенно повышает эффективность систем автоматического управления. В качестве элементов автоматического управления в судовом электрооборудовании широко используют контакторы, реле, магнитные усилители, различной конструкции датчики электрических и неэлектрических сигналов, сельсины и другие аппараты, осуществляющие контроль и изменение режимов работы автоматизированных систем.

Комплектные аппараты — несколько электрических аппаратов, смонтированных на общем основании и служащих для пуска, остановки, защиты и резерва электрических двигателей.

Магнитный пускатель — комплектный аппарат, состоящий из контакторов, двух электротепловых реле и кнопочных выключателей, смонтированных на общем основании и защищенных кожухом. Магнитные пускатели обеспечивают управление и защиту (максимальную, минимальную и нулевую) электродвигателей.

Комплектное устройство управления (магнитная станция)—конструкция, содержащая коммутационные, защитные, регулирующие, сигнализирующие и другие аппараты,соединенные по схеме автоматического управления электроприводом. Все аппараты и приборы в комплектном устройстве установлены на общем металлическом или изоляционном основании (панели, щите). При наличии нескольких автоматических выключателей в комплектном устройстве необходимо соблюдать условия селективности максимальной токовой защиты.

Оцените статью
Добавить комментарий